DE29602948U1 - Vorrichtung zur Regulierung der Durchbiegung eines Rotationskörpers - Google Patents
Vorrichtung zur Regulierung der Durchbiegung eines RotationskörpersInfo
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Description
'Patentanwälte
Dipl.Phys. Ulrich Twelmeier Dr. techn. Wa Ide mar Leitner
Dr. phi/, nat. Rudolf Bauer-1990
Dipl. Ing. Helmut Hubbuch-1991 European Patent Attorneys
HAE1E001DEU/Ha96S10/Dr.L./Ha/15.02.96
Hähl Walzen GmbH, Industriegebiet Mühlweg, 75249 Kieseibronn
Vorrichtung zur Regulierung der Durchbiegung eines Rotationskörpers
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regulierung der Durchbiegung eines
Rotationskörpers, insbesondere einer Walze, die eine den Rotationskörper tragende
Welle aufweist, die auf außerhalb des Rotationskörpers angeordneten Lagerstellen
gelagert ist.
Eine derartige Vorrichtung ist bekannt und wird insbesondere bei der Papier- und
Foüenhersteliung eingesetzt, um gegen eine am Ende einer entsprechenden Fertigungsstraße
angeordneten Wickelwalze, auf der das in der Fertigungsstraße hergestellte Papier bzw. die Folie aufgewickelt wird, zu drücken. Hierbei tritt das
Problem auf, daß durch das Gewicht dieser Materialbahnen eine Durchbiegung
der Wickelwalze in ihrer radialen Richtung auftritt, welche unbedingt zu
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vermeiden ist, um zu garantieren,· daß zwisfc*herVaufeinanderiiegenden Materialbahnen
keine Luftblasen auftreten können.
Um diese unerwünschte Durchbiegung der Mantelfläche des Rotationskörpers
verhindern zu können, wurde bis jetzt vorgesehen, daß im Inneren des Rotationskörpers
aktive hydraulische und/oder pneumatische Einrichtungen angeordnet sind, die die Innenfläche des Rotationskörpers beaufschlagen und dadurch einer
Durchbiegung entgegenwirken:
In der DE-OS 37 34 832 wird eine durchbiegungsgeregelte Walze, die aus einer
massiven Zentralwelle und einem auf diese drehbar angebrachten Walzenmantel besteht, beschrieben, bei der zwischen der Zentralwelle und dem Walzenmantel
Gleitschuh-Beiastungskolbenvorrichtungen angeordnet sind, mit denen sich das Pressenspaitprofil regeln läßt. Die stationäre Welle wird hierbei außerhalb der
Lagerungsstellen des Walzenmanteis abgestützt. Innerhalb der durchbiegungsgeregeiten
Walze des Mantels oder dessen Verlängerung ist um das Stirnteil der Zentraiwelle ein Ringteii angebracht. Zwischen dem Ringteil und einem Endstück
des Mantels der durchbiegungskompensierten Walze oder dessen Verlängerung ist ein Lager des Mantels der durchbiegungskompensierten Walze angebracht.
Zwischen dem Ringteii und dem Sttmtei! der Zentraiwelle sind hydraulische Kraftvorrichtungen
angeordnet, die in der Pressenspaltebene arbeiten. Die hydraulischen Kraftvorrichtungen sind mit Hydraulikflüssigkeit derart belastbar, daß sich
der Pressenspalt, der mit der durchbiegungskompensierten Walze und deren Gegenwalze gebildet wird, öffnen und schließen läßt. Außerdem erlauben es die
hydraulischen Kraftvorrichtungen, auf die Enden des Walzenmantels Kräfte auszuüben,
welche die Belastungskräfteverteilung ausgleichen.
Aus der DE-OS 37 35 491 ist ein Verfahren zur Regelung der Durchbiegung einer
Walze und eine das Verfahren anwendende Walzenvorrichtung beschrieben, bei dem eine Serie von hydraulischen Belastungselementen verwendet wird. Eine
Zentralwelle der Walze wird an ihren Wellenzapfen von Biegungsausgleichslagern
getragen, wobei die Zentraiwelle auf Pressenspaltebene im Querschnitt derart gestaltet wird, daß sie eine ausreichend hohe Steifigkeit besitzt. Die
Zentralweüe wird bei dem beschriebenen VeYfah'ren um ihre Biegungsausgleichslager
um einen Winke! gedreht, der in einem Bereich von ca. 30° bis 180° liegt.
Dank dieser Phase wird der zwischen Zentralwelie und Walzenmantel freiwerdende
Raum als Raum zum Öffnen des von der durchbiegungskompensierten Walze gebildeten Pressenspaltes genutzt, indem man den Walzenmantel sich
bezüglich seiner gedrehten Zentralwelle versetzen läßt.
All diese bekannten Vorrichtungen und Verfahren besitzen den Nachteil, daß
hierzu im Inneren des Rotationskörpers angeordnete aktive hydraulische und/oder pneumatische Einrichtungen benötigt werden, weiche in nachteiliger Art und
Weise den Aufbau einer derartigen Walze mit steuerbarer Durchbiegung verteuern.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art
derart weiterzubilden, daß in besonders einfacher Art und Weise eine Regelung des Durchbiegungsprofils des Rotationskörpers erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geiöst, daß die Vorrichtung eine
außerhalb des Rotationskörpers angeordnete und auf die den Rotationskörper tragende Welle einwirkende Einrichtung zur Erzeugung und Einleitung eines Biegemoments
in die Welle aufweist, und daß im Innenraum des Rotationskörpers mindestens ein auf der Welle gelagertes und an der Mantelfläche des Rotationskörpers
angreifendes mechanisches Übertragungselement vorgesehen ist, durch das eine von dem in die Welle eingeleiteten Biegemoment hervorgerufene Auslenkung
derselben auf die Mantelfläche des Rotationskörpers übertragbar ist.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in besonders vorteilhafter Art
und Weise eine Vorrichtung geschaffen, die sich durch ihren einfachen Aufbau auszeichnet. Da erfindungsgemäß die von einem externen Biegemoment erzeugte
Auslenkung der Welle zur Regelung des Durchbiegungsprofiis des Rotationskörpers herangezogen wird, kann auf im Inneren des Rotationskörpers angeordnete
hydraulische und/oder pneumatische Einrichtungen verzichtet werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen de?€rfftidung*sinc!*Gegenstand der
Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten und Vorteiie der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu
entnehmen, das im folgenden anhand der einzigen Figur beschrieben wird. Es zeigt:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
Das in Figur 1 im Querschnitt dargestellte Ausführungsbeispiel weist einen vorzugsweise
als Walze ausgebildeten Rotationskörper 10 auf, dessen Mantelfläche
1 durch eine Rohr, insbesondere eine Kohlefaserrohr, gebildet wird. Auf dem Rohr ist in an und für sich bekannter Art und Weise ein Überzug, insbesondere
ein Gummiüberzug 8, angeordnet. An den beiden Stirnflächen 10a, 10b des Rotationskörpers
10 sind Einsätze 2 angeordnet, die die Mantelfläche 1 in ihren
Endbereichen abstützen. Der Rotationskörper 10 wird von einer Welle 11 getragen,
indem sich mit den Einsätzen 2 verbundene, vorzugsweise als Pendellager ausgeführte Bewegungsausgleichslager 5 auf der Außenfläche 111 der Walze 11
abstützen.
Die Welle 11 ihrerseits ist über wiederum vorzugsweise als Pendellager ausgebildete
weitere Bewegungsausgleichslager 5a, welche auch mit den ersten Bewegungsausgleichslagern
5 kombiniert ausgebildet sein können, in beiderseits der Stirnflächen 10a, 10b des Rotationskörpers 10 angeordneten Lagerstellen 6a
und 6b stationär gelagert. Wichtig ist nun, daß eine Einrichtung zur Erzeugung und Einleitung eines externen Biegemoments in die Welle 11 vorgesehen ist,
welches eine Auslenkung der Weile 11 im Innenraum 10' des Rotationskörpers
10 hervorruft, und daß diese vom externen Biegemoment hervorgerufene Auslenkung
der Welle 11 über mindestens ein im fnnenraum 10' des Rotationskörpers
10 angeordnetes mechanisches Übertragungselement 4 auf die Mantelfläche 1
des Rotationskörpers 10 übertragbar ist: Das Biegemoment wird vorzugsweise
dadurch erzeugt, daß an den Enden 11" der Weile 11 ein Stellelement 7 einer
nicht näher dargestellten Verstelleinrichtung angreift, welches in Richtung der
Doppelpfeile P verschiebbar istiind'derart'die8 Wellenenden 11', 11" in radialer
Richtung kraftbeaufschlagt. Durch das dadurch hervorgerufene Auslenken der Wellenenden 11" aus ihrer unbelasteten Ruhelage wird in Verbindung mit der lagefixierten
Lagerung der Wellenabschnitte 11b der Welle 11 in den Lagersteilen
6a, 6b ein Biegemoment in die Welle 11 eingeleitet, welches zu einer Auslenkung
der Welle 11 insbesondere in ihrem Mittelbereich 11a führt: Werden z. B.
die Stellelemente 7 der hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch arbeitenden Verstelleineinrichtungen in der in Figur 1 nach oben weisenden Richtung der
Doppelpfeile P bewegt, so resultiert dies in einer Auslenkung der Welie 11 in ihrem
Mittelbereich 11 a in einer in Figur 1 nach unten zeigenden Richtung A1, wodurch
das auf der Mantelfläche 3 der Welle 11 aufsitzende Übertragungselement
4 ebenfalls nach unten bewegt wird. Dies resultiert darin, daß sich das mechanische
Übertragungselement 4 von dem oberen Bereich B der Innenwand 1' der
Mantelfläche 1 wegbewegt, wodurch sich das die Mantelfläche 1 des Rotationskörpers
10 ausbildende Rohr absenken kann, da es nun nicht mehr vom Übertragungselement
4 abgestützt wird. Ein vor der Beaufschlagung der Welle 11 mit
dem externen Biegemomentvorhandenes, konvex gekrümmtes Durchbiegungsprofil kann daher im wesentlichen stufenlos regelbar vermindert werden. Selbstverständlich
ist es auch möglich, durch die vorher beschriebene Verschiebung der Stellelemente 7 ein bereits bestehendes konvexes Durchbiegungsprofil der
Walze 10 noch zu verstärken, falls dies gewünscht wird.
In entsprechender Art und Weise bewirkt eine Verschiebung der Stellelemente 7
in der in Figur 1 nach unten zeigenden Richtung des Doppelpfeiles P, daß eine in
Figur 1 nach oben zeigende Auslenkung A2 des Mittelbereichs 11a der Welle 11
hervorgerufen wird, die bewirkt, daß das Übertragungselement 4 gegen den Bereich
B der Innenwand 1' der Mantelfläche 1 gedrückt wird, wodurch sich ein konkaves Durchbiegungsprofi! vermindern und sogar in ein konvexes Durchbiegungsprofil
überführen läßt.
Zum mechanischen Übertragungselement 4 ist noch auszuführen, daß dieses
vorzugsweise rotationssymmetrisch zur Welle 11 ausgebildet ist, eine Öffnung 41
zum Durchtritt der Welle 11 und eine Außenfläche 4" aufweist, die zumindest im
Bereich B an der Innenwand V uef Mantelffäcfie*^ des*Rotationskörpers 10
anliegt.
Das eine rein passive Funktion ausführende mechanische Übertragungselement
4 ist entweder starr mit der Innenwand 1' der Mantelfläche 1 verbunden und setzt
über entsprechende Lager, vorzugsweise über Kugellager, auf der Außenfläche 11' der Welle 11 auf. Es ist aber auch möglich, das Übertragungselement 4 fest
mit der als Voll- oder Hohlwelle ausgebildeten Welle 11 zu verbinden und die
entsprechenden Lager an der mit der Innenwand 1' des Rohres in Wirkverbindung stehenden Außenfläche 4" des Übertragungselements 4 vorzusehen.
Desweiteren ist noch anzuführen, daß der hier beschriebene Fall eines einzigen,
mittig angeordneten Übertragungselements 4 nicht die einzige Möglichkeit darstellt,
die durch das externe Biegemoment hervorgerufene Auslenkung A1, A2
der Welle 11 auf die Mantelfläche 1 des Rotationskörpers 10 zu übertragen. Vielmehr
kann auch vorgesehen sein, zwei oder mehrere beabstandet angeordnete Übertragungselemente 4 im innenraum 10' der Walze 10 entsprechend
anzuordnen.
Claims (14)
1. Vorrichtung zur Regelung der Durchbiegung eines Rotationskörpers, die eine
den Rotationskörper (10) tragende Welle (11) aufweist, die auf außerhalb des
Rotationskörpers (10) angeordneten Lagerstellen (6a, 6b) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine außerhalb des Rotationskörpers
(10) angeordnete und auf die den Rotationskörper (10) tragende Welle
(11) einwirkende Einrichtung (7) zur Erzeugung und Einleitung eines Biegemoments
in die Welle (11) aufweist, und daß im Innenraum (10') des Rotationskörpers
(10) mindestens ein auf der Welle (11) gelagertes und an der
Mantelfläche (1) des Rotationskörpers (10) angreifendes mechanisches Übertragungselement
(4) vorgesehen ist, durch das eine von dem in die Welle
(11) eingeleiteten Biegemoment hervorgerufene Auslenkung (A1, A2) derselben
(11) auf die Mantelfläche (1) des Rotationskörpers (10) übertragbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung
zur Erzeugung und Einleitung eines Biegemoments in die den Rotationskörper (10) tragende Welle (11) mindestens ein an einem Ende (11") der Welle
(11) angreifendes Steilelement (7) aufweist, durch das das vom mindestens
einen Stelielement (7) beaufschlagte Ende (11") der Welle (11) in radialer
Richtung (A1, A2) ausienkbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine
Lagerstein (6a, 6b) einen Wellenabschnitt (11 b) der Welle (11) derart umfaßt,
daß dieser Wellenabschnitt (11b) in radialer Richtung im wesentlichen
lagefixiert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens
eine Stellelement (7) hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch bewegbar ist.
5. Vorrichtung nach einem derAnsprOche^ b!s*4, dadurch gekennzeichnet, daß
das mindestens eine Übertragungselement (4) rotationssymmetrisch zur Welle (11) ausgebildet ist, eine zentrale Öffnung (4') zum Durchtritt der Welle
(11) aufweist, und mit seiner Außenfläche (4") zumindestens in einem Bereich
(B) an der Innenwand (1r) der Mantelfläche (1) des Rotationskörpers
(10) anliegt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das mindestens eine Übertragungselement (4) fest mit der Mantelfläche (1)
des Rotationskörpers (10) verbunden ist und über Lagerelemente auf der
Welle (11) aufsetzt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Übertragungselement (4) mit der Welle (11) fest verbunden ist
und über Lagerelemente an der Innenwand (11) der Mantelfläche (1) des Rotationskörpers
(10) ansetzt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der Rotationskörper (10) mit der Mantelfläche (1) verbundene, an den Stirnflächen
(10a, 10b) des Rotationskörpers (10) angeordnete Einsätze (2) aufweist,
die über erste Bewegungsausgleichslager (5) auf der Außenfläche (11')
der Welle (11) aufsetzen.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerung der Welle (11) in den außerhalb des Rotationskörpers
(10) angeordneten Lagerstellen (6a, 6b) über zweite Bewegungsausgieichslager
(5a) erfolgt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten
Bewegungsausgleichslager (5) und die zweiten Bewegungsausgleichslager
(5a) kombiniert ausgebildet and.*· **
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellenenden (11") der Welle (11) über dritte Biegungsausgleichslager
(5b) in den Stelleiementen (7) aufgenommen sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Biegungsausgleichslager (5, 5a, 5b) als Pendellager ausgebildet
sind.
13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Übertragungselement (4) mittig im Innenraum (10') des Rotationskörpers
(10) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß im Innenraum (101) des Rotationskörpers (10) mindestens zwei beabstandet
voneinander angeordnete Übertragungselemente (4) vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE29602948U DE29602948U1 (de) | 1995-04-25 | 1996-02-20 | Vorrichtung zur Regulierung der Durchbiegung eines Rotationskörpers |
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| DE19514613 | 1995-04-25 | ||
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Publications (1)
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Legal Events
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Effective date: 20020829 |