DE29910075U1

DE29910075U1 - Plain bearing of a paper / board machine or a finishing machine roller

Info

Publication number: DE29910075U1
Application number: DE29910075U
Authority: DE
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1998-06-15
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2009-06-10
Also published as: FI981384A0; FI104343B; FI104343B1

Description

PATENTANWALT Fasanenstr. 7PATENT ATTORNEY Fasanenstr. 7 DR.-ING. WERNER LORENZ D-89522 HeidenheimDR.-ING. WERNER LORENZ D-89522 Heidenheim

08.06.199908.06.1999

Akte: VAL 4454GM/DEFile: VAL 4454GM/DE

Anmelder:Applicant:

Valmet Corporation
Panuntie 6
FIN-00620 Helsinki
FinnlandValmet Corporation
Panuntia 6
FIN-00620 Helsinki
Finland

Plain bearing of a paper-cardboard machine or an equipment

maschinen-Walzemachine roller

Gegenstand dieser Erfindung ist eine walzenexterne, die Achse der Walze einer Papier-/Kartonmaschine bzw. einer Ausrüstungsraaschine umgebende Walzen-Gleitlagerung mit um die Achse herum angeordneten hydrostatischen Lagerelementen, welche Gleitelemente aufweisen, die sich um den Achsenhals herum positionieren, um die Achse und damit die Walze an einem Rahmenelement, etwa dem Lagerstuhl, drehbar zu diesem abzustützen.The subject of this invention is a roller sliding bearing which is external to the roller and surrounds the axis of the roller of a paper/board machine or a finishing machine, with hydrostatic bearing elements arranged around the axis, which have sliding elements which are positioned around the axis neck in order to support the axis and thus the roller on a frame element, such as the bearing frame, in a way which is rotatable relative to the latter.

Eine solche externe Gleitlagerung für Walzen, z.B. für nipbildende Walzen, ersetzt die Wälzlagerung und die unvorteilhafteren Gleitlagerlösungen. Eine Gleitlagerung der oben beschriebenen Art erzielt man z.B. mit der Anordnung nach Patentanmeldung FI 970624, die hierSuch an external plain bearing for rollers, e.g. for nip-forming rollers, replaces the roller bearing and the less advantageous plain bearing solutions. A plain bearing of the type described above can be achieved, for example, with the arrangement according to patent application FI 970624, which is shown here

• ··

in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Die in Fig. 1 gezeigte, dem Stand der Technik entsprechende Lösung hat walzenexterne hydrostatische Lagerelemente 3, die an den Lagerstuhl 5 montiert sind und sich frei um die Achse 2 der nipbildenden Walze 1 positionieren können. Den besagten Nip, d.h. Walzenspalt, bildet die Walze zusammen mit ihrer Gegenwalze 12.is shown schematically in Fig. 1. The solution shown in Fig. 1, which corresponds to the state of the art, has hydrostatic bearing elements 3 external to the roll, which are mounted on the bearing frame 5 and can be freely positioned around the axis 2 of the nip-forming roll 1. The said nip, i.e. roll gap, is formed by the roll together with its counter roll 12.

Besonders bei beheizbaren Walzen, bei denen ein besonders starker Wärmeübergang von der Walzenachse auf die Lagerelemente erfolgt, kann dieser Wärmeübergang zu einer Beschädigung der Gleitlager oder anderer Hydraulikkomponenten führen.Especially in the case of heatable rollers, where there is a particularly strong heat transfer from the roller axis to the bearing elements, this heat transfer can lead to damage to the plain bearings or other hydraulic components.

Eine der Aufgaben der Erfindung besteht in der Schaffung einer für eine Papier-ZKartonmaschinen- oder Ausrüstungsmaschinen-Walze dienenden verbesserten externen Gleitlagerung, mit der der Wärmeenergiestrom von der Walze auf die Gleitelemente unterbrochen oder wenigstens wesentlich verringert wird und eine zu starke Erwärmung der Gleitelemente und die daraus resultierenden Probleme vermieden werden. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, auch die Temperaturdifferenz zwischen den Gleitflächen möglichst gering zu halten.One of the objects of the invention is to provide an improved external sliding bearing for a paper/board machine or finishing machine roller, with which the flow of heat energy from the roller to the sliding elements is interrupted or at least significantly reduced and excessive heating of the sliding elements and the resulting problems are avoided. A further aim of the invention is to keep the temperature difference between the sliding surfaces as low as possible.

Im Hinblick auf die Verwirklichung dieser der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist für die erfindungsgemäße externe Gleitlagerung der Papier-/Kartonraaschinen- bzw. Ausrüstungsmaschinen-Walze kennzeichnend, daß sie zwischen den Gleitelementen und der Ach-With regard to the realization of this object underlying the invention, it is characteristic of the external sliding bearing of the paper/cardboard machine or finishing machine roller according to the invention that it is arranged between the sliding elements and the axle

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se eine zusammen mit der Achse rotierende Buchse aufweist .has a bushing that rotates together with the axle.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Buchse ein Anzahl sich im wesentlichen in axialer Richtung der Buchse erstreckender Löcher, durch die wärmeübertragendes Medium hindurchgeleitet wird.In a preferred embodiment of the invention, the bushing has a number of holes extending substantially in the axial direction of the bushing through which heat-transfer medium is passed.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die konische Außenfläche der Achse zu einer für die Gleitlagerung passenden Zylinderfläche herzurichten. Gemäß der Erfindung ist dies so gelöst, daß die Außenfläche der Buchse im wesentlichen zylindrische Form hat, während die Buchseninnenfläche der Form der Achsenaußenfläche angepaßt ist.A further aim of the invention is to prepare the conical outer surface of the axle to form a cylindrical surface suitable for the plain bearing. According to the invention, this is achieved in such a way that the outer surface of the bushing has a substantially cylindrical shape, while the inner surface of the bushing is adapted to the shape of the outer surface of the axle.

In den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 sind einige bevorzugte Ausführungsformen und Konstruktionsausführungen der erfindungsgemäßen Gleitlagerung beschrieben.In the dependent claims 2 to 6, some preferred embodiments and constructions of the plain bearing according to the invention are described.

Im folgenden wird die Erfindung in Beispielform unter Bezugnahme auf die Figuren in den beigefügten Zeichnungen erläutert.In the following the invention is explained in example form with reference to the figures in the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Stirnseitenansicht einer dem Stand der Technik entsprechenden Gleitlagerung in teilweise aufgeschnittenem Zustand und schematisch dargestellt;Fig. 1 is a front view of a plain bearing according to the prior art in a partially cut-open state and shown schematically;

Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gleitlagerung in schematischer Schnittdarstellung; Fig. 2 shows an embodiment of the plain bearing according to the invention in a schematic sectional view;

Fig. 3 eine Buchse in schematischer Darstellung stirnseitig betrachtet;Fig. 3 shows a schematic representation of a socket viewed from the front;

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3.Fig. 4 is a section along the line IV-IV in Fig. 3.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen externen Walzen-Gleitlagerung schematisch dargestellt. Die Walze trägt das Bezugszeichen 1, die Walzenachse das Bezugszeichen 2.An embodiment of the external roller sliding bearing according to the invention is shown schematically in Fig. 2. The roller is designated by reference numeral 1, the roller axis by reference numeral 2.

Wenngleich die erfindungsgemäße Gleitlageranordnung im allgemeinen mehrere hydraulische Lagerelemente 3 umfaßt, wird in Fig. 2 die Anordnung nur mit einem Lagerelement 3 veranschaulicht, das in Fig. 1 dem oberen, senkrecht stehenden Lagerelement entspricht. Die Lagerelemente sind an ein Rahmenelement oder den Lagerstuhl 5 montiert.Although the plain bearing arrangement according to the invention generally comprises several hydraulic bearing elements 3, in Fig. 2 the arrangement is illustrated with only one bearing element 3, which corresponds to the upper, vertical bearing element in Fig. 1. The bearing elements are mounted on a frame element or the bearing block 5.

Zwischen den Gleitelementen 4 der besagten Lagerelemente 3 und der Achse 2 der Walze 1 ist die Buchse 6 angeordnet. Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist, hat der Hohlraum der Buchse 6 im Längsschnitt konische Form. Mit Hilfe der Konusfläche 17 läßt sich die Buchse 6 zwischen den Gleitelementen 4 und der Achse 2 in axiale Richtung an das aus der Walze 1 hervorstehendeThe bushing 6 is arranged between the sliding elements 4 of the said bearing elements 3 and the axis 2 of the roller 1. As can best be seen in Fig. 4, the cavity of the bushing 6 has a conical shape in longitudinal section. With the help of the conical surface 17, the bushing 6 can be pushed between the sliding elements 4 and the axis 2 in the axial direction to the

konische Teil 21 der Achse 2 anpassen. Die Befestigung der Buchse 6 um die Achse 2 herum erfolgt z.B. durch eine (in den Figuren nicht dargestellte) Keilverriegelung dergestalt, daß die Buchse 6 zusammen mit der Achse 2 rotiert. Eine axiale Bewegung kann z.B. durch eine an der Achse 2 anzuordnende Mutter 20 verhindert werden. Die Außenfläche 11 der Buchse 6 hat im wesentlichen Zylinderform. Dabei befindet sich der zwischen der Achse 2 und dem Gleitelement 4 vorhandene (hier nicht dargestellte) Schmierölfilm zwischen der zylindrischen Außenfläche 11 der Buchse 6 und der Gleitfläche des Gleitelements 4.conical part 21 of the axis 2. The fastening of the bushing 6 around the axis 2 is carried out, for example, by a wedge lock (not shown in the figures) in such a way that the bushing 6 rotates together with the axis 2. An axial movement can be prevented, for example, by a nut 20 to be arranged on the axis 2. The outer surface 11 of the bushing 6 is essentially cylindrical. The lubricating oil film (not shown here) present between the axis 2 and the sliding element 4 is located between the cylindrical outer surface 11 of the bushing 6 and the sliding surface of the sliding element 4.

Infolge der Konizität der Achse 2 wurden die Lagerelemente 3 früher etwas schief zur Rotationsachse der Achse 2 angeordnet, nun können die Lagerelemente 3 aber dank der Zylinderform der Außenfläche 11 der erfindungsgemäßen Buchse 6 senkrecht zur Rotationsachse der Achse 2 um diese herum angeordnet werden. Dadurch erübrigen sich andere Sonderlösungen, z.B. solche bezüglich des Lagerstuhls 5.Due to the conicity of the axis 2, the bearing elements 3 were previously arranged somewhat obliquely to the axis of rotation of the axis 2, but now, thanks to the cylindrical shape of the outer surface 11 of the bushing 6 according to the invention, the bearing elements 3 can be arranged around the axis 2 perpendicular to the axis of rotation of the axis 2. This eliminates the need for other special solutions, e.g. those relating to the bearing block 5.

In die Stirnfläche 19 der Buchse 6 sind peripher eine Anzahl axialer langgestreckter Löcher 7 eingearbeitet, die sich über den größten Teil der Länge der Buchse 6 erstrecken.A number of axially elongated holes 7 are machined peripherally into the end face 19 of the bushing 6 and extend over most of the length of the bushing 6.

An der Stirnseite 19 der Buchse 6 ist ferner eine um den gesamten Buchsenumfang reichende Ringnut 9 ausgebildet, in die die Löcher 7 mit ihrem einen Ende münden. Das andere Ende der Löcher 7 mündet über eineOn the front side 19 of the bushing 6, an annular groove 9 is formed which extends around the entire circumference of the bushing and into which the holes 7 open with one end. The other end of the holes 7 opens via a

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zusätzliche Öffnung 18 an der zylindrischen Außenfläche 11 der Buchse 6.additional opening 18 on the cylindrical outer surface 11 of the bushing 6.

Das Kühlmittel 8 wird von einer (nicht dargestellten) äußeren Druckquelle mit regulierbarem, passendem Druck in die Löcher 7 der Buchse 6 geleitet. Das Kühlmittel 8 wird zunächst in den Zuleitungskanal 15, der in der Ausführungsform von Fig. 2 aus einem durch den Lagerstuhl 5 geführten Kanal besteht, geleitet. Von dort gelangt es in ein die Fortsetzung des Kanals 15 bildendes elastisches Rohr 14 und weiter mit Hilfe der Positionierelemente 13 in das Zuführungsrohr 10. Das Zuführungsrohr 10 endet in einem Zuführungskopf 16, in dem das Kühlmittel 8 in seiner Fließrichtung ungefähr parallel zur Rotationsachse 22 der Achse 2 gelenkt wird. Der Zuführungskopf 16 mündet in die Ringnut 9 der Buchse 6.The coolant 8 is fed from an external pressure source (not shown) with adjustable, suitable pressure into the holes 7 of the bushing 6. The coolant 8 is first fed into the supply channel 15, which in the embodiment of Fig. 2 consists of a channel through the bearing block 5. From there it passes into an elastic tube 14 forming the continuation of the channel 15 and then, with the help of the positioning elements 13, into the feed pipe 10. The feed pipe 10 ends in a feed head 16 in which the coolant 8 is directed in its flow direction approximately parallel to the rotation axis 22 of the axis 2. The feed head 16 opens into the annular groove 9 of the bushing 6.

Zusammen mit der, um ihre Rotationsachse 22 rotierende Achse 2, rotiert auch die Buchse 6, wobei die in die Buchse eingearbeiteten Löcher 7 nacheinander an den in der Ringnut angeordneten Zuführungskopf 16 des Zuführungsrohres 10 geführt werden und Kühlmittel aus dem Zuführungskopf in die Löcher 7 der Buchse 6 strömt. Das Kühlmittel fließt über das andere Ende der in die Buchse 6 eingearbeiteten Löcher 7, durch die an der Außenfläche 11 der Buchse befindlichen zusätzlichen Öffnungen 18, ab. Mit Hilfe der Positionierelemente 13 wird der Abstand zwischen der Buchse 6 und dem Zuführungsrohr 10 konstant gehalten. Ein elastisches Rohr 14 ermöglicht, daß sich das Zuführungsrohr 10 im Ver-Together with the axis 2 rotating about its axis of rotation 22, the bushing 6 also rotates, whereby the holes 7 machined into the bushing are guided one after the other to the feed head 16 of the feed pipe 10 arranged in the annular groove and coolant flows from the feed head into the holes 7 of the bushing 6. The coolant flows out of the other end of the holes 7 machined into the bushing 6, through the additional openings 18 located on the outer surface 11 of the bushing. The distance between the bushing 6 and the feed pipe 10 is kept constant with the help of the positioning elements 13. An elastic tube 14 enables the feed pipe 10 to move in the

hältnis zum Zuführungskanal 15 bewegt. Abstandsveränderungen können sich durch Wärmeausdehnung, bedingt durch Temperaturveränderungen von Buchse 6 und Achse 2, ergeben.ratio to the feed channel 15. Changes in distance can occur due to thermal expansion caused by temperature changes of bushing 6 and axis 2.

Die Buchse 6 und das Kühlmittel 8 haben die Aufgabe, den Wärmeenergiestrom von der Achse 2 zu den Lagerelementen 3 zu unterbrechen oder wesentlich zu reduzieren. Bei der beheizbaren Walze 1 kann die Oberflächentemperatur bis zu über 200 ⁰C betragen, wobei dann die von der Achse 2 zur Buchse 6 wandernde Wärmeenergie zu einem wesentlichen Teil von dem durch die Löcher 7 der Buchse 6 strömende kühlere Kühlmittel 8 absorbiert wird, so daß der Wärmeenergiestrom von der Achse 2 zu den Gleitelementen 4 unterbrochen oder wesentlich verringert wird. Dadurch entfallen die aus zu starker Erwärmung des Schmierölfilms der Gleitelemente 4 resultierenden Probleme und dieser Schmierölfilm hat nun im Betrieb ständig eine niedrige und im wesentlichen konstante Temperatur.The bushing 6 and the coolant 8 have the task of interrupting or significantly reducing the flow of thermal energy from the axle 2 to the bearing elements 3. In the case of the heatable roller 1, the surface temperature can be up to over 200 ^° C, in which case the thermal energy migrating from the axle 2 to the bushing 6 is then absorbed to a significant extent by the cooler coolant 8 flowing through the holes 7 in the bushing 6, so that the flow of thermal energy from the axle 2 to the sliding elements 4 is interrupted or significantly reduced. This eliminates the problems resulting from excessive heating of the lubricating oil film of the sliding elements 4 and this lubricating oil film now has a low and essentially constant temperature during operation.

Die Effizienz, mit der die Unterbrechung des Wärmeenergiestroms erfolgt, wird von der Temperatur des Kühlmittels 8 mitbestimmt, die bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unterhalb von etwa 80 ⁰C liegt - ein Wert, der der gewöhnlichen Maximaltemperatur des Schmieröls entspricht, das zwecks Bildung eines Schmierölfilms zwischen dem Gleitelement und der Achse eingetragen wird. Das Kühlmittel besteht bevorzugt aus dem gleichen Öl, das als Schmiermittel dient, aber auch andere Flüssigkeiten kommen in Frage, sofernThe efficiency with which the thermal energy flow is interrupted is determined by the temperature of the coolant 8, which in the preferred embodiment of the invention is below about 80 ^° C - a value that corresponds to the usual maximum temperature of the lubricating oil that is introduced between the sliding element and the axle in order to form a lubricating oil film. The coolant preferably consists of the same oil that serves as a lubricant, but other liquids can also be used, provided

nur der Kühlmittelkreislauf in ausreichendem Maße vom Schmierölkreislauf der Gleitelemente 4 isoliert ist. Die Effizienz der Unterbrechung des Wärmeenergiestroms wird auch vom Durchmesser der Löcher 7, der Buchse 6 und der Anordnungsdichte der Löcher 7 peripher an der Buchse 6 mitbestimmt. Diese Faktoren können natürlich je nach Bedarf variiert werden.only the coolant circuit is sufficiently isolated from the lubricating oil circuit of the sliding elements 4. The efficiency of interrupting the thermal energy flow is also determined by the diameter of the holes 7, the bushing 6 and the arrangement density of the holes 7 peripherally on the bushing 6. These factors can of course be varied as required.

Gemäß der Erfindung kann die Buchse 6 auch aus wärmedämmendem Werkstoff gearbeitet sein, wobei dann auf die Löcher 7 einschließlich Zuführungsvorrichtung für das Kühlmittel 8 eventuell verzichtet werden kann.According to the invention, the bushing 6 can also be made of heat-insulating material, in which case the holes 7 including the supply device for the coolant 8 can possibly be dispensed with.

Claims

1. Roller sliding bearing external to the roller, surrounding the axis ( 2 ) of the roller ( 1 ) of a paper/cardboard machine or a finishing machine, with hydrostatic bearing elements ( 3 ) arranged around the axis ( 2 ), which have sliding elements ( 4 ) which are positioned around the axis ( 2 ) of the roller ( 1 ) in order to support the said axis ( 2 ) and thus the roller ( 1 ) on a frame element ( 5 ) so as to be rotatable relative to the latter, characterized in that the bearing has a bushing ( 6 ) arranged between the sliding elements ( 4 ) and the axis ( 2 ) and rotating together with the axis ( 2 ).

2. Plain bearing according to claim 1, characterized in that the bushing ( 6 ) has a number of holes ( 7 ) extending essentially in the axial direction of the bushing ( 6 ) and serving to pass a heat-transfer medium ( 8 ).

3. Plain bearing according to claim 2, characterized in that the bushing ( 6 ) has an annular groove ( 9 ) on its front side ( 19 ) into which the said coolant ( 8 ) can be guided via the coolant supply devices ( 10 , 14 , 15 , 16 ), and that each of the holes ( 7 ) is connected to this annular groove ( 9 ) for the purpose of receiving coolant ( 8 ).

4. Plain bearing according to claim 1, characterized in that the outer surface ( 11 ) of the bush ( 6 ) has a substantially cylindrical shape, while its inner surface ( 17 ) is adapted to the shape of the axle outer surface ( 21 ).

5. Plain bearing according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bushing ( 6 ) is made of heat-insulating material.

6. Plain bearing according to one of claims 1 to 5, characterized in that the roller ( 1 ) is a heatable roller.