DE4015237A1 - Durchbiegungseinstellwalze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Durchbiegungseinstellwalze mit einem feststehenden Träger, einem um diesen drehbaren Walzenmantel, sowie mit wenigstens einem zwischen dem Träger und dem Walzenmantel befindlichen und auf die Innenseite des Walzenmantels in einer Preßebene eine Preßkraft ausübenden Stützelement, wobei die Enden des Walzenmantels auf Führungsteilen drehbar gelagert sind, von denen jedes eine Führungsöffnung mit zwei parallelen Führungsflächen aufweist, die entlang dem Träger geführt sind und eine Beweglichkeit des Führungsteiles gegenüber dem Träger in der Preßebene ermöglichen, und wobei im Bereich der Führungsöffnung jedes Führungsteiles wenigstens ein Druckraum vorgesehen ist, dessen Druckrichtung in der Preßebene verläuft.

Solche Durchbiegungseinstellwalzen sind aus der DE 28 26 316 oder DE 31 38 365 bekannt. Als Druckraum dient hierbei eine im Bereich der Führungsöffnung der Führungsteile im Träger vorgesehene zylindrische Bohrung, in welcher ein Kolben in Richtung der Preßebene beweglich ist und innerhalb der Führungsöffnung auf die Innenfläche des Führungsteiles drückt. Damit wird direkt am Ende des Walzenmantels eine Preßkraft ausgeübt, z. B. um das Eigengewicht des Walzenmantels und der mit dem Walzenmantel beweglichen Walzen- bzw. Pressenteile aufzunehmen, so daß die Stützelemente nur noch Variationen der Preßkraft zu korrigieren haben.

Nachteilig bei dieser bekannten Walze ist jedoch, daß durch die zylindrische Bohrung der Träger geschwächt wird und außerdem die über das Führungsteil einleit­ baren Kräfte begrenzt sind, da der Querschnitt der zylindrischen Bohrung im Träger einerseits nicht zu groß gewählt werden darf, um den Träger nicht unzulässig zu schwächen, und da andererseits der maximal anwendbare Druck im Druckraum begrenzt ist.

Aus der DE 35 39 428 ist es bekannt, die gesamte Führungsöffnung als Druckraum auszubilden, wobei die Öffnung an beiden Seiten axial mit Dichtscheiben abgedichtet werden muß. Dabei wird zwar eine optimal große Angriffsfläche für den Druck erreicht, jedoch müssen die relativ großflächigen Dichtscheiben außer einer Beweglichkeit in radialer Richtung auch eine gewisse Neigbarkeit des Trägers gegen den Walzenmantel infolge Durchbiegung zulassen, so daß der Druck des Hydraulikmittels im Druckraum begrenzt ist und nicht optimal groß gewählt werden kann. Die erzeugbare Kraft ist damit ebenfalls begrenzt.

Gemäß der EP 3 32 594 werden die letztgenannten Nachteile dadurch vermieden, daß innerhalb der Öffnungen der Führungsvorrichtung Kolben/Zylinder- Führungen vorgesehen sind, die aus topfförmigen Aufsätzen auf dem abgeschrägten Träger bestehen, in die kolbenförmige Zapfen auf der Innenfläche der Führungs­ öffnung eingreifen. Diese Aufsätze erfordern jedoch innerhalb der Führungsöffnung einen erheblichen Platz, so daß der Hub der Führungsvorrichtung oder des Walzenmantels gegenüber dem Träger eingeschränkt ist. Um die Führungsöffnung zur Erzeugung einer möglichst großen Kraft möglichst gut auszunützen, sind auf jeder Seite je zwei topfförmige Aufsätze vorgesehen, deren Druckrichtungen eine gewisse Neigung zur Preßebene aufweisen. Um einwandfrei funktionieren zu können, müssen die Aufsätze daher seitlich etwas beweglich sein, was eine zusätzliche Abdichtung zwischen Aufsatz und Träger erfordert und daher den verwendbaren Druck begrenzt.

Ziel der Erfindung ist es, die Durchbiegungs­ einstellwalze der eingangs genannten Art derart zu verbessern und weiterzubilden, daß eine größere Kraft über die Führungsvorrichtung auf die Walzenmantelenden eingeleitet werden kann, ohne daß eine Schwächung des Trägers erforderlich ist, ohne daß der Druck des Druckmittels vermindert wird, und ohne daß der Hub der Führungsvorrichtung eingeschränkt ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf dem Träger wenigstens ein kolbenförmiger Auf­ satz vorgesehen ist, der mit einer entsprechenden zylindrischen Bohrung im Führungsteil eine Kolben/ Zylinder-Führung bildet, welche den Druckraum darstellt.

Die Wirkfläche des Druckraumes ist hier zwar geringfügig kleiner als das Optimum, jedoch ist die Abdichtung der Druckräume wesentlich einfacher und sicherer als bei axialen Dichtungsscheiben und kann mit Vorteil entweder durch den Gleitsitz der Kolben/ Zylinder-Führung gebildet sein oder lediglich aus einem den Kolbenumfang umschließenden Dichtring bestehen, so daß zur Erzeugung der gleichen Schubkraft ein höherer Hydraulikmitteldruck verwendet werden kann. Eine Schwächung des Trägerquerschnittes ist hierbei nicht erforderlich, und der volle Hub der Führungsteile bleibt erhalten.

Dabei kann mit Vorteil sowohl der Freiraum in der preßseitigen Führungsöffnung mit einem Druckraum versehen sein, als auch die zum Träger entgegengesetzte Führungsöffnung, die dann eine Kraft in der Preßebene, jedoch entgegengesetzt zur Preßrichtung ausübt.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Ende einer Durchbiegungseinstellwalze im Axialschnitt, und

Fig. 2 einen Radialschnitt dieses Ausführungs­ beispieles.

Bei dem in den Figuren wiedergegebenen Ausführungs­ beispiel, bei denen gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, übt eine Durchbiegungs­ einstellwalze 1 in einer Preßebene P eine Preßkraft auf eine Gegenwalze 2 aus, die als Vollwalze, Hohlwalze oder ebenfalls als Durchbiegungseinstellwalze ausgebildet sein kann. Die Durchbiegungseinstellwalze weist einen in einer Stuhlung 3 mittels eines Schwenklagers 4 schwenkbar, jedoch drehfest gelagerten Träger 5 auf, um den ein rohrförmiger Walzenmantel 6 auf hydraulischen Stützelementen 7 drehbar gelagert ist. Diese Stützelemente können, wie in US 38 02 044 beschrieben, als hydrostatische Stützelemente aus­ gebildet sein, welche auf einem Druckraum 8 im Träger abgestützt und in der Preßebene P beweglich sind oder in anderer geeigneter Art, z. B. als hydrodynamische Stützelemente oder als Druckkissen. Durch Zuführung eines hydraulischen Druckmittels zum Druckraum 8 über eine Leitung 9 im Träger üben die Stützelemente 7 eine Preßkraft auf die Innenseite des Walzenmantels 6 und damit auf die Gegenwalze 2 aus. Durch Einstellung des Druckes kann die Preßkraft verändert werden.

Der Walzenmantel 6 ist bei solchen Durchbiegungs­ einstellwalzen über seine ganze Länge in Preßrichtung gegenüber dem Träger 5 beweglich. An den Enden des Walzenmantels 6 wird diese Beweglichkeit dadurch erreicht, daß der Walzenmantel mittels eines geeigneten Lagers 16, welches als Gleitlager oder mit Vorteil als Pendelrollenlager ausgebildet sein kann, auf einem drehfesten Führungsteil 10 drehbar gelagert ist. Das Führungsteil 10 ist mit einer länglichen Öffnung 11 versehen, die durch parallele, ebene Seitenwände 12 begrenzt ist. Der Querschnitt des Trägers ist derart gestaltet, daß sowohl preßseitig auf der Seite der Gegenwalze, als auch auf der ent­ gegengesetzten Seite im Inneren des Führungsteiles 10 Freiräume 13 und 14 entstehen, in denen der Träger 5 in Preßrichtung P oder in der Gegenrichtung beweglich ist.

Der Träger 5 ist im Bereich des Führungsteiles mit geringem Spiel zwischen den Führungsflächen 12 des Führungsteiles 11 geführt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Träger 5 im Bereich des Führungsteiles 10 einen Durchmesser, welcher der Breite der Öffnung 11 im Führungsteil entspricht, so daß der Träger 5 mit der Öffnung 11 oder dem Führungsschlitz einen Gleitsitz bildet, wobei keine störende Dichtung zwischen Träger und Führungsteil an dieser Stelle erforderlich ist und wobei die Öffnung die größt­ möglichen Abmessungen für die Unterbringung des Druckraumes aufweist.

Mit Vorteil ist der Walzenmantel 6 an seinen Enden, beispielsweise mittels Dichtungsplatten 17 und Dichtungsscheiben 18 nach außen abgedichtet, um den Austritt von hydraulischem Druckmittel aus dem Walzeninneren, insbesondere aus den Stützelementen 7 zu verhindern.

Auf die beschriebene Weise wird erreicht, daß auch die Enden des Walzenmantels 6 in der Preßebene P in einem gewissen Bereich frei beweglich sind. Bei solchen Walzen ist es vielfach von Vorteil, wenn die auf die Gegenwalze 2 ausgeübte Kraft nicht allein durch die Stützelemente 7 aufgebracht werden muß, sondern eine zusätzliche Kraft an den Walzenmantel-Enden im Bereich der Führungsteile 10 auf den Walzenmantel ausgeübt wird. Um dies zu erreichen, sind in den Beispielen nach den Fig. 1 und 2 am Träger 5 im Bereich des Führungsteiles 10 kolbenförmige Aufsätze 24, 25 vorgesehen, welche in zylindrische Bohrungen 26, 27 des Führungsteiles 10 eingreifen und mit dieser Druckräume 20, 21 bilden, welche vom Träger 5 aus über Leitungen 22, 23 mit hydraulischem oder pneumatischem Druckmittel versorgbar sind. In diesem Beispiel wirkt zwar nicht die gesamte Innenfläche der Öffnung 11 des Führungs­ teiles 10 als Druckfläche, sondern der etwas kleinere Kolben- bzw. Zylinderquerschnitt. Da sich eine Kolben/Zylinder-Führung jedoch wesentlich einfacher und sicherer auch bei höheren Drücken abdichten läßt als die Freiräume des Führungsteiles durch Dichtscheiben, ist dies jedoch keinesfalls ein Nachteil. Solche Dichtungen können durch den Gleitsitz der Kolben/Zylinder-Führungen selbst gebildet werden, oder beispielsweise als einfache O-Ringe 15, 19 ausgeführt sein, die in einer Ringnut angeordnet sind, die den Kolben 24, 25 außen bzw. die zusätzliche zylindrische Bohrung 26, 27 innen umgibt.

Von Vorteil ist es, eine gewisse Neigbarkeit zwischen Kolben und Bohrung vorzusehen, welche bei groß­ flächigen Kolben/Zylinder-Führungen ohnehin gegen ist, und die bei Ringdichtungen leicht realisierbar ist, wie in US 38 02 044 beschrieben, im Gegensatz zu ausgedehnten Dichtscheiben. Vorteilhaft ist aber auch hier, daß keine Schwächung des Trägerquerschnittes erforderlich ist.

Die Flächen der Kolben/Zylinder-Führungen, d. h. die Querschnitte der Druckräume 20, 21 werden mit Vorteil möglichst groß gewählt und sind nicht auf einen kreisförmigen Querschnitt beschränkt. Dieser kann auch oval oder ellipsenförmig sein, was ebenfalls noch eine sehr sichere Ringdichtung auch bei größeren Drücken zuläßt, oder auch rechteckförmig mit abgerundeten Ecken. Damit kann die Öffnung 11 des Führungsteiles 10 mit jeweils einem einzigen in der Preßebene bzw. in Gegenrichtung wirkenden Druckraum 20, 21 fast ganz ausgefüllt werden, abgesehen von dem geringen Platzbedarf für die Ringdichtung 15, 19, so daß die Druckangriffsflächen so groß wie möglich sind und eine größtmögliche Preßkraft erzeugt werden kann. Zudem ist bei einer größeren Querschnittsfläche die Neigbarkeit des Kolbens 26 gegen den Zylinder 27 größer, so daß eine Neigung des Trägers 5 gegenüber dem Führungsteil 10 infolge Durchbiegung der Walze unter Umständen bereits ohne besondere Vorkehrungen durch die Ringdichtung 15, 19 aufgefangen werden kann, ohne die Dichtwirkung und den zulässigen Druck zu beeinträchtigen, insbesondere wenn eine Verkantung auf ein Minimum beschränkt wird, indem das Lager 16 als Pendellager ausgeführt ist.

Hierbei ist es auch vorteilhaft, einen derartigen Druckraum 20 mit einer Kolben/Zylinder-Führung nicht nur im Freiraum 13 auf der Preßseite des Trägers 5 vorzusehen, sondern auch im anderen Freiraum 14 auf der gegenüberliegenden Seite des Trägers und in der Gegenrichtung zur Preßrichtung P wirkend, wobei beide Druckräume getrennt voneinander mit Druckmittel über Leitungen 22, 23 versorgt sind und unabhängig voneinander mit unterschiedlichem Druck ansteuerbar sind.

Von Vorteil ist es, daß das Führungsteil 10 durch die Kolben/Zylinder-Führungen automatisch gegen Verdrehung gegenüber dem Träger 5 gesichert ist, so daß auf einen besonderen Verdrehschutz verzichtet werden kann.

Bei den beschriebenen Ausführungen ist es noch vorteilhaft, Kapillarbohrungen von den Druckräumen 20, 21 zum Außenraum vorzusehen, die eine Entlüftung der Druckräume und einen fortwährenden schwachen Ölumlauf und damit eine sichere Druckeinstellung in den Druckräumen 20, 21 erlauben. Unter Umständen kann die erforderliche Leckage bereits vom Gleitsitz der Kolben/Zylinder-Führungen 24, 26; 25, 27 oder von den Ringdichtungen 15, 19 gebildet werden.

Weiterhin kann in den Druckmittelzuleitungen 22, 23 ein Gaspuffer vorgesehen sein, der eine gewisse Elastizität des Druckes in den Druckräumen 20, 21 bewirkt.

Auf eine gezielte Leckage durch die vorstehend erwähnten Kapillarbohrungen kann jedoch auch verzichtet werden, wenn als Druckmittel ein komprimierbares Medium, z. B. Gas oder Luft verwendet wird, welches in den Druckräumen auf die erforderlichen Drücke verzichtet wird. Die Komprimierbarkeit des Druckmittels gestattet dabei eine Beweglichkeit des Walzenmantels gegenüber dem Träger.

Zur Erleichterung der Montage der Führungsteile 10 auf dem Träger 5 können die Führungsteile 10 aus zwei Teilen bestehen, die beidseits auf den Träger 5 aufgesetzt werden, so daß die Aufsätze 24 und 25 in die entsprechenden Bohrungen 26 bzw. 27 eingreifen, wonach die beiden Teile entlang ihrer Trennflächen 28 fest zu einem einzigen Führungsteil verbunden, z. B. verschraubt oder verschweißt werden.

Claims (9)

1 Durchbiegungseinstellwalze mit einem feststehenden Träger (5), einem um diesen drehbaren Walzenmantel (6), sowie mit wenigstens einem zwischen dem Träger (5) und dem Walzenmantel (6) befindlichen und auf die Innenseite des Walzenmantels (6) in einer Preß­ ebene (P) eine Preßkraft ausübenden Stützelement (7), wobei die Enden des Walzenmantels (6) auf Führungsteilen (10) drehbar gelagert sind, von denen jedes eine Führungsöffnung (11) mit zwei parallelen Führungsflächen (12) aufweist, die entlang dem Träger (5) geführt sind und eine Beweglichkeit des Führungsteiles (10) gegenüber dem Träger (5) in der Preßebene (P) ermöglichen, und wobei im Bereich der Führungsöffnung jedes Führungsteiles (10) wenigstens ein Druckraum vorgesehen ist, dessen Druckrichtung in der Preßebene (P) verläuft, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf dem Träger (5) wenigstens ein kolbenförmiger Aufsatz (24, 25) vorgesehen ist, der mit einer entsprechenden zylindrischen Bohrung (26, 27) im Führungsteil (10) eine Kolben/Zylinder- Führung bildet, welche den Druckraum (20, 21) darstellt.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckraum (20, 21) eine im Träger (5) verlaufende Druckmittelleitung (22, 23) mündet.

3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenförmige Aufsatz (24, 25) gegen die zylindrische Bohrung (26, 27) mit einer den Kolben (24, 25) umgebenden ringförmigen Dichtung (15, 19) abgedichtet ist.

4. Walze nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden entgegengesetzten Seiten des Trägers (5) in der Führungsöffnung (11) des Führungsteiles (10) Druckräume (20, 21) vorgesehen sind, in welchem im Träger verlaufende getrennte Druckmittelleitungen (22, 23) münden.

5. Walze nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Druckraum (20, 21) mit einer Kapillarbohrung mit dem Außenraum verbunden ist.

6. Walze nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (22, 23) ein Gaspuffer vorgesehen ist.

7. Walze nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (20, 21) über die Druckmittelleitung (22, 23) mit einem hydraulischen Druckmittel versorgt ist.

8. Walze nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (20, 21) über die Druckmittelleitung (22, 23) mit einem komprimier­ baren pneumatischen Druckmittel versorgt ist.

9. Walze nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (10) aus zwei entlang ihrer Trennfläche (28) fest verbundenen Teilen besteht.