DE3325385A1

DE3325385A1 - Druckbehandlungswalze

Info

Publication number: DE3325385A1
Application number: DE19833325385
Authority: DE
Inventors: Josef Dr.-Ing. Pav; Reinhard 4150 Krefeld Wenzel
Original assignee: Kleinewefers GmbH
Current assignee: Kleinewefers GmbH
Priority date: 1983-07-14
Filing date: 1983-07-14
Publication date: 1985-01-31
Also published as: NO842876L; FI842793A0; BR8403515A; FI842793A7; CA1263551A; SE458386B; JPH0148410B2; DE3325385C2; FR2548929A1; SE8403581L; CH664607A5; SE8803485D0; NL8402245A; SE8803485L; NO162256B; SE465046B; US4520723A; GB2143302A; SE8403581D0; FR2612430A1

Description

DR.-ING. ULRICH KNOBLAUCH PATENTANWALT / e frankfurt/main ι, den 13. Juli 1983

^P KÜHHORNSHOFWEG 10

POSTSCHECK KONTO FRANKFURT/M. 3420-60S K/G DRESDNER BANK. FRANKFURT/M. 2300308 T E L E F O N : 56 10 78

TELEGRAMM! KNOPAT TELEX: 411 877 KNOPA D

KW 68

Kleinewefers GmbH, 4150 Krefeld

Druckbehandlungswalze

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckbehandlungswalze mit einem Mantel, der von einem feststehenden, an seinen Enden in einem Ständer abgestützten Träger durchsetzt und auf an über die Mantellänge verteilten Lagerabschnitten angreifenden, durch hydraulische Druckgeber belasteten Stutzelementen gelagert ist, die den Walzenmantel gegen mindestens eine andere Walze verlagern und andrücken, wobei jedes Mantelende eine mit ihm verlagerbare Lagereinheit aufweist, deren inneres Lagerelement zur Abstützung von Axialkräften und/oder zur Abdichtung mit trägerfesten Teilen zusammenwirkt.

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

Bei einer bekannten Druckbehandlungswalze dieser Art (GB-PS 641 466) werden die Stutzelemente jeweils durch die Stirnfläche des Kolbens der hydraulischen Druckgeber gebildet, die in einer der anderen Walze zugewandten Reihe in der Druckbehandlungsebene vorgesehen

sind. Durch entsprechende Druckbelastung der Druckgeber kann eine Anheb- und Anpressbewegung des Mantels mit Bezug auf die benachbarte Walze erzielt werden. Die Lagereinheit weist ein mit dem Mantel verbundenes äußeres Lagerelement und ein inneres Lagerelement auf, zwischen denen sich ein Wälzlagerring befindet, über diese Lagereinheit können axiale Kraftkomponenten vom Mantel auf den Träger geleitet werden. Wenn der den Druckgebern zuzuführende Druck abgeschaltet wird, wirkt das innere Lagerelement als Anschlag, der die radiale Verschiebbarkeit des Walzenmantels begrenzt. Ferner dient die Lagereinheit in Verbindung mit Dichtelementen dazu, den Innenraum des Walzenmantels nach außen hin abzudichten.

Damit sich bei solchen Druckbehandlungswalzen die Mantelenden nur in der Druckbehandlungsebene verlagern, wird das innere Lagerelement auf trägerfesten Führungen radial geführt. Die Führung besteht beispielsweise aus zwei in der Druckbehandlungsebene verlaufenden Radialstiften (DE-PS 10 26 609), aus einer in der Druckbehandlungsebene verlaufenden Durchmesserbohrung oder zwei zur Druckbehandlungsebene parallelen Führungsflächen (DE-PS 22 54 392). Im Betrieb hat es sich gezeigt, daß derartige Druckbehandlungswalzen sich nicht feinfühlig verstellen lassen und daß mit ihnen keine genaue Regelung des Liniendrucks möglich ist.

Es ist ferner eine Druckbehandlungswalze bekannt (DE-PS 29 42 002), bei der hydrostatische Lagerelemente jeweils von zwei oder mehr in Umfangsrichtung versetzten Druckgebern belastet sind, denen Druckmittel mit unterschiedlichem Druck zugeführt werden kann. Die Lagerelemente können auch auf einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers vorgesehen sein. Auf diese Weise ist eine Einstellung des Walzenmantels unter Berücksichtigung der an dem Walzenmantel angreifenden,

resultierenden Kraft möglich. Es kann eine von Querkräften herrührende Verlagerung oder Durchbiegung des Walzenmantels in Querrichtung verhindert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckbehandlungswalze der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die eine sehr genaue Einstellung der Lage der Walze bzw. der Streckenlast ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für jeden Lagerabschnitt mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte, Stützelemente und für jedes Stützelement mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte Druckgeber vorgesehen sind und daß zur Positionierung der Achsen der Mantelenden annähernd in der Druckbehandlungsebene ein Druckregler für die den Druckgebern zuzuführenden Drücke vorhanden ist, mit dem die Summe aller Querkraftkomponenten, die von den Druckgebern senkrecht zur Druckbehandlungsebene auf den Mantel übertragen werden, zumindest annähernd gleich der Summe der von außen auf den Mantel wirkenden Querkraftkomponenten gehalten wird.

Diese Ausgestaltung beruht auf der Überlegung, daß bei bekannten Walzen bei einer Belastung des Mantels durch Querkräfte das innere Lagerelement gegen die trägerfeste Führung gedrückt wird. Dies bewirkt einen Formschluß zwischen Mantel und Träger in Querrichtung. Außerdem entstehen durch das Anpressen des inneren Lagerelements an die Führung erhebliche Flächenpressungen, die bei einer Verlagerung des Mantels gegen die andere Walze zu unkontrollierbaren Reibungskräften führen. Hierbei kommt erschwerend hinzu, daß das innere Lagerelement durch ein vom Mantel über die Lagerfläche aufgebrachtes Drehmoment belastet ist und daher die

Flächenpressung nicht gleichmäßig über die Führung verteilt ist. Infolgedessen wird der Walzenmantel vom Träger quasi festgehalten. Hierdurch und durch den Formschluß ergeben sich am Mantelende Zwänge, welche eine feinfühlige Verformung des Mantels bzw. das präzise Einstellen der Streckenlast im Walzenspalt verhindern.

Sorgt man aber dafür, daß mit Hilfe der Stützelemente Querkraftkomponenten auf den Mantel aufgebracht werden können, lassen sich die von außen auf den Mantel wirkenden Querkräfte kompensieren. Die vom inneren Lagerelement auf den Träger zu übertragenden Querkräfte können daher kleingehalten oder sogar zur Null gemacht werden. An den Enden des Mantels treten daher keine zusätzlichen Zwänge durch einen Formschluß oder ein Quasi-Festhalten auf.

Dadurch daß jedem Lagerabschnitt jeweils mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte Stützelemente zugeordnet sind, lassen sich ausreichend große Querkraftkomponenten erzielen, ohne daß die resultierende Radialkraft in der Druckbehandlungsebene zu groß werden müßte.

Da der Mantel durch die Verwendung der mit unterschiedlichem Druck gespeisten Druckgeber mittig gehalten und radial verlagert werden kann, benötigt man für diesen Zweck keine Führung zwischen innerem Lagerelement und Träger.

Im Gegensatz zu allen bisher bekannten Konstruktionen solcher Druckbehandlungswalzen, insbesondere Durchbiegungsausgleichwalzen, ergibt sich ein Walzenmantel, der ideal verformbar ist, d.h. sich an die Gegenwalze feinfühlig anschmiegt bzw. eine präzis einstellbare

Streckenlast in dem Walzenspalt und dadurch eine Beeinflussung der Dicke und anderer Eigenschaften der Warenbahn über die gesamte Walzenlänge ermöglicht. Dieser Erfolg wird erzielt, weil die für die Erzeugung der Streckenlast und die Stabilisierung des Mantels erforderlichen Trag- und Stabilisierungskräfte über die Druckgeber der Stützelemente aufgebracht werden, deren Drücke vom Druckregler beeinflußbar sind, und störenden Zwänge an den Enden des Mantels verhindert werden.

Dies ermöglicht es auch, den Walzenmantel dünner auszuführen, beispielsweise mit nur 20 bis 50 % der bisherigen Wandstärke. Dünnere Walzenmäntel lassen sich aber noch feinfühliger den gewünschten Verhältnissen anpassen. Insbesondere bei Verwendung einer Walze mit elastischem Bezug läßt sich die Verformung des Bezugsmaterials und damit dessen Temperatur über die gesamte Walzenlänge sehr genau einhalten. Beschädigungen durch Übertemperatur werden daher ausgeschlossen. Durch die exakte Positionierung des Mantels relativ zur Achse ist es auch möglich, während der Spaltschließung die Parallelität der Mantellinien der benachbarten Walzen präzise einzuhalten.

Zweckmäßigerweise sind die in Umfangsrichtung versetzten Stützelemente symmetrisch zur Druckbehandlungsebene angeordnet. Die Walze eignet sich dann für beide Drehrichtungen. Unsymmetrische Kraftverteilungen lassen sich leicht durch entsprechend unterschiedliche Drücke in den Druckgebern erzielen.

Bei einer besonders einfachen Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß jeweils zwei in Umfangsrichtung versetzte Stützelemente vorgesehen sind, die im Bereich der Druckbehandlungsebene auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten des Trägers angeordnet sind.

Größere Querkraftkomponenten lassen sich erzeugen,

wenn drei Stutzelemente vorgesehen sind, von denen das eine im Bereich der Druckbehandlungsebene auf der der anderen Walze zugewandten Seite des Trägers und die beiden anderen auf der gegenüberliegenden Seite des Trägers symmetrisch zu beiden Seiten der Druckbehandlungsebene angeordnet sind.

Günstig ist es ferner, wenn die Stützelemente in Umfangsrichtung eine größere Erstreckung als in Axialrichtung haben. Auf diese Weise können die Stützelemente axial dicht nebeneinander angeordnet werden und verhältnismäßig große Stützkräfte auf den Mantel ausüben,

Es ist sinnvoll, ein Mitdrehen des inneren Lagerelementes aufgrund des vom Mantel über die Lagerfläche ausgeübten Drehmoments, insbesondere bei Geschwindigkeitsänderungen des Mantels, zu verhindern, damit eine relative Rotationsbewegung nur zwischen äußerem und innerem Lagerelement erfolgt. Denn dann müssen an der Übergangsstelle zwischen innerem Lagerelement und Träger keine für das Drehen geeigneten Flächen- und Werkstoffpaarungen vorgesehen werden und die dort angeordneten Dichtungsringe werden geschont. Für diese Drehverhinderung genügt vielfach - insbesondere bei sehr reibungsarmen Lagereinheiten - eine noch verbliebene geringe Reibung zwischen dem inneren Lagerelement und dem trägerfesten Teil bzw. der dazwischen befindlichen Dichtung. In allen anderen Fällen empfiehlt es sich, daß die inneren Lagerelemente durch im wesentlichen nur durch das vom Mantel ausgeübte Drehmoment belastete, mit Gegenflächen zusammenwirkende Drehmomentstutzen gegen Verdrehen gesichert sind. Diese Drehmomentstützen müssen nur verhältnismäßig kleine Kräfte übertragen, aufgrund deren keine die Mantelenden beeinflussenden Zwänge auftreten können.

Insbesondere können die Drehmomentstützen mit den Gegenflächen mit Spiel zusammenwirken. Dieses Spiel erleichtert den Regelvorgang beim Positionieren der Walzenenden und vereinfacht die Fertigung und die Montage. Das Spiel ist vorzugsweise so bemessen, daß es noch innerhalb des elastischen Verformungsbereiches einer zwischen innerem Lagerelement und trägerfestem Teil befindlichen Dichtung liegt.

Die Drehmomentstützen können als Bolzen o.dgl. ausgebildet sein. Die möglicherweise auftretenden Reibungskräfte sind wegen der kleinen Drehmomentkräfte gering.

Mit besonderem Vorteil jedoch weisen die Drehmomentstützen Anschläge auf, die bei Radialverschiebung längs der Gegenflächen reibungsarm sind. Dies ergibt die höchstmögliche Sicherheit, daß an den Mantelenden keine störenden Zwänge auftreten. Da über die Drehmo~ mentstützen nur geringe Kräfte geleitet werden müssen, kann man sie aus einer großen Zahl von reibungsarmen Stützvorrichtungen auswählen. Besonders empfehlenswert sind Anschläge, die unter Rollreibung mit den Gegenflächen zusammenwirken, also beispielsweise Wälzlager.

im einfachsten Fall sind die Anschläge jedoch Rollen. Diese haben zwar nur eine kleine Auflagefläche. Trotzdem treten keine unzulässigen Flächenpressungen auf, weil die zu übertragenden Kräfte gering sind.

Die Drehmomentstutzen können am inneren Lagerelement angebracht sein und an Gegenflächen des Ständers angreifen. Bevorzugt ist es aber, daß die Drehmomentstützen am Träger angebracht sind und mit Gegenflächen am inneren Lagerelement zusammenwirken. Auch andere Anordnungen sind denkbar, beispielsweise die Drehmomentstütze am inneren Lagerelement und die Gegenflächen

332538S

am Träger.

Konstruktiv ist es empfehlenswert, daß die Gegenflächen durch die Seitenwände einer Nut gebildet sind, die von der den Druckgebern zugewandten Stirnseite des inneren Lagerelementes ausgeht. Eine solche Nut läßt sich leicht fertigen. Außerdem lassen sich die Drehmomentstützen in diesem Bereich platzsparend anordnen.

Die Zahl der Drehmomentstützen kann gering sein. Im einfachsten Fall genügt es, wenn die Drehmomentstützen und die Gegenflächen nur auf einer Seite des Trägers vorgesehen sind.

Eine sehr einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn jeweils eine Drehmomentstütze mit Spiel zwischen zwei Gegenflächen angeordnet ist. Diese Drehmomentstutze, beispielsweise eine Rolle, vermag dann Drehmomente in beiden Richtungen abzustützen.

Vorzugsweise sind die Drehmomentstützen näher am Mantel als am Träger angeordnet. Dadurch ergibt sich ein verhältnismäßig großer radialer Abstand von der Walzenachse. Entsprechend klein sind die bei gegebenem Drehmoment zu übertragenden Kräfte.

Die Lagereinheit kann ferner ein Kugelgelenk bilden, das zusätzlich zu einem den Träger lagernden Kugelgelenk vorgesehen werden kann. Auf diese Weise kann das innere Lagerelement seine relative Lage zum Träger beibehalten; trotzdem kann sich die Winkellage der Walzenachse frei einstellen.

Zweckmäßig ist es, wenn ein äußeres Lagerelement hydrostatisch am Umfang des inneren Lagerelements gelagert ist. Hierdurch werden die vom Mantel auf das innere

- 14 Lagerelement übertragenen Drehmomente klein gehalten.

In diesem Zusammenhang empfiehlt es sich auch, daß die zur Übertragung von Axialkräften vom äußeren Lagerelement auf das innere Lagerelement dienenden Stirnflächen hydros"ca"Cisehe juager bilden. Damic ,vt-.v:.r... auch über diese Stirnflächen übertragenen Drehmomente kleingehalten.

Bei einer anderen Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß zur Übertragung von Axialkräften vom inneren Lagerelement auf den Träger mit Gegenflächen zusammenwirkende Axialkraftstützen vorgesehen sind, die bei Radialverschiebung längs der Gegenflächen reibungsarme Anschlage aufweisen. Insbesondere können auch diese Anschläge Rollen sein. Auf diese Weise wird verhindert, daß beim Auftreten übermäßiger Axialkräfte störende Reibungskräfte an den Gegenflächen auftreten, welche eine freie Beweglichkeit der Mantelenden beeinträchtigen könnten.

In weiterer Ausgestaltung sind Positions-Sensoren vorgesehen, die die Lage der Lagereinheit mit Bezug auf den Träger feststellen und den Druckregler derart beeinflussen, daß die Achse der Lagereinheit in der Druckbehandlungsebene gehalten wird. Derartige Positions-Sensoren bilden eine sehr einfache Möglichkeit, um festzustellen» daß die Gesamtsumme aller auf den Mantel wirkenden Querkraftkomponenten gleich Null ist.

Hierbei empfiehlt es sich, wenn zwei radiale Positions-Sensoren senkrecht zur Druckbehandlungsebene auf einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers vorgesehen sind. Verlagerungen der Walzenachse aus dieser Druckbehandlungsebene werden sofort festgestellt.

Außerdem kann ein dritter radialer Positions-Sensor· in der Druokbehandlungsebene vorgesehen sein. Mit seiner Hilfe kann die Anheb- und Anpressbewegung des Mantels überwacht werden.
5

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

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungs-

gemäße Druckbehandlungswalze,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-A in

Fig. 1
15

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie B-B in

Fig. 1,

Fig. 4 einen Teillängsschnitt durch eine zweite Au s fUh rung s f ο rm,

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie C-C in Fig. 4,

Fig. 6 einen Teillängsschnitt durch eine dritte

AusfUhrungsform,

Fig. 7 einen Querschnitt längs der Linie D-D in

Fig. 6,
30

Fig. 8 einen Teillängsschnitt durch eine vierte Ausf ührungsf orrn,

Fig. 9 einen Querschnitt längs der Linie E-E in Fig. 8,

Fig. 10 einen Teillängsschnitt durch eine fünfte Ausführungsform,

332538S

Fig. 11 einen Querschnitt längs der Linie F-F in Fig. 10,

Fig. 12 einen Querschnitt durch eine sechste Ausführungsform,

Fig. 13 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform,

bei der die Druckbehandlungsebene in einem

Winkel zur Vertikalen steht, 10

Fig. 14 einen Querschnitt durch eine abgewandelte

Ausführungsform in der Darstellung der Fig.

12, und

Fig. 15 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform

mit zwei Gegenwalzen.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Druckbehandlungswalze 1 dargestellt, die mit einer Gegenwalze 2 zusammenwirkt. Die Druckbehandlungswalze 1 weist einen hohlzylindrischen Mantel 3 auf, der von einem Träger 4 durchsetzt ist. Dieser ist an beiden Enden über ein Schwenklager 5 drehfest in einem Ständer 6 gehalten.

An axial nebeneinander liegenden Lagerabschnitten

7 am Innenumfang des Mantels 3 greifen aneinander gegenüberliegenden Seiten des Trägers 4 Stützelemente

8 und 9 an. Diese sind, wie Fig. 2 zeigt, jeweils durch zwei Druckgeber 10, 11 bzw. 12, 13 belastet.

Jeder Druckgeber weist einen am Träger befestigten Kolben 14 und einen am Lagerelement ausgebildeten Zylinder 15 auf. Der so gebildete Druckraum 16 steht einerseits über einen Radialkanal 17 und einen Axialkanal IS mit einem von einer Pumpe gespeisten Druckregler 19 und andererseits über einen Drosselkanal 20

mit eine,r Lagertasche 21 eines an der Oberfläche des Stützelements 8 bzw. 9 ausgebildeten hydrostatischen Lagers in Verbindung.

Jedes Ende des Mantels 3 weist eine Lagereinheit 22 auf, die ein durch das Walzenende gebildetes äußeres Lagerelement 23 und ein buchsenfb'rmiges inneres Lagerelement 24 aufweist, zwischen denen sich ein Wälzlager 25 befindet, dessen Laufringe durch stirnseitige Anschlage, z.B. den Sprengring 26, so am inneren und äußeren Lagerelement befestigt sind, daß Axialkräfte übertragen werden können. Das Wälzlager 25 ist außen mit einer Dichtung 27 versehen. Das innere Lagerelement trägt stirnseitig einen Dichtring 28, der gegen eine Platte 29 anliegt, welche drehfest am Träger 4 gehalten ist. Die Axiallage des inneren Lagerelements 24 ist durch eine Stufe 30 am Träger 4 und durch einen an der Platte 29 angreifenden Sprengring 31 gesichert.

Zwischen dem inneren Lagerelement 24 und dem Träger 4 ist ein Spielraum 32 vorgesehen, der eine freie Bewegung des Mantelendes erlaubt. Die unterste Stellung ergibt sich durch Anlage des inneren Lagerelementes 24 am Träger 4, wenn den Druckgebern kein Druck zügeführt wird. Die genaue Lage der Lagereinheit 22 wird mit Hilfe von drei Positions-Sensoren 33, 34 und 35 festgestellt, die die relative Lage des inneren Lagerelementes 24 mit Bezug auf den Abschnitt 36 des Trägers 4 feststellen. Der Sensor 35 mißt die Lageabweichung Δ y in Richtung der Druckbehandlungsebene 37. Die Sensoren 33 und 34 messen die Abweichungen Λχ bzw. /\x„ von der Druckbehandlungsebene. Als Positions-Sensoren können an sich bekannte mechanische, elektrische, optische, pneumatische, hydraulische und andere Weg- bzw. Lageaufnehmer verwendet werden.

Diese von den Sensoren gemessenen Werte werden einem Rechner 38 zugeführt, der Eingänge 39 aufweist, über die weitere Signale zuführbar sind, beispielsweise die Ausgangssignale von Druck- oder Kraft-Sensoren, die zur Überwachung des Kräftegleichgewichts in jedem Abschnitt des Mantels 3 angeordnet sind und die Belastung dieses Mantelabschnitts feststellen, oder von Sensoren, welche Warenbahneigenschaften feststellen. Ferner können an dieser Stelle Sollwerte für die Streckenlast eingeführt werden oder Programme, die eine Vielzahl verschiedener Parameter berücksichtigen. Dieser Rechner 38 steuert den Druckregler 19 in Abhängigkeit von den durch die Sensoren ermittelten Werte und den Verfahrensparameter des Walzensystems (z.B.

dem Walzentemperaturprofil) nach Vergleich mit vorgegebenen Sollwerten oder einem vorgegebenen Programm derart, daß dem Druckraum 16 jedes Druckgebers ein solcher Druck zugeführt wird, daß die gewünschte Streckenlast im Spalt 40 vorhanden ist, daß der Mantels 3 sowohl in Richtung der Druckbehandlungsebene 37 quer dazu eine vorgegebene Form hat und daß die Mantelachse im Bereich der Enden trotz des Vorhandenseins äußerer Querkräfte in der Druckbehandlungsebene 37 gehalten wird. Hierbei ist es zur Erzeugung von Querkraftkomponenten erforderlich, daß den beiden Druckgebern jedes Stützelements unterschiedliche Drücke zugeführt werden, während es zur Erzeugung des passenden Zusammenhangs zwischen Kraftkomponenten, die in der Druckbehandlungsebene liegen, und quer dazu verlaufenden Kraftkomponenten notwendig ist, den Druckgebern der oberen Stützelemente 8 einen höheren Druck zuzuführen als den Druckgebern der unteren Stützelemente 9. Hierbei können auch jeweils mehrere in Axialrichtung benachbarte Druckgeber zusammengefasst und über eine gemeinsame Druckleitung versorgt werden. Statt der veranschaulichten zwei können auch drei oder mehr Druckgeber an einem Stützelement angreifen.

Der Walzenmantel ist auf diese Weise ausschließlich durch die hydrostatischen Stutzelemente gelagert. Die für die Erzeugung der Streckenlast und der Stabilisierung der Lage des Mantels erforderlichen Trag- und Stabilisierungskräfte werden allein durch die Druckgeber aufgebracht. Deren Kraftwirkung ist durch die Ansteuerung vom Druckregler 19 her genau vorgegeben. Zwänge an den Mantelenden sind praktisch vollständig ausgeschaltet. Die Mantelenden einschließlich der Lagereinheiten 22 werden durch Querkraftkompensation in ihrer Mittellage gehalten. Eine Drehung des inneren Lagerelements 24 wird durch die geringe Reibung zwischen Dichtring 28 und Platte 29 verhindert. Daher erfolgt eine Verlagerung der Walzenachse innerhalb der Druckbehandlungsebene 37 praktisch unbehindert.

Die Materialien von innerem Lagerelement 24 und Platte 29 müssen keine Gleitlagereigenschaften haben.

Beim Zusammenfahren der Walzen kann die Lage des Mantels 3 auch direkt mit Bezug auf die Gegenwalze 2 bestimmt werden. Die Lagebestimmung und die Steuerung der Parallelität der Mantellinien während der Spaltschließung kann unter Anwendung von an sich bekannten Positions-Sensoren durchgeführt werden.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 werden für identische Teile dieselben und für entsprechende Teile um 100 gegenüber den Fig. 1 bis 3 erhöhte Bezugszeichen verwendet. An der den Druckgebern zugewandten Stirnseite 41 des inneren Lagerelementes 124 befindet sich eine Durchmessernut 42, die sich bis in einen Flansch 43 erstreckt, welcher nahe an den Mantel 3 heranreicht. In diesem Flansch ist auf jeder Seite des Trägers 4 eine Drehmomentstütze 44 und 45 angeordnet, die als drehbare Rolle ausgeführt ist. Jede Dreh-

momentstütze ist mit Spiel zwischen zwei Gegenflächen 46 und 47 gehalten, welche durch die Seitenwände der Nut 42 gebildet sind und sich parallel zur Druckbehandlungsebene 37 erstrecken, welche die Achsen der b beiden Walzen 1 und 2 miteinander verbindet und den Walzenspalt 39 durchsetzt. Die Drehmomentstützen 44 und 45 sind an einem Halteglied 48 drehbar gelagert.

Die Verlagerung des Mantels 3 in Richtung der Druckbehandlungsebene 37 ist im gesamten Ausmaß des Spielraums 32 möglich und in Querrichtung zumindest im Rahmen des Spiels, das zwischen den Drehmomentstutzen 44 und 45 und in beiden Gegenflächen 46 und 47 verbleibt, sofern nicht das Halteglied 48 seinerseits um ein gewisses Maß elastisch verformbar ist. Eine Drehung des inneren Lagerelementes 124 wird durch die Drehmoments tützen 44 und 45 verhindert. Da diese nur mit geringer Kraft an den Gegenflächen anliegen und überdies reibungsarm abgestützt sind, erfolgt die Verlagerung der Walzenachse innerhalb der Druckbehandlungsebene 37 unbehindert.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 werden für identische Teile dieselben und für entsprechende Teile um 200 gegenüber den Fig. 1 bis 3 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Am Halteglied 148 sind Axialkraftstützen 50 und 51 in der Form von Rollenpaaren angebracht, die mit einer Gegenfläche 52 am inneren Lagerelement 224 zusammenwirken. Ferner sind an diesem Lagerelement Axialkraftstützen 53 und 54 in der Form von Rollenpaaren angebracht, die mit einer Gegenfläche 55 an der Platte 29 zusammenwirken. Es können daher vom Mantel 3 größere Axialkomponenten auf den Träger 4 übertragen werden, ohne daß dadurch bei Radialbewegung der Mantel in der Druckbehandlungsebene 37 un-

kontrollierten Reibungskräften ausgesetzt wäre.

Bei der Ausführungform nach den Fig. 8 und 9 werden für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3 und bei entsprechenden Teilen um 300 erhöhte Bezugszeichen benutzt. Die als Rolle ausgebildete DrehrnomentstUtze 344 befindet sich nur auf einer Seite des Trägers 4 und ist mit Spiel zwischen Gegenflächen 346 und 347, welche von den Seitenwänden einer von der Stirnseite ausgehenden Nut 342 gebildet sind, angeordnet. Zur Halterung der Rolle dient ein gabelförmiger Halter 348, der in den Träger 4 eingesetzt ist.

Bei der Ausführungsform der Fig. 10 und 11 werden für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3 und für entsprechende Teile um 400 erhöhte Bezugszeichen benutzt. Die Drehmomentstützen 444 und 445 sind am inneren Lagerelement 424 angebracht und liegen als Rolle mit Spiel zwischen Gegenflächen 446 und 447, welche am Ständer 406 vorgesehen sind. In diesem Fall hat die Platte 429 einen kleineren Durchmesser und das Lagerelement 424 trägt die Dichtung 428 an einem nach innen ragenden Flansch 60.

Bei der Ausführungsform der Fig. 12 sind wegen der Leichtgängigkeit der hydrostatischen Lagereinheit 422 wiederum keine Drehmomentstützen erforderlich. Diese Konstruktion zeigt eine Abwandlung der Lagereinheit 22 der Fig. 1. Für entsprechende Teile werden dieselben und für entsprechende Teile um 500 erhöhte Bezugszeichen benutzt. Das äußere Lagerelement 523 besteht aus zwei Lagerringen 61 und 62, die über eine Kugelfläche 63 aufeinander abgestützt sind, so daß sich ein Kugelgelenk ergibt. Das innere Lagerelement 524 besitzt eine hydrostatische Lagerfläche 64, auf der der innere Ring 62 des äußeren Lagerelements 523 gelagert ist. Zu beiden Seiten dieses inneren Lagerrin-

332538S

ges 62 befinden sich stirnseitige Lagerflächen 65 und 66, die ebenfalls hydrostatisch ausgebildet sind. Entsprechende Ölzuleitungen 67 versorgen diese hydrostatischen Lager, um einen reibungsarmen Betrieb zu ermöglichen.

In Fig. 13 trägt der Mantel 3 einen elastischen Bezug 68, z.B. aus Papier. Es ist veranschaulicht, daß die Walzen 1 und 2 nicht vertikal übereinander liegen müssen, sondern daß die Druckbehandlungsebene 37 auch einen Winkel zur Vertikalen einnehmen kann. In diesem Fall wirkt bereits das Gewicht G des Mantels 3 in der Weise, daß zusätzlich zu der Kraftkomponente P, die in der Druckbehandlungsebene verläuft, eine Querkraftkomponente Q auftritt. In diesem Fall müssen die den Druckgebern 11 und 13 zugeführten Drücke größer sein als die Druckgebern 10 und 12 zugeführten Drücke, damit die Querkraftkomponente Q kompensiert wird. Wenn im Betrieb noch zusätzliche Querkräfte auftreten, sind die den einzelnen Druckgebern zuzuführenden Drücke entsprechend zu ändern.

In Fig. 14 ist eine Abwandlung der Fig. 13 veranschaulicht. Für gleiche Teile werden dieselben Bezugszeichen, für entsprechende Teile um 600 erhöhte Bezugszeichen benutzt. Der Träger 604 hat einen etwa dreieckigen Querschnitt. Im Bereich jedes Lagerabschnitts 7 sind jeweils drei Stützelemente 608 sowie 70 und 71 vorgesehen. Mit den außerhalb der Druckbehandlungsebene 37 vorgesehenen Stützelementen 70 und 71 lassen sich vergleichsweise große Querkraftkomponenten aufbringen, ohne daß gleichzeitig auch große Kraftkomponenten in Richtung der Druckbehandlungsebene erzeugt werden müssen.

In Fig. 15 ist veranschaulicht, daß die Walze 1 auch mit zwei Gegenwalzen 2 und 602 zusammenwirken kann. In diesem Fall sollte das eine Stützelement 608 in Richtung der einen Druckbehandlungsebene 37 und das zweite Stützelement 70 in Richtung der anderen Druckbehandlungsebene 637 verstellbar sein.

Claims

Patentansprüche

(l JfDruckbehandlungswalze mit einem Mantel, der von einem feststehenden, an seinen Enden in einem Ständer abgestützten Träger durchsetzt und auf an über die Mantellänge verteilten Lagerabschnitten angreifenden, durch hydraulische Druckgeber belasteten Stützelementen gelagert ist, die den Walzenmantel gegen mindestens eine andere Walze verlagern und andrücken, wobei jedes Mantelende eine mit ihm verlagerbaren Lagereinheit aufweist, deren inneres Lagerelement zur Abstützung von Axialkräften und/oder zur Abdichtung mit trägerfesten Teilen zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Lagerabschnitt (7) mindestens zwei in Uinfangsrichtung versetzte, Stützelemente (8, 9; 608, 70, 71) und für jedes Stützelement mindestens zwei in Uinfangsrichtung versetzte Druckgeber (10, 11; 12, 13) vorgesehen sind und daß zur Positionierung der Achsen der Mantelenden annähernd in der Druckbehandlungsebene (37; 637) ein Druckregler (19; 619) für die den Druckgebern zuzuführenden Drücke vorhanden ist, mit dem die Summe aller Querkraftkomponenten, die von den Druckgebern senkrecht zur Druckbehandlungsebene auf den Mantel (3) übertragen werden, zumindest annähernd gleich der Summe der von außen auf den Mantel wirkenden Querkraftkomponenten gehalten

25 wird.

332538S
2. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung versetzten Stützelemente (8, 9; 608, 70, 71) symmetrisch zur Druckbehandlungsebene angeordnet sind.
3. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei in Umfangsrichtung versetzte Stützelemente vorgesehen sind, die im Bereich der Druckbehandlungsebene (37) auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten des Trägers (4) angeordnet sind.
4. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Stützelemente (608, 70,

71) vorgesehen sind, von denen das eine im Bereich der Druckbehandlungsebene (37) auf der der anderen Walze zugewandten Seite des Trägers (4) und die beiden anderen auf der gegenüberliegenden Seite des Trägers symmetrisch zu beiden Seiten der Druckbehandlungsebene angeordnet sind.
5. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (8, 9) in Umfangsrichtung eine größere Erstreckung als in Axialrichtung haben.
6. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1

bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Lagerelemente (124; 224; 324; 424) durch im wesentlichen nur durch das vom Mantel ausgeübte Drehmoment belastete, mit Gegenflächen (46, 47; 246, 247; 346, 347; 446, 447) zusammenwirkende Drehmomentstützen (44, 45; 244, 245; 344; 444, 445) gegen Verdrehen gesichert sind.
7. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentstützen (44, 45; 244, 245; 344; 444, 445), mit Spiel mit den Gegenflächen (46, 47; 246, 247; 346, 347; 446, 447) zusammenwirken.
8. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentstützen (44, 45; 244, 245; 344, 444, 445;) bei Radialverschiebung längs der Gegenflächen (46, 47; 246, 247; 346, 347; 446, 447) reibungsarme Anschläge aufweisen.
9. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge unter Rollreibung mit den Gegenflächen zusammenwirken.
10. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge Rollen sind.
11. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentstützen (444, 445) am inneren Lagerelement (424) angebracht sind und an Gegenflächen (446, 447) des Ständers (406) angreifen.
12. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentstutzen (44, 45; 344) am Träger (4) angebracht sind und mit Gegenflächen (46, 47; 246, 247; 346, 347) am inneren Lagerelement (124; 224; 324) zusammenwirken.
13. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 12, dadurch

gekennzeichnet, daß die Gegenflächen (46, 47; 246, 247; 346, 347) durch die Seitenwände einer Nut (42; 342) gebildet sind, die von der dem Druckgeber züge-

wandten Stirnseite des inneren Lagerelementes (124; 224; 324) ausgeht.
14. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 6

bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentstützen (344) und die Gegenflächen (346, 347) nur auf einer Seite des Trägers (4) vorgesehen sind.
15. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Drehmomentstütze (44, 45; 244, 245; 344) mit Spiel zwischen zwei Gegenflächen (46, 47; 246, 247; 346, 347) angeordnet ist.
16. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentstützen (44, 45) näher am Mantel (3) als am Träger (4) angeordnet sind.
17. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinheit (522) ein Kugelgelenk (61, 62) bildet.
18. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußeres Lagerelement (523) hydrostatisch am Umfang des inneren Lagerelements (524) gelagert ist.
19. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß auch die zur Übertragung von Axialkräften vom äußeren Lagerelement (523) auf das innere Lagerelement (524) dienenden Stirnflächen (65, 66) hydrostatische Lager bilden.
20. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung

von Axialkräften vom inneren Lagerelement (224) auf den Träger (4) mit Gegenflächen (52; 55) zusammenwirkende Axialkraftstützen (50, 51; 53, 54) vorgesehen sind, die bei Radialverschiebung längs der Gegenflächen reibungsarme Anschläge aufweisen.
21. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge der Axialkraftstützen (50, 51; 53, 54) ebenfalls Rollen sind.
22. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß Positions-Sensoren (33, 34, 35) vorgesehen sind, die die Lage der Lagereinheit (22) mit Bezug auf den Träger (4) feststellen und den Druckregler (19) derart beeinflussen, daß die Achse der Lagereinheit in der Druckbehandlungsebene (37) gehalten wird.
23. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 22, dadurch

gekennzeichnet, daß zwei radiale Positions-Sensoren (33, 34) senkrecht zur Druckbehandlungsebene (37) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers (4) vorgesehen sind.
24. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter radialer Positions-Sensor (35) in der Druckbehandlungsebene (37) vorgesehen ist.
25. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (3) einen elastischen Bezug (68) trägt.