DE2919748C2 - Walzvorrichtung zum Walzen von bahnförmigen Materialien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung zum Walzen von bahnförmigen Materialien mit zwei Durchbiegungseinstellwalzen mit jeweils einem in einer Stuhlung befestigten Träger und einem um diesen drehbaren Walzenmantel, welcher auf Druckelementen zur Bildung einer auf eine Gegenwalze walzenden Preßkraft abgestützt ist, wobei der Walzenmantel einer der Walzen auf dem Träger in der Preßrichtung mit der Hilfe von in den Endbereichen des Walzenmantels befindlichen Parallelführungen zur Ausführung von Hubbewegungen in der Preßrichtung geführt ist, wobei die Parallelführungen Endflächen und der Träger mit den Endflächen zusammenwirkende Flächen aufweist, und die zweite Walze einen in der Preßrichtung radial fixierten Mantel aufweist.

Eine Walzvorrichtung dieser Art ist z. B. aus der DE-OS 26 51 028 bekannt. Die dabei verwendete Walze mit eifiem zur Ausführung von Hubbewegungen beweglichen Träger ist aus der US-PS 38 85 283 bekannt. Bei der Vorrichtung nach der DE-OS 26 51 028 wirkt diese Walze mit einer Durchbiegungseinstellwalze zusammen, die aus der US-PS 38 02 044 bekannt ist, und bei welcher der Walzenmantel nicht gegenüber dem Träger in Preßrichtung der Walze beweglich sondern auf dem Träger in Wälzlagern gelagert ist. Bisher hat man beim Bau von durchbiegungsfreien Walzvorrichtungen, wie z. B. Kalandern zum Glätten von Papierbahnen, derartige zwei Typen von Durchbiegungseinstellwalzen verwendet, wobei die eine von ihnen, die mit dem beweglichen Walzenmantel zur Bildung der Hubbewegungen zum Pressen und Abheben und die andere als feste Gegenwalze zur Bildung eines Festpunktes dieme.

Die Erfindung hat die Schaffung einer Walzvorrichtung der erwähnten Art zum Ziel, bei welcher ein einziger Walzentyp, und zwar eine Walze mit zur Ausführung von Hubbewegungen gegenüber dem Träger beweglichen Walzenmantel verwendet wird, wobei eine derartige Walze auch als Festpunkt der Walzenanordnung dienen kann.

Das erfindungsgemäße Ziel wird dadurch erreicht, daß die zweite Walze wie die erste Walze ebenfalls eine Durchbiegungsausgleichwalze mit Parallelführungen ist, wobei zu ihrer Fixierung in der Preßstellung die Endflächen der Parallelführungen auf den zusammenwirkenden Flächen am Träger abgestützt sind.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Walze, welche einen gegenüber dem Träger in der Preßrichtung beweglichen Walzenmantel aufweist, zu einer Walze wird, bei welcher ähnlich wie bei der Walze mit

b5 der festen Lagerung des Walzenmantels auf dem Träger, der Walzenmantel in der Preßrichtung auf dem Träger fixiert wird. Dadurch kann ein einziger Walzentyp in der Walzvorrichtung verwendet werden.

wobei bei einer Walzvorrichtung mit zwei oder mehreren Durchbiegungseinstellwalzen verschiedene Effekte dadurch erzielt werden können, daß wahlweise die eine oder die andere der Walzen durch geeignete Schaltung in Ftxwalzen, d. h. eine Walze mit feststehender Achse des Walzenmantels umgewandelt wird.

Es kann dabei eine besondere Vorrichtung zur Einstellung der Größe der Anschlagkräfte, mit welchen der Walzenmantel auf den Anschlägen abgestützt ist, vorgesehen sein.

Za diesem Zweck können die Anschläge mit Kraftmeßvorrichtungen versehen sein, die zur Messung der Größe der Anschlagkräfte dienen, mit welchen sich der Mantel auf den Anschlägen abstützt.

Ein besonderer Vorteil wird erzielt, wenn die is Anschlagkräfte auf den Walzenmantel in der gleichen Richtung wirken, wie die Preßkräfte der Druckelemente. In einem solchen Fall steht für eine Öffnung der Walzvorrichtung der größtmögliche Hub des Walzenmanteis zur Verfügung. Es versteht sich jedoch, daß die Anschlagkräfte auch in der entgegengesetzt Richtung wirken können. In einem solchen Fall stützt sich bei einer Walze mit Parallelführungen der Walzenmantel auf den entgegengesetzten Enden der Führungen ab.

Vorzugsweise kann die Gegenwalze bzw. eine von mehreren Gegenwalzen ebenfalls eine Durchbiegungseinsteiiwalze mit einem gegenüber einem festen Träger drehbaren und gleichzeitig auf voller Länge zur Ausführung von Hubbewegungen in Preßrichtung beweglichen Mantel sein. In einem solchen Fall enthält κι die Vorrichtung zwei gleiche Durchbiegungseinstellwalzen, welche gegeneinander pressen und von denen eine als Fixwalze herangezogen wird.

Zur Bildung der Anschlagkraft können Kolben-Zylindervorrichtungen vorgesehen sein, die sich im i~> Bereich der Führungen an den Enden des Walzenmantels befinden. In einem solchen Fall wirken die Anschlagkräfte an den Enden des Walzenmantels und beeinflusse,: dessen Durchbiegung nicht.

Es können jedoch auch zwischen dem Träger und -to dem Walzenmantel Druckelemente vorgesehen sein, welche zur Bildung der Anschlagkraft dienen. Dabei können vorzugsweise die zur Bildung der Anschlagkraft dienenden Druckelemente gleichzeitig zur Bildung der Preßkraft dienen, wobei ihre Kraft um den zur Bildung ·*> der Anschlagkraft erforderlichen Wert über den zur Preßkraft dienenden Wert erhöht ist. Dadurch wird wieder eine besonders einfache Ausbildung der Vorrichtung erhalten, da zur Bi'dung der Anschlagkraft innerhalb der Walze keine zusätzlichen Elemente "'" erforderlich sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein Kalander zum Glätten von Papierbahnen sein. Es sind jedoch auch andere Ausführungsformen für die Behandlung von anderen bahnförmigen Materialien, wie z. B. Textil, ί> Kunststoff oder Metall denkbar.

Vorzugsweise können die Stützelemente hydrostatische Slützelemente mit hydrostatischer Lagerung des Walzenmantels nach den erwähnten US-Patentschriften 38 02 044 und 38 85 283 sein. bo

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Walzvorrichtung in Preßstellung, j5

F i g. 2 die Walzvorricntung aus der F i g. 1 in offener Stellung,

Fig.3 einen schematischen Teilschnitt eines der Enden der Durchbiegungseinstellwaken der Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2, und zwar in einer Stellung, weiche der unteren Walze aus der F i g. 2 entspricht,

F i g. 4 einen dem Schnitt nach der F i g. 1 entsprechenden Schnitt einer anderen Ausführungsform der Walze,

F i g. 5 einen der Darstellung nach den F i g. 1 und 2 entsprechenden Schnitt einer Walzvorrichtung mit nur einer Durchbiegungseinstellwalze und zwei in der Preßrichtung frei beweglichen Walzen,

F i g. 6 ein Schaltschema einer Walzvorrichtung mit zwei Durchbiegungseinstellwalzen und zwei vollen Walzen,

Fig.7 einen der unteren Walze in der Fig. 1 entsprechenden Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Walze und

Fig.8 eine Endansicht einer anderen Ausführungsform der Walze, die im Betrieb als Fixwalze dienen soll. Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen ej>- erfindungsgemäße Walzvorrichtung mit einer oberen Dürchbiegungsetnstellwalze 1, einer unteren Durchbiegungseinstellwalze 2 sowie Zwischenwalzen 3,4 und 5. Beide Walzen 1 und 2 sind Durchbiegungseinstellwalzen vom aus der US-PS 38 85 283 bekannten Typ. Die Walzen enthalten gestrichelt dargestellte hydrostatische Stützkolben 6, die durch ein in Zylinderräumen 7 wirkendes hydraulisches Druckmittel gegen die Innenfläche eines Walzenmantels 8 gedruckt werden. Dabei künn, wie es aus der ebenfalls erwähnten US-PS 38 02 044 bekannt ist, jeder der Kolben 6 mit einer hydrostatischen Lagerfläche gegenüber dem Walzenmantel 8 versehen sein.

Jede der Walzen 1 und 2 enthält einen Träger 10, der, wie in der F i g. 3 dargestellt, schwenkbar, jedoch gegen Drehung gesichert an seinen Enden in Seitenteilen 11 einer Stuhlung abgestützt ist.

Wie aus der F i g. 3 hervorgeht, sind die Enden 12 des Trägers zu diesem Zweck mit je einer kegeligen Lagerung 13 versehen. An einem seiner Enden ist der Träger durch einen Stift 14 gegen eine Verdrehung im Seitenteil gesichert.

Wie noch aus der F i g. 3 hervorgeht, befinden sich in den Enden des Walzenmantels Führungsteile 15, auf welchen der Walzenmantel 8 in Wälzlagern 16 gelagert ist. Die Führungsteile 15 sind mit parallelen Fflhrungsflächen 17 versehen, welche mit entsprechenden parallelen Führungsflächen 18 des Trägers 10 zusammenwirken und mit diesen Parallelführungen bilden. Die Parallelführungen 17, 18 der Walzen 1 und 2 sind so angeordnet, daß sie Bewegungen der Walzenmantel in der Preßrichtung der Walzen gestatten, welche in einer Preßebene E, siehe F i g. 2, verlaufen. Wie durch Dopfeipfeile 20 in der F i g. 1 angedeutet ist, sind auch die Zwischen walzen 3,4 und 5 in dieser Preßebene Ein einem gewissen, durch nicht dargesteiiie, an sich bekannte Anschläge begrenztem Maß frei beweglich.

Wie weiter in der F i g. 1 schematisch angedeutet ist, werden die hydrostatischen Druckelemente 6 der Walzen 1 und 2 von einer hydraulischen Pumpanlage 21 gespeist, von deren Förderleitung 22 Zweigleitungen 23 und 24 abgezweigt sind, welche zur Wabe i bzw. 2 führen. In der Zweigleitung 23 ist ein Regelventil 25 geschaltet, daß den Druck des hydraulischen Druckmediums aus der Leitung 22 auf einen Wert reduziert, der d'irch einen Sollwert 26 bestimmt ist. Der so erhaltene, in der Zweigleitung 23 wirkende Druck wird im vorliegenden Beispiel allen Zylinderbohrungen 7 zugeführt in gleicher Weise führt die Zweigleitung 24 zu allen Zylinderbohrungen 7 der Druckkolberi 6 der

Walze 2. Die Verteilung kann z. B. durch ein;; Bohrung 27 des Trägers 10 erfolgen, wie in der F i g. 3 dargestellt ist.

Die Zweigleitung 24 enthält ein Druckregelventil 28, das einen Druckdiffercnzrcgler enthält. Dem Druck· differenzregier des Ventils 28 wird durch eine Signalleitung 28' ein dem Druck in der Leitung 23 entsprechendes Signal zugeführt. Gleichzeitig enthält der Druckdifferenzregler ein Sollwertsignal 30, welches die gegebene Druckdifferenz bestimmt, um welche in diesem Fall der Druck in der Leitung 24 größer als der in der Leitung 23 sein soll. Die durch den Sollwert 30 bestimmte Druckdifferenz dient zum Ausgleich der Eigengewichte der beweglichen Teile der Walzen 1 und 2 und der Zwischenwalzen 3, 4 und 5, sowie zur H Bestimmung der Anschlagkräfte, mit welchen in der Fig. 1 die Endfläche 31 der Führungsöffnung 32 des Führungsteiles 15 gegen die entsprechende Fläche 33

Eine Belastung der Walzvorrichtung durch Beeinflus- 2" sung des Sollwertes 26 wirkt sich in beiden Walzen 1 und 2 gleich aus. wobei jedoch die durch die untere Walze 2 gebildete Gegenkraft um den durch den Sollwert 30 bestimmten Wert größer is\ Der Walzenmantel 8 ist dabei durch die aufeinander abgestützten ¹^ Flächen 31 und 33 fixiert, so daß die Walze 2 wie eine feste, in Preßrichtung unbewegliche Walze arbeitet.

Da im Beispiel nach den Fig. 1 und 2 die Anschlagkräfte auf den Walzenmantel 8 in der gleichen Richtung wie die PreOkräfte der Druckelemente 6, d. h. ]o nach oben wirken, steht für eine Öffnung der Walzvorrichtung die ganze Länge der Parallelführungen 17, 18 zur Verfügung. Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, kann der Walzenmantel 8 der unteren Walze 2 so weit gesenkt werden, bis die Endflächen 3Γ r> und 33' am anderen Ende der Parallelführung aufeinander zum Aufliegen kommen. Dabei entstehen zwischen den Walzenmänteln der Walzen 1 und 2 und den Zwischenwalzen 3,4 und 5 Spalte 5. die durch nicht dargestellte Anschläge in den Lagerungen der Zwi- -ίο schenwalze 3,4 und 5 bestimmt sind.

Nach den Fig. 1 und 2 werden die Anschlagkräfte der Walze 2 durch eine Überschußkraft aller Druckelemente der Walze 2 gebildet.

Bei der Ausführungsform nach der F i g. 4 wird hingegen die Anpreßkraft, mit welcher die Flächen 31 und 33 aufeinanderdrücken. durch eine Kolben-Zylindervorrichtung gebildet, die einen im Träger 10 in einer Zylinderbohrung 34 geführten Kolben 35 enthält. Der Zylinder 34 ist über eine Zweigleitung 36 mit einem Druckregelvent·:: 37 an die Förderleitung 22 der Speisevorrichtung 21 angeschlossen. Das Druckregelventil 37 bestimmt in Abhängigkeit von einem Sollwertsignal 38 den Druck in der Leitung 36 und somit die Druckkraft, mit welcher die Kolben 35 gegen die Endfläche 31' der Führungsöffnung 32 und somit auch die Flächen 31 und 33 aufeinander gedrückt werden.

Nach der Fig.4 ist die Räche 3i noch mit einer Kraftmeßvorrichtung 40 versehen, von welcher eine SignaUeitung 41 zum Regler des Druckregelventiles 37 führt. Der Regler stellt dann den Druck in der Zweigieitung 36 mit der Hilfe seines Ventiles so ein, daß die auf die Kraftmeßvorrichtung 40 wirkende Anschlagkraft dem gewünschten Sollwert 38 entspricht

Die Fig.6 zeigt in stark schematischer Form eine Walzvorrichtung, bei welcher nicht alle Druckelemente, sondern nur in den Endbereichen der Walzen befindliche Gruppen von Druckelementen zur Bildung der Anschlagkräfte herangezogen werden. Den Fig. I bis 3 entsprechende Teile wurden aus Gründen der Anschaulichkeit in der F i g. 6 mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die Walzvorrichtung nach der Fig. 6 enthält neben den beiden Durchbiegungseinstellwalzen 1 und 2 nur zwei Zwischenwalzen 3 und 4. Die Druckelemente 6 der Walze 1 werden in der gleichen Weise wie bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 mit dem gleichen Druck aus der Zweigleitung 23 beaufschlagt. Aus Gründen der Darstellung wurde der Ventilteil 25' des Druckregelventiles 25 separat gezeichnet.

Bei der Ausführungsform nach der Fig.6 führt vom Druckregler 25 eine SignaUeitung 42 zum Druckregler 28, der einen Sollwert 43 aufweist, und von dem eine Ausgangsleitung 44 zum Ventil 28' führt. Von der SignaUeitung 44 ist eine SignaUeitung 45 abgezweigt, die zu einem Regler 46 führt, der einen Sollwert 47 aufweist. Vom Regler 46 führt eine Ausgangsleitung 48 zu zwei Ventilen 46'.

Wie aus dem unteren Teil der Fig.6 ersichtlich ist. beeinflußt der Regler 46 zusammen mit den von ihm gesteuerten Ventilen 46' in den Endbereichen der Walze 2 befindliche Gruppen α von Druckelementen, die durch die Kolben 6 gebildet werden. Der Regler 28 mit dem Ventil 28' beeinflußt hingegen den Rest der Druckelemente, d. h. die in der Mitte befindlichen Kolben 6 einer Gruppe b.

Beim Beispiel nach der Fig.6 sind beide Regler 28 und 46 sogenannte Druckdifferenzregler. Sie beeinflussen ihre Ventile 28' bzw. 46' so. daß der in den betreffenden Leitungen herrschende Druck jeweils um den durch einen Sollwert 43 bzw. 47 gegebenen Wert größer ist als der durch die SignaUeitung 42 bzw. 45 zugeführte Wert. Das Sollwertsignal 43 hat dabei die Aufgabe, das Eigengewicht der beweglichen Teile der Walzen 1 und 2 sowie der Walzen 3 und 4 auszugleichen. Der Sollwert 47 bewirkt darüber hinaus die Bildung der Anschlagkräfte in den Endbereichen der Walze 2. Zur Bildung dieser Anschlagkräfte werden somit in diesem Fall nicht alle Druckelemente. sondern nur die der Gruppen a herangezogen.

Die F i g. 7 zeigt ein Detail der Walze 2 aus der Fig. 1, wobei die Endfläche 31 mit einem Puffer 50 aus einem elastischen Material versehen ist, gegen welchen die Fläche 33 des Trägers 10 wirkt. Dadurch wird anstatt eines harten metallischen Anschlages ein nachgiebiger Anschlag erzielt.

Die Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher zur Bildung der Anschlagkräfte ein äußerer Mechanismus mit Gewichtsbelastung dient.

Nach der Fig.8, die im wesentlichen dem Schnitt VIII-VIII aus der Fig.3 entspricht, ist am Führungsteil 15 mittels eines Zapfens 51 eine Lasche 52 abgestützt, welche über einen zweiarmigen Hebel 53 durch ein Gewicht 54 belastet wird. Das Gewicht 54 ist so dimensioniert, daß es mit einer gewünschten Anpreßkraft die Flächen 31 und 33 aufeinanderdrückt.

Es versteht sich, daß die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen nur Beispiele zur Erläuterung der Erfindung darstellen und in keiner Weise auf den Umfang der Erfindung einschränkend wirken sollen. So können z. B. die Durchbiegungsausgleichwalzen Druckelemente eines anderen Typs als nach der erwähnten US-Patentschrift 38 02 044 aufweisen. Die Durchbiegungsausgleichwalzen können dabei in an sich bekannter Weise mehrere Gruppen der Druckelemente aufweisen, weiche unabhängig vonein-

ander steuerbar sind. In einem solchen Fall wäre die hydraulische Schaltung nach der F i g. I für jede Gruppe getrennt vorgesehen.

Bei der Ausführungsform nach der F i g. 8 kann an der Stelle des Gewichtes 54 auch ein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder verwendet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Walzvorrichtung zum Walzen von bahnförmigen Materialien mit zwei Durchbiegungseinstellwalzen mit jeweils einem in einer Stuhlung befestigten Träger und einem um diesen drehbaren Walzenmantel, welcher auf Druckelementen zur Bildung einer auf eine Gegenwalze walzenden Preßkraft abgestützt ist, wobei der Walzenmantel einer der Walzen auf dem Träger in der Preßrichtung mit der Hilfe von in den Endbereichen des Walzenmantels befindlichen Parallelführungen zur Ausführung von Hubbewegungen in der Preßrichtung geführt ist, wobei die Parallelführungen Endflächen und der Träger mit den Endflächen zusammenwirkende it Flächen aufweist, und die zweite Walze einen in der Preßrichtung radial fixierten Mantel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze (2) wie die erste Walze (1) ebenfalls eine Durchl$e§ungsausgleichwalze mit Parallelführungen (15, 17, 18) ist, wobei zu ihrer Fixierung in der Preßstellung die Endflächen (31) der Parallelführungen auf den zusammenwirkenden Rächen (33) am Träger (10) abgestützt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (28) zur Einstellung der Größe der Anschlagkräfte, mit welchen der Walzenmantel (8) auf den Anschlägen (31, 33, 50) abgestützt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- J0 zeichnet, <L.ß die Anschläge (31, 33) mit Kraftmeßvorrichtungen (40) "ersehe" sind, die zur Messung der Größe der Anschlagkräfte dienen, mit welchen sich der Mantel (8) auf der Anschlägen (31, 33) abstützt. Ja

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagkräfte auf den Walzenmantel (8) in der gleichen Richtung wie die Preßkräfte der Druckelemente (6,7) wirken.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ! bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze (1) bzw. eine von mehreren Gegenwalzen (1, 3, 4, 5) ebenfalls eine Durchbiegungseinstellwalze mit einem gegenüber einem festen Träger (10) drehbaren und gleichzeitig auf voller Länge zur Ausführurig von Hubbewegungen in Preßrichtung beweglichen Mantel (8) ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Anschlagkraft Kolben-Zylindervorrichtungen (34, 35) vorgesehen sind, die sich im Bereich der Führungen (15, 17, 18) an den Enden des Walzenmantels (8) befinden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbiegungseinstellwalze (2) zwischen dem Träger (10) und dem Walzenmantel (8) Drackelemente (6, 7) aufweist, welche zur Bildung der Anschlagkraft dienen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bildung der Anschlagkraft dienenden Druckelemente (6, 7) gleichzeitig zur Bildung der Preßkraft dienen, wobei ihre Kraft um den zur Bildung der Anschlagkraft erforderlichen Wert über den zur Preßkraft dienenden Wert erhöht ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Kalander zum Glätten von Papierbahnen bildet.