DE3503899A1

DE3503899A1 - Walze

Info

Publication number: DE3503899A1
Application number: DE19853503899
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1985-02-06
Filing date: 1985-02-06
Publication date: 1986-08-28
Also published as: JPS61245364A; US4735073A; JPH0144829B2; GB8602863D0; GB2170576A; DE3503899C2; GB2170576B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Eine derartige Walze ist in ihrer grundsätzlichen Ausbildung durch die DE-PS 10 26 6 09 bekannt. Die Längskammer liegt dabei auf der Seite des Walzspalts und stützt die Hohlwalze von innen auf einem Druckflüssigkeitspolster gewissermaßen schwimmend ab. Die Abstützung ist keine rein hydrostatische, sondern es wird ein hydrodynamisches Gleichgewicht aufrechterhalten, in dem Druckflüssigkeit an der Zuleitung der Längskammer zugeführt und an der Ableitung der Längskammer wieder entzogen wird.

In vielen Fällen ist nicht nur eine auf der Seite des Walzspalts gebildete Längskammer mit Druckflüssigkeit gefüllt, sondern auch die gegenüberliegende Längskammer, die den Rest des Zwischenraums zwischen dem Innenumfang der Hohlwalze und dem Querhaupt ausmacht. Die resultierenden Kräfte, die den Liniendruck im Walzspalt bilden, ergeben sich dann aus der Differenz der Drücke unter Berücksichtigung der Wirkfläche der Längskammern.

Es ist auch bekannt, bei solchen Walzen eine Temperaturbeeinflussung des arbeitenden Walzenumfangs über eine entsprechende Temperatursteuerung der Druckflüssigkeit durch-

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zuführen. Zu- und Ableitung finden sich in solchen Fällen an verschiedenen Enden der Walze, damit sich eine Strömung über deren ganze Erstreckung ergibt. Bei hohen Ansprüchen an die Temperaturkonstanz quer zur Warenbahn bzw. längs der Walze ergeben sich aber Probleme, weil längs des Strömungsweges stets eine Temperaturänderung stattfindet. Die Praxis zeigt, daß z.B. bei beheizten Walzen bei nur in einer Richtung erfolgender Strömung an den Walzenenden ein Temperaturunterschied von bis zu 10° C herrschen kann, der für viele der in Betracht kommenden Anwendungsfälle zu hoch ist.

Es ist nun daher bei einer Walze nach Art der DE-PS 10 26 609 schon bekannt, beheizte Druckflüssigkeit durch die auf der Seite des Walzspalts gelegene Längskammer _Λ von einem Ende der Walze zum anderen in einer Richtung und

* durch die gegenüberliegende Längskammer in der anderen

Richtung hindurchströmen zu lassen. Die Einwirkung auf die Hohlwalze setzt sich aus den Einwirkungen der beiden Längskammern zusammen, und es ergibt sich auf diese Weise ein Ausgleich der Temperaturabfälle und eine ziemlich gute Temperaturkonstanz längs der Walze. Voraussetzung hierfür ist aber eine Walze mit zwei Längskammern, die auf der ganzen Länge der Walze durchströmbar sind.

Diese Voraussetzung ist jedoch nicht immer erfüllt.

Ein erstes Beispiel hierfür ist der Fall, daß die der auf der Seite des Walzspalts gelegenen Druckkammer gegenüberliegende sogenannte Leckkammer nicht gefüllt ist, wie es zum Beispiel bei der sogenannten Leichtlaufwalze nach der DE-PS 27 44 524 der Fall ist, bei der zur Vermeidung von hydrodynamischen Widerständen bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten besonders dafür gesorgt wird, daß sich in der Leckkammer keine Druckflüssigkeit ansammelt.

Ein anderes Beispiel ist dann gegeben, wenn die für die Liniendruckerzeugung in erster Linie zuständige, auf der Seite des Walzspalts gelegene Längskammer nicht über die ganze Länge der Walze durchgeht, sondern in Querrichtung unterteilt ist, so daß sie z.B. drei Zonen bildet, von denen zwei schmälere an den Enden der Walze und eine größere in der Mitte gelegen ist. Dies kann zur Beeinflussung des Liniendrucks notwendig sein. Weil hier keine durchgehende Strömung über die ganze Länge der Walze erzeugt werden kann, treten besondere Probleme mit der Gleichmäßigkeit der Temperatur auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch in diesen Fällen das Temperaturgefälle zu vermindern oder auszugleichen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegeben.

Die Wirkung dieser Ausgestaltung besteht darin, daß das durch den üblichen einseitigen Strömungsverlauf bedingte Temperaturgefälle zumindest teilweise dadurch wieder ausgeglichen wird, daß ein Gegenstrom in ein und derselben Längskammer aufrechterhalten wird, die zwischen zwei in ümfangsrichtung einander benachbarten gegen die Druckflüssigkeit abdichtenden Längsdichtungen gebildet ist. Dem Temperaturgefälle in der einen Teillängskammer steht ein entgegengesetzt gerichtetes Temperaturgefälle in der anderen Teillängskammer gegenüber, so daß jeder Punkt der Hohlwalze im Ergebnis einer mittleren Temperatur ausgesetzt wird.

Vorteilhaft ist die Erzeugung des Gegenstroms in ein und derselben Längskammer auch noch unter einem anderen Aspekt. Wenn die Druckflüssigkeit bei dem an der Walze nach der DE-PS 10 26 609 bekannten Kreislauf die

auf der Seite des Walzspalts gelegene sogenannte Druckkammer passiert, so steht sie unter einem höheren Druck als die durch die dem Walzspalt abgewandte sogenannte Leckkammer zurückströmende Druckflüssigkeit. Das ist in einem Kreislauf nur zuwege zu bringen, wenn die Druckflüssigkeit eine Drosselstelle passiert. Die Druckflüssigkeit muß also gegen diesen Widerstand durch die Druckkammer hindurchgepumpt werden. Wenn die durchgesetzte Menge und damit die Strömungsgeschwindigkeit erhöht werden sollen, ist eine erhebliche Pumpenleistung erforderlich, die den Aufwand erhöht. Außerdem aber stellt sich bei einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit längs der Druckkammer in dieser ein Druckgefälle ein, welches die Gleichmäßigkeit des Liniendrucks gefährdet, so daß möglicherweise für eine etwas gleichmäßigere Temperatur bei beschleunigtem Hindurchpumpen der Druckflüssigkeit eine Ungleichmäßigkeit des Liniendrucks in Kauf genommen werden muß.

Wenn aber in der erfindungsgemäßen Weise der Gegenstrom in ein und derselben Längskammer aufrechterhalten wird, findet die Strömung auf ein und demselben Druckniveau statt und braucht kein Widerstand in Gestalt einer Drosselstelle der Strömung überwunden zu werden, so daß die Umwälzmenge ohne übermäßigen Leistungsbedarf erhöht werden kann. Ein etwa längs des Strömungsweges eintretender Druckabfall wird durch den entgegengesetzten Druckabfall auf dem Rückweg kompensiert. Es muß nur der Hin- und Rückstrom in ein und derselben Längskammer, d.h. im Gegensatz zur bekannten Ausführung auf im wesentlichen gleichem Druckniveau, stattfinden.

Grundsätzlich ist es möglich, jeder Teillängskammer eine eigene Zuleitung und eine eigene Ableitung zuzuordnen und die Zu- und Ableitungen benachbarter Teillängskammern an verschiedenen Enden derselben vorzusehen.

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Die Alternative besteht darin, die Druckflüssigkeit an einem Ende der Walze, welches der ersten Zuleitung gegenüberliegt, in eine benachbarte Teillängskammer übertreten und in dieser entgegen der ersten Richtung zurückströmen zu lassen.

Es versteht sich ferner, daß die Erfindung bei jeder Art von über die Hydraulikflüssigkeit temperaturbeeinflußten Walzen Anwendung finden kann, also sowohl bei beheizten als auch bei gekühlten Walzen.

Die Erfindung ist bereits verwirklicht, wenn die übliche Längskammer nur einmal unterteilt wird, so daß nur zwei Teillängskammern vorhanden sind. Es ist aber auch möglich, mehrere Längsunterteilungen vorzusehen und im Falle des Übertritts der Druckflüssigkeit an einem Ende die Druckflüssigkeit mäanderförmig verlaufen zu lassen.

Die Unterteilung muß keine Dichtung sein. Es kommt nicht darauf an, daß die benachbarten Teillängskammern in Umfangsrichtung hermetisch gegeneinander abgeschlossen sind. Der Druck in umfangsrichtung benachbarten Teillängskammern ist im wesentlichen der gleiche, anders als bei den eigentlichen Längsdichtungen, die gegen den Druck in der Längskammer nach außen tatsächlich im wesentlichen abdichten müssen. Die Längsunterteilungen brauchen vielmehr nur reine Strömungsteiler zu sein.

Eine erste Ausführungsform ist in Anspruch 2 wiedergegeben. Das radial verschiebbare Element kann ein in einem Schlitz des Querhauptes radial geführtes Band oder ein solcher Streifen sein, der den Veränderungen des Abstandes zwischen dem Querhaupt und dem Innenumfang der Hohlwalze unter Beibehaltung seiner Teilwirkung folgen kann. Derartige Veränderungen treten ein, wenn sich das Querhaupt gegenüber der Hohlwalze unter der Wirkung des Liniendrucks durchbiegt. Die Abstandsänderungen können

bei großen Walzen von beispielsweise acht bis zehn Meter Länge durchaus erheblich sein und bis zu etwa 25 mm betragen. Die nachgiebige Anlage kann durch hinterlagernden Feder- oder Flüssigkeitsdruck aufrechterhalten werden.

Eine andere Ausführung ist diejenige nach Anspruch 3. Hierbei ist die Längsunterteilung nicht mehr radial, d.h. symmetrisch angeordnet, sondern steht schräg und folgt den Veränderungen des Abstandes zwischen dem Querhaupt und dem Innenumfang der Hohlwalze durch Änderung der Schrägstellung.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Ausdruck "Längskammer" hier sowohl eine auf der Seite des Walzspalts gelegene Längskammer bedeuten kann, in der der hohe Druck zur Erzeugung des Liniendrucks herrscht, als auch eine auf der gegenüberliegenden Seite gelegene Längskammer, die ebenfalls mit Druckflüssigkeit füllbar ist und dann eben auch eine Zuleitung und eine Ableitung aufweist. Wenn z.B. die Druckkammer unterteilt ist, wird die Leckkammer mit der Längsunterteilung versehen, wenn die Leckkammer leer bleibt, muß es natürlich die Druckkammer sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Walze;

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt nach der Ebene II-II in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt nach der Ebene III-III in Fig. 1;

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt entsprechend Fig. 2 durch eine andere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 zeigt einen Teilquerschnitt im Bereich der Längsunterteilung bei einer abgewandelten Ausführungsform.

Die in Figur 1 als Ganzes mit 10 bezeichnete Walze umfaßt eine umlaufende Hohlwalze 1 , die der Länge nach von einem Querhaupt 2 durchgriffen ist, welches an den Enden, wie aus den Figuren 2 bis 4 ersichtlich ist, aus der Hohlwalze 1 hervorsteht und dort in einem Walzengestell gelagert oder von Kraftausübungsgliedern wie hydraulischen Zylindern oder dergleichen beaufschlagt ist.

Die Hohlwalze 1 kann an ihren Enden auf dem Querhaupt 2 gelagert oder aber auch in einer geeigneten Kulissenführung auf ihrer ganzen Länge gegenüber dem Querhaupt 2 in radialer Richtung verlagerbar sein. In dem Zwischenraum 4 zwischen dem Querhaupt 2 und dem Innenumfang 3 der Hohlwalze 1 ist durch am Querhaupt 2 befestigte, gegen den Innenumfang 3 der Hohlwalze 1 anliegende Längsdichtungen 5 und Endquerdichtungen 6 eine Längskammer 7 abgeteilt,in die über eine Zuleitung 8 Druckflüssigkeit eingeleitet werden kann, die an einer Ableitung 9 wieder abgeführt wird. Es stellt sich also ein stationärer hydrodynamischer Zustand ein und der Druck der Druckflüssigkeit in der Längskammer 7 wirkt von innen gegen die Hohlwalze 1 und übt eine über die Länge der Längskammer 7 gleichmäßige Kraft aus. Die Gegenkraft wird durch die Durchbiegung des Querhauptes 2 geliefert. Die Dichtungen 5,6 sind so ausgebildet, daß sie unter Aufrechterhaltung der Dichtwirkung den auftretenden Abstandsveränderungen zwischen dem Querhaupt 2 und der Hohlwalze 1 folgen können.

In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 ist der Walzspalt gemäß den Figuren 1 und 2 oben gelegen und liegt die Längskammer 7 auf der Seite dieses Walzspalts. In der Längskammer 7 ist eine Längsunterteilung 11 vorgesehen, die durch einen in einem Längsschlitz 12 an der Oberseite des Querhaupts 2 geführten Kunststoff-oder Blechstreifen gegeben ist. Die Längsunterteilung 11 unterteilt die Längskammer 7 in zwei Teillängskammern 7¹, 7¹', wobei in dem Ausführungsbeispiel die Längsunterteilung 11 nicht bis zu der in Figur 2 rechten Endquerdichtung 6 durchgeht, sondern kurz vorher endet und einen Übergang 13 beläßt, an dem die an dem in den Figuren 2 und 3 links gelegenem Ende an der Zuleitung 8 eingeströmte und durch die Teillähaskammer T im Sinne der Pfeile 2o^! von links nach rechts weitergesträmte Drucktlüssigkeit in die Teillangskar^rer 7" übertreten und dort gemäß den Fiq. 2 und 3 von rechts BAD ORIGINAL

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an dem ebenfalls an dem gemäß den Figuren 2 und 3 links gelegenen Ende der Teillängskammer 7¹¹ gelegenen Ableitung 9 wieder abgeführt wird.

Die Temperatur am Außenumfang der Hohlwalze 1 soll über die Druckflüssigkeit beeinflußt werden. Wenn es sich um eine Temperaturerhöhung handelt, wird die Druckflüssigkeit, nach dem sie von der Pumpe 14 auf Druck gebracht worden ist, durch eine Temperatureinstelleinrichtung in Gestalt des in Figur 3 auf der linken Seite schematisch angedeuteten Wärmetauschers 15 auf Temperatur gebracht und unter Druck und Temperatur wieder auf die Zuleitung 8 gegeben. Dort tritt heiße Druckflüssigkeit in die Teillängskammer T ein. Die Temperatur fällt gemäß den Figuren 2 und 3 von links nach rechts ab. Im rechten Bereich unterscheiden sich die Temperaturen in den Teillängskammern 7', 7¹¹ nur wenig. In der Teillängskammer 7¹', fällt die Temperatur jedoch weiter ab und zwar von rechts nach links, so daß im linken Bereich in der Teillängskammer 7¹ heiße Druckflüssigkeit der und stark abgekühlten Druckflüssigkeit in der Teillängskammer 7¹' gegenübersteht und sich so ein Ausgleich ergibt, der dazu führt, daß sich die Temperaturen am linken und rechten Ende der Hohlwalze 1 nur wenig unterscheiden.

In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 ist die Längsunterteilung 11 in einer Längskammer 7 vorgesehen, die sich auf der Seite des Walzspalts befindet und die somit wesentlich zur Bildung des Liniendrucks beiträgt. Die gegenüberliegende Längskammer, die den Rest des Umfangs einnimmt, ist nicht leer, sondern enthält das an den Längsdichtungen übertretende Lecköl, welches ständig daraus abgezogen wird. In manchen Fällen wird auch bewußt in der der Längskammer 7 gegenüberliegenden Längskammer ein gewisser Druck aufrechterhalten, so daß sich der wirksame Druck aus der Druckdifferenz ergibt.

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Die Längsunterteilung 11 braucht nun nicht auf der Seite des Walzspalts angebracht zu sein. Bei der in Figur 4 dargestellten Walze 10' gehen die Endquerdichtungen 6' über den ganzen Umfang durch und sind durch zusätzliche halbringförmige Querdichtungen 6¹¹ insgesamt auf der Seite des Walzspalts drei Kammern 16,17/18 gebildet, die jeweils eigene, in Figur 4 nur angedeutete Zu-und Ableitungen haben und in denen bedarfsweise unterschiedliche Drücke aufrechterhalten werden können. Hierbei ist eine über die ganze Länge durchgehende Gegenströmung nicht zu verwirklichen. In diesem Fall ist die Langsunterteilung vielmehr auf der gegenüberliegenden Seite in der Längskammer 19 vorgesehen, die zu diesem Zweck mit temperaturgesteuerter Druckflüssigkeit beschickt wird. Auch in diesem Fall beläßt die Langsunterteilung 11 einen Durchgang 13, an welchem die Druckflüssigkeit auf die hinter der Zeichenebene gelegene in Umfangsrichtung benachbarte Teillängskammer übertritt und dort gemäß Figur 4 von rechts nach links zum linken Ende der Hohlwalze 1 zurückströmt, wo sie abgezogen wird.

Es ist nicht erforderlich, daß die Längsdichtungen 5 genau einander gegenüberliegend in der Meridianebene des Querhaupts angeordnet sind. Die Erfindung kann auch bei in Umfangsrichtung näher aneinander gerückte und eine schmale Längskammer 7 bildenden Längsdichtungen 5 angewendet werden. Auch braucht die Längsunterteilung 11 nicht den Durchgang 13 zu belassen. Der gleiche Effekt wird auch erzielt, wenn jede Teillängskammer 7,7' eine eigene Zuleitung an einem Ende und eine eigene Ableitung am anderen Ende aufweist. Maßgeblich ist nur, da 3> die Strömungen in in Umf angsrichtung benachbarten Teillängskammern in entgegengesetzten Richtungen verlaufen.

Die Langsunterteilung 11 kann in der in Figur 1 angedeuteten Weise als gerader Streifen ausgebildet sein, der in dem Schlitz 12 durch einen von unten gegen sie wirkenden hydraulischen Druck oder durch Federn in Anlage am Innen-

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Es ist aber auch möglich, eine Ausführungsform zu verwenden, die in Fig. 5 angedeutet ist. Am Außenumfang des Querhauptes 2 ist mittels Schrauben 24 eine Längsunterteilung 2i in Gestalt eines schrägstehenden Streifens aus Metall oder Kunststoff befestigt. Die Schrauben 24 sind längs einem Längsrand des Streifens vorgesehen, während er mit dem anderen Längsrand 22 am Innenumfang 3 der Hohlwalze 1 anliegt. Mit der Tangentialebene an der durch die Schrauben 24 gegebenen Befestigungslinie schließt die im wesentlichen ebene und federnd nachgiebige Längsunterteilung 21 einen spitzen Winkel 23 ein. Änderungen des Abstandes zwischen dem Querhaupt 2 und der Hohlwalze 1 folgt die Längsunterteilung 21 durch Änderung des Winkels 23. Die Abdichtung zwischen den Teillängskammern 7',7" muß nicht hermetisch sein. Es muß lediglich eine Strömungsteilung vorgenommen werden, die den Gegenstrom ermöglicht.

Claims

Patentansprüche.

1.Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen mit einer den arbeitenden Walzenumfang bildenden

ν ^ mit einer die Hohlwalze der Länge nach durchgreifenden^

und radial ringsum Abstand vom Innenumfang der Hohlwalze * belassenden Querhaupt, welches an den Enden aus der Hohlwalze in Längsrichtung vorsteht,

mit an dem Querhaupt angebrachten Längsdichtungen, die sich über einen wesentlichen Teil der Länge der Hohlwalze erstrecken und einen zwischen dem Innenumfang der Hohlwalze und dem Querhaupt in der Wirkebene der Walze gelegene Längskammer in den beiden Umfangsrichtungen begrenzen,

mit einer Zuleitung und einer Ableitung für Druckflüssigkeit, die in die Längskammer münden,

und mit einer Temperatureinstellvorrichtung für die Druckflüs s igke it,

dadurch gekennzeichnet,

daß in der Längskammer (7,19) mindestens eine Längsunterteilung (11,21) angeordnet ist, die zwei Teillängskammern (7^!,7^!I; 19',19¹M derart bildet, daß die Strömung der Druckflüssigkeit in den beiden Teillängskammerft(7',7'') bzw. (19',19¹') gegenläufig erfolgt.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilung durch ein gegenüber dem Querhaupt (2) radial verschiebbares, gegen den Innenumfang (3) der Hohlwalze (1) nacngiebig anliegendes Element (11) gebildet ist.

3. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Längsunterteilung durch einen elastischen Streifen erfolgt, der an einem Längsrand mit dem Querhaupt (2) verbunden ist und an dem anderen Längsrand am Innenumfang (3) der Hohlwalze (1) anliegt.

4. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Streifen&tim wesentlichen eben ist und mit der Tangentialebene an der Befestigungslinie einen spitzen WinkelUfföinschließt.