WO2024110011A1 - Sealing head of a roller assembly, roller assembly, and method for operating a roller assembly - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a sealing head of a roller arrangement with a roller for treating nonwoven, textile, plastic or paper webs, wherein the sealing head has a sealing head rotor that can be connected to the roller in a rotationally fixed manner and is rotatable and a stationary sealing head that is freely rotatably mounted relative to the sealing head motor via a sealing head main bearing having an outer ring.
- the invention further relates to a roller arrangement with a roller, in particular a fluid-conducting roller for treating nonwoven, textile, plastic or paper product webs.
- the invention further relates to a method for operating such a roller arrangement.
- Fluid-carrying rollers are well known and usually comprise at least one fluid connection arranged in an axial end region, in particular on the front side, for supplying or discharging one or more fluids.
- This allows a fluid from an independent, external source to be supplied from the outside into the interior of the rotating roller, used there for a specific purpose and then discharged again via another fluid connection.
- water, air, oil or steam can be considered as the fluid medium.
- An example is a temperature-controlled roller, such as a thermal oil-heated roller, which can usually be supplied with thermal oils or steam, so that the surface on a working circumference of the roller can be heated to temperatures between 60 and 400°C, preferably between 100 and 300°C, for a corresponding treatment of a web of material.
- sealing heads For the introduction and discharge of fluid media, in particular for realizing a transition from a non-rotating connection hose to the fluid connection that usually rotates with the roller, corresponding sealing heads are known.
- Sealing heads also called rotary unions, are known in various designs and enable fluid transfer between a stationary and a rotating component. Sealing heads usually comprise a rotating sealing head motor, a non-rotating or stationary sealing head stator and one or more dynamic seals to seal one or more transition channels between the sealing head stator and the sealing head rotor.
- sealing heads are usually designed to be self-supporting.
- the sealing head rotor can be connected to the corresponding rotating component in a rotationally fixed manner - in this case to the roller, in particular at its front end.
- the sealing head stator can be mounted on the sealing head rotor by means of the at least one sealing head main bearing, in particular radially on the outside, and can be attached to it.
- the sealing head, in particular the sealing head stator can thus form a free end of the roller arrangement.
- the main bearing can be designed as a known rolling or plain bearing.
- the main bearing can also be designed as an axial or radial bearing.
- the outer ring of the main bearing forms in particular the stator-side part or the stator-side ring of the main bearing. This means that the outer ring does not necessarily have to be arranged on the outside, in particular not radially on the outside, of the bearing - depending on the design of the sealing head.
- the outer ring can also be arranged radially on the inside of the bearing, for example, and here form the stator-side bearing part.
- the sealing head stator generally has at least one axial and/or radial fluid connection to which lines and/or hoses can be connected.
- At least one valve can be provided on the fluid connections; advantageously, two valves are provided for each fluid connection.
- a first valve can be provided on the calender side and a second valve on the hose side, so that a relatively simple fluidic separation between the sealing head stator and hose can be achieved when replacing a roller.
- the sealing head stator can be mechanically secured against rotation using the lines and hoses attached to it.
- the rigidity and dead weight of the hoses and optionally the valves are used to apply a counter torque to the sealing head stator.
- hose forces The forces acting on the sealing head stator from the fluid connection flanges, hoses and valves, in particular their own weight, are also referred to below as hose forces.
- the force that the hoses can absorb to prevent or assist in preventing the sealing head stator from twisting is limited. Therefore, the arrangement of a holding arm or a torque support is known as an additional or alternative means of preventing twisting - especially in relatively large systems.
- the torque support can be used in particular It can be used as a mechanical connection between the sealing head stator and a fixed component of the calender or roller.
- the force that can be absorbed is also limited here.
- the hoses are usually designed as metal bellows hoses. This makes the hoses relatively heavy and stiff. The latter can be disadvantageous, however, especially with adjustable rollers or rollers whose height can be adjusted on the calender.
- adjustable rollers or rollers whose height can be adjusted on the calender.
- a dynamic force can be exerted on the sealing head stator due to the hoses attached to it.
- the hose forces can generate a variable - in particular unpredictable - torque on the sealing head stator. In particular, this makes it difficult and relatively imprecise to detect a torque between the sealing head rotor and the sealing head stator.
- the risk potential can be relatively high.
- the properties of the fluid to be transferred such as pressure, temperature, but also volume flow and the degree of health hazard of the fluid, not only place high demands on the sealing head, but also represent a not insignificant risk potential in the event of a malfunction of the sealing head, particularly for the area surrounding the system.
- DE 102 01 349 A1 discloses an enclosure for sealing off the area of a calender in which the sealing head is arranged, as well as for securing the area surrounding the calender in the event of the sealing head being destroyed during operation.
- an enclosure requires a relatively large installation space and constant maintenance and monitoring.
- it prevents direct visual contact with the sealing head, which can be disadvantageous, particularly for regular visual inspections before or during operation.
- monitoring devices for detecting and monitoring the bearing friction that occurs between the sealing head rotor and the sealing head stator.
- This bearing friction can, for example, originate from the sealing head main bearing, a plain bearing and/or the seals, whereby the sealing head main bearing in particular - as mentioned above - can have the potential to be the main cause of the sealing head blocking due to bearing damage even in the event of a minor fault - such as a failure of a circulating lubrication system for lubricating and cooling the bearing.
- the detection and monitoring can be carried out, for example, by means of force detection and/or a mathematical determination of the friction torque that occurs. If the bearing friction is exceeded, a shutdown signal is sent out for the controlled shutdown of the system.
- the object of the present invention is therefore to provide a sealing head of a roller arrangement which improves at least one of the above-mentioned disadvantages and in particular enables a particularly safe, maintenance-friendly and space-saving sealing head.
- the sealing head main bearing in particular the outer ring of the sealing head main bearing, is mounted relative to the sealing head stator via at least one additionally arranged sealing head additional bearing.
- the additionally arranged sealing head additional bearing can serve as a type of emergency bearing for the emergency mounting of the sealing head stator relative to the sealing head rotor.
- the sealing head additional bearing can ensure that the sealing head stator is securely mounted relative to the sealing head rotor at least for the duration of an emergency operation in which the sealing head additional bearing forms the mounting of the sealing head stator on the sealing head rotor, in particular on the outer ring of the sealing head main bearing, and can therefore remain in its position.
- the outer ring of the sealing head main bearing can rotate with the rest of the sealing head rotor.
- rotation of the sealing head stator and tearing of the lines and hoses as well as the associated leakage of the fluid can be effectively prevented.
- the sealing head additional bearing can be designed to be small and have a short service life.
- the sealing head additional bearing causes a decoupling of the sealing head stator, in particular the outer ring of the sealing head main bearing, from the other forces acting on the sealing head stator, in particular from the outside, such as the hose, valve and flange forces explained above, as well as other frictional forces, such as from seals or plain bearings.
- the arrangement of the sealing head additional bearing can prevent the influence and influencing of the other forces acting on the sealing head stator on detecting a torque between the outer ring of the sealing head main bearing and an inner ring of the sealing head main bearing can be avoided or at least minimized.
- This enables particularly precise detection of the torque between the sealing head rotor, in particular the inner ring of the sealing head main bearing that is connected in a rotationally fixed manner to the sealing head motor, and the sealing head stator, in particular the outer ring of the sealing head main bearing that is connected in a rotationally fixed manner to the sealing head stator. Furthermore, this enables a particularly early detection of a problem or a fault in the sealing head main bearing, and thus particularly safe operation of the system.
- the sealing head additional bearing can be activated as required for emergency mounting of the sealing head stator relative to the sealing head rotor.
- the sealing head additional bearing is essentially stationary in normal operation, in which the stationary sealing head stator can be mounted relative to the rotating sealing head rotor via the trouble-free main sealing head bearing, and is only set in rotation in an emergency, in which an increased friction torque in the sealing head main bearing can lead to the sealing head stator rotating.
- the sealing head additional bearing can therefore serve as an emergency bearing that can be activated in an emergency. Activation is therefore understood to mean rotation or setting in rotation.
- the sealing head additional bearing can be activated automatically when a predefined force or bearing friction torque between the stationary sealing head stator and the rotating sealing head rotor is exceeded.
- the increased friction torque prevailing between the sealing head stator and the sealing head rotor can be used as such to activate the sealing head additional bearing, for example by means of a torque limiter.
- the friction torque leading to the activation of the sealing head additional bearing does not necessarily have to have reached a maximum value, as is the case when the sealing head main bearing is completely blocked, but it can be dimensioned in such a way that damage or wear to the sealing head main bearing can already lead to activation of the sealing head additional bearing.
- the forces acting on the sealing head from the connected hoses can be taken into account. Forces are not taken into account.
- the hose forces do not act on the torque limiter, but can be directed past it to the actual anti-twisting device.
- the limitation of the bearing friction torque can thus be unaffected by the hose forces, so that the torque limit or the predefined bearing friction torque can be relatively low and can be set particularly precisely.
- this makes it possible to decouple the torque limiter or the torques prevailing on the sealing head stator from the external forces, in particular from the hoses acting on the sealing head stator.
- an alarm signal is sent to shut down the system.
- the outer ring of the sealing head main bearing is secured against rotation relative to the sealing head stator by means of a friction and/or form-fitting arrangement or by means of a force detection device.
- This enables a detachable connection between the outer ring of the sealing head main bearing and the sealing head stator on the one hand - in particular by means of the friction and/or form-fitting arrangement - and on the other hand - in particular by means of the force detection device - a detection of a torque force between the outer ring of the sealing head main bearing and the sealing head stator.
- the force detection device is preferably designed as a force measuring bolt.
- the torque occurring between the outer ring of the sealing head main bearing and the sealing head stator can be detected as a transverse force occurring at an axial end region of the force measuring bolt, or alternatively via a corresponding structural design - as usual - as a transverse force acting over the entire length of the bolt. This enables the friction torque occurring in the sealing head main bearing to be detected particularly reliably and precisely.
- the bearing friction torque forces occurring between the sealing head rotor, in particular the inner ring of the sealing head main bearing which is connected in a rotationally fixed manner to the sealing head rotor, and the sealing head stator, in particular the outer ring of the sealing head main bearing which is connected in a rotationally fixed manner to the sealing head stator can be detected - decoupled from the forces acting on the sealing head stator from the outside.
- the sealing head additional bearing can be arranged within the sealing head main bearing.
- the sealing head additional bearing can be integrated into the sealing head main bearing.
- the sealing head additional bearing can be arranged axially between two parts of the sealing head main bearing. This allows the sealing head to be designed to save space. In this case, it can be provided that the sealing head additional bearing can rotate permanently during normal operation, in which the stationary sealing head stator can be supported relative to the rotating sealing head rotor via the trouble-free functioning sealing head main bearing.
- the sealing head additional bearing is preferably arranged outside the sealing head main bearing.
- the sealing head additional bearing is particularly preferably arranged at least partially laterally on the sealing head main bearing - in particular axially next to the sealing head main bearing and/or at least partially radially outside around the sealing head main bearing.
- the sealing head additional bearing can at least partially radially surround the sealing head main bearing.
- the sealing head additional bearing can thus act as an intermediate link between the sealing head main bearing and the sealing head stator.
- the sealing head as a whole can be designed to be particularly space-saving.
- more than one sealing head additional bearing can be provided.
- the sealing head additional bearing can be designed as a radial or axial bearing.
- the sealing head additional bearing can have an inner ring which corresponds to the outer ring of the main bearing or is connected to it in a rotationally fixed manner.
- the outer ring of the main bearing and the inner ring of the sealing head additional bearing can be formed by the same or directly adjacent components.
- the sealing head additional bearing can thus have rolling or sliding elements which are in direct contact with the outer ring of the main bearing. This arrangement allows the sealing head to be designed in a particularly space-saving manner.
- the sealing head additional bearing can be designed in particular as a rolling bearing, preferably as a needle bearing, tapered roller bearing or plain bearing. Since it is fundamentally intended to keep the time of emergency operation in which the sealing head additional bearing rotates relatively short, in particular only for the complete braking of the
- the rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing can be made particularly small. This also allows the sealing head to be designed to be particularly space-saving.
- the sealing head additional bearing can be blocked by means of a torque limiter or a friction and/or form-locking arrangement in normal operation of the sealing head, in which the stationary sealing head stator can be supported relative to the rotating sealing head rotor via the trouble-free functioning sealing head main bearing.
- the arrangement of the sealing head additional bearing can enable the torque limiter to be completely decoupled from the hose forces acting on the sealing head stator mentioned above.
- the sealing head additional bearing is released to rotate with the torque limitation or the friction and/or form-locking of the friction and/or form-locking arrangement being removed.
- the friction and/or form-fitting arrangement can be arranged radially between the sealing head stator and the sealing head main bearing, in particular in the area of the outer ring of the sealing head main bearing.
- the sealing head additional bearing can be blocked in particular by bridging the rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing. The rolling or sliding elements can be released accordingly by ending this bridging.
- the sealing head therefore has a safety device which is particularly uncomplicated in its design and particularly reliable in activating emergency operation.
- the friction and/or form-fitting arrangement particularly preferably comprises a blocking means.
- the blocking means can be designed as a non-destructively releasable means or as a predetermined breaking element, such as a shear pin.
- the blocking means can act to block rotation of the sealing head additional bearing in a first position under a predefined pressure on the outer ring of the sealing head main bearing and can be moved or relocated from the first position to a second position to release rotation of the sealing head additional bearing.
- the second position does not necessarily have to be another Positioning or positional arrangement of the blocking means is not to be understood as a position or positional arrangement of the blocking means, but also simply another state relating to the blocking means.
- the blocking means designed as a predetermined breaking element can be inserted into a corresponding recess on the outer ring of the sealing head main bearing in order to block the rotation of the sealing head additional bearing in a first position and can be broken by the force of the friction torque between the sealing head motor and the sealing head stator in order to release the rotation of the sealing head additional bearing and thus be moved to a second position.
- the second position can also be understood in the sense of a second state.
- the predetermined breaking element or its parts can also remain in the original position of the first position in the second position.
- the triggering of the predetermined breaking element can be detected by a cable being sheared off.
- the outer ring of the sealing head main bearing can in particular be freely rotatable relative to the sealing head stator.
- the friction and/or form-fitting arrangement, in particular the blocking means, and the force detection device are formed by the same assembly or by the same arrangement.
- a suitably designed force measuring bolt can be provided both as the blocking means and as the force detection device.
- the blocking means can be designed as a ball, for example.
- the blocking means can be pre-tensioned in a recess arranged on the outer ring of the sealing head main bearing, in particular on its radial outer wall, or on a sleeve connected to the outer ring in a rotationally fixed manner. This corresponds to the first position of the blocking means.
- the blocking means can be pre-tensioned via a pre-tensioning element, such as a spring.
- the pre-tensioning element can be supported on the sealing head stator.
- the recess can basically be designed as a circumferential groove or running surface; the recess is preferably designed as a round opening corresponding to the ball.
- the blocking means can therefore represent a rigid connection between the sealing head stator and the outer ring of the sealing head main bearing, and in particular bridge the rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing.
- the rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing are therefore generally stationary during normal operation.
- the prevailing frictional torque can be transmitted by the positive connection between the blocking means and the side walls of the recess between the sealing head rotor and the sealing head stator, without the sealing head stator rotating.
- the positive connection between the blocking means and the side walls of the recess of the sealing head main bearing can be overcome due to the increased frictional torque between the sealing head rotor and the sealing head stator, so that the blocking means can become disengaged from the recess - or the predetermined breaking element breaks.
- the non-destructively releasable blocking means can slip out of the recess against the spring force, particularly into the second position. This breaks the positive connection between the sealing head stator and the outer ring of the sealing head main bearing. The outer ring can therefore rotate with the rest of the sealing head rotor.
- the rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing arranged between the outer ring of the sealing head main bearing and an outer ring of the sealing head additional bearing can then rotate freely according to the rotation and eliminate the frictional torque acting from the sealing head main bearing on the sealing head stator.
- the design described above can also include slightly different systems with the same effect.
- the "ball preload element" arrangement can also be implemented by a spring pressure piece.
- the torque limiter can also be implemented in the manner or according to the principle of a known overload clutch, in which for example a slipping and/or engaging clutch, or a torque limiter known per se, for example with a disc brake. In this regard, numerous designs are known which can be provided accordingly.
- the friction and/or form-fitting arrangement is operatively connected to a switch arrangement in such a way that when the sealing head additional bearing is released, a button or switch of the switch arrangement is actuated, in particular to detect the emergency operation and to trigger a corresponding alarm signal.
- the switch can be actuated, for example, when the blocking means is moved from the first position to the second position. This enables an alarm to be triggered particularly quickly and safely.
- the sealing head stator can have one or more fluid connections.
- the sealing head stator preferably has at least two fluid connections, so that a first connection can be used as an inflow and a second connection as an outflow of the fluid.
- the fluid connections can be arranged radially and/or axially on the sealing head stator.
- the sealing head stator particularly preferably has two radial fluid connections. This enables a particularly compact roller arrangement. Furthermore, further fluid connections can be provided so that the roller can be supplied with one or more fluids.
- the sealing head stator can have both one or more radial and one or more axial fluid connections.
- the sealing head rotor can basically be a conventional simple hollow shaft.
- the sealing head rotor is designed as a two-chamber hollow shaft.
- the sealing head rotor comprises two hollow shafts arranged coaxially to one another, so that two separate chambers are formed along the shaft.
- the sealing head rotor can have an internal first chamber and an external second chamber arranged radially around the first chamber.
- one or more channels can be formed in the sealing head rotor.
- the chambers or channels can each be provided with connected to one of the fluid connections mentioned above. This allows the roller to be supplied with one or more fluids.
- At least one sealing head with the features according to one of claims 1 to 11 is arranged on the roller, in particular on the front side.
- the sealing head stator can be connected to a stationary component of the roller or a calender to prevent rotation in the roller arrangement.
- the roller can have a stationary bearing mount to which the sealing head stator is connected via a holding arm or a so-called torque support.
- the sealing head stator can be connected to a calender, in particular a calender frame. This can effectively prevent the sealing head stator from rotating, in particular if the predefined friction torque between the stationary sealing head stator and the rotatable sealing head rotor is briefly exceeded.
- the stationary sealing head stator is supported on the rotating sealing head rotor via the sealing head main bearing and rotation of the sealing head additional bearing is blocked by means of a predefined positive and/or frictional connection between a blocking means and an outer ring of the sealing head main bearing.
- the blocking means is arranged in a first position in which a frictional torque is transmitted between the sealing head rotor and the sealing head stator via the positive connection of the blocking means.
- the blocking means can be designed as a force detection device, such as a force measuring bolt. This enables the frictional torque prevailing in the sealing head main bearing to be detected particularly precisely and reliably in normal operation.
- the entire sealing head main bearing in particular its outer ring, rotates with the sealing head rotor and the stationary sealing head stator is supported by means of the sealing head additional bearing on the rotating sealing head main bearing, in particular on its outer ring.
- the blocking means is moved from the first position blocking the rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing to a second position releasing the rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing due to the predefined friction torque between the sealing head rotor and the sealing head stator being exceeded.
- an alarm switch when the blocking means is moved from the first position to the second position, an alarm switch is automatically activated to emit an alarm signal.
- the blocking means is designed as a force measuring bolt, and in normal operation with the force measuring bolt a torque between an inner ring of the sealing head main bearing and an outer ring of the sealing head main bearing can be detected.
- Figures la and lb - each show a calender with a roller arrangement according to the invention and a sealing head according to the invention;
- Figure 2 - a sectional view of a first embodiment of a sealing head according to the invention with a partial representation of a roller arrangement according to the invention;
- Figure 3 a sectional view of a second embodiment of a sealing head according to the invention and a partial representation of a roller arrangement according to the invention.
- Figure 4 - a sectional view of a third embodiment of a sealing head according to the invention with a partial representation of a roller arrangement according to the invention.
- a calender 101 is shown with two roller arrangements arranged thereon, in particular with an upper roller arrangement and a lower roller arrangement.
- the lower roller arrangement 100 in order to explain the invention, reference is made in particular to the lower roller arrangement 100 according to the invention, whereby the design described here can also apply to the upper roller arrangement shown.
- essentially only a first frame 102a and a second frame 102b of the calender 101 are shown, on which the roller arrangement 100 is arranged.
- the roller arrangement 100 comprises a roller 1 for treating nonwoven, textile, plastic or paper webs and at least one sealing head 2 arranged on the front side of the roller 1, which is often also referred to as a rotary feedthrough.
- the fluid-carrying roller 1 can be designed, for example, as a thermal oil-heated roller, which can be supplied with a hot thermal oil to control the temperature of a roller working circumference 10.
- fluid channels (not shown here) are arranged in the interior of the roller 1.
- a roller neck 11 is formed which is offset from the working circumference 10 and on which a bearing receptacle 9 is provided, with which the roller 1 can be mounted on the calender 101 or another device.
- the sealing head 2 is arranged on the front side of the roller neck 11.
- Figure 2 shows a first embodiment of the sealing head 2 of the roller arrangement 100.
- Such sealing heads enable in particular a fluid transfer between a stationary and a rotating component.
- the sealing head 2 comprises a rotatable sealing head rotor 20 which is connected to the roller 1 in a rotationally fixed manner and a sealing head stator 21 which is freely rotatably mounted, in particular vertically, relative to the sealing head motor 20 via a sealing head main bearing 3.
- the sealing head 2 is thus constructed in a self-supporting manner.
- the sealing head rotor 20 is attached to the front of the roller 1 and is thus connected to it in a rotationally fixed manner.
- the sealing head rotor 20 has a first inner chamber 22 and an outer second chamber 23 arranged radially around the first chamber 22. Both chambers 22, 23 are each connected to a fluid connection on the roller side (not shown in detail) to form a fluid channel.
- the sealing head stator 21 mounted on the sealing head rotor 20 forms a free end of the roller arrangement 100 and has an axial fluid connection connected to the inner chamber 22 and a radial fluid connection connected to the outer chamber 23.
- a flange 6c, 6d with a hose 6a, 6b for supplying or discharging a fluid medium is connected to both connections.
- the sealing head stator 21 is connected to a static component of the roller 1 via a torque support 12 designed as a beam or a rod, in particular to the bearing holder 9 arranged in the area of the roller journal 11. This allows at least rings friction torque acting from the rotating sealing head motor 20 on the stationary sealing head stator 21 is absorbed.
- the sealing head stator 21 is supported relative to the sealing head rotor 20 via the sealing head main bearing 3.
- the sealing head main bearing 3 is designed as a rolling bearing, in particular as a tapered roller bearing set against one another.
- the sealing head main bearing 3 rests radially on the inside with an inner ring (not shown in detail) on the sealing head rotor 20 and radially on the outside with an outer ring 13 (not shown in detail) on a freely rotatable sleeve 24.
- the sleeve 24 extends axially in particular only over the two outer rings 13 (not shown in detail) of the tapered roller bearings 3 set against one another.
- an additional sealing head bearing 4 which can be activated if necessary, is arranged between the sealing head rotor 20 and the sealing head stator 21 to support the stationary sealing head stator 21 relative to the rotating sealing head rotor 20.
- the additional sealing head bearing 4 rests radially on the inside with an inner ring (not shown in detail) on the sleeve 24 and radially on the outside with an outer ring (not shown in detail) on the sealing head stator 21.
- the additional sealing head bearing 4 is basically mounted so it can rotate freely, but is prevented from moving during normal operation by a friction and/or form-fitting arrangement 5 or a force detection device 14.
- the friction and/or form-fitting arrangement 5 comprises a blocking means 50, in the present case designed as a ball, which in normal operation is preloaded by the sealing head stator 21 onto the outer ring 13 of the sealing head main bearing 3 or onto the sleeve 24 by means of a preloading element 51 designed as a spring.
- a preloading element 51 designed as a spring.
- several friction and/or form-fitting arrangements 5 can also be provided distributed over the circumference of the outer ring 13 or the sleeve 24.
- the blocking means 50 and the preloading element 51 can also be aligned axially, so that the blocking means 50 acts axially on the sealing head main bearing 3 or on the sleeve 24.
- the ball 50 is in engagement with a recess 52 formed in the sleeve 24, which is referred to as the first position of the blocking means 50.
- a positive connection is thus formed between the blocking means 50 and the side walls delimiting the recess 52, the effect of which is limited by the prestressing force of the prestressing element 51.
- the positive connection is between the sleeve 24 and the sealing head stator 21. This arrangement allows the sleeve 24 to be assigned to the sealing head stator 21 - at least during normal operation of the sealing head.
- the blocking means 50 thus forms a rigid connection between the sealing head stator 21 and the outer ring of the sealing head main bearing 3, and thereby bridges the rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing 4.
- the rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing 4 which in this case serves as an emergency bearing, are therefore stationary in normal operation - as are the sleeve 24 and the outer rings 13 of the sealing head main bearing 3.
- the frictional torque acting from the rotating sealing head motor 20 on the stationary sealing head stator 21 initially increases.
- the frictional torque in the positive connection between the blocking means 50 and the side walls delimiting the recess 52 causes an increasing transverse force, which, when a predefined frictional torque is exceeded, leads to the blocking means 50 slipping out of the recess 52 against the spring force, which is referred to as the second position of the blocking means 50.
- the sleeve 24 is no longer fixed by the blocking means 50 and can therefore rotate freely with the rest of the sealing head main bearing 3 due to the friction torque.
- the friction between the outer ring 13 of the The rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing 4 arranged between the sealing head main bearing 3 or the sleeve 24 and an outer ring of the sealing head additional bearing 4 are now no longer bridged by the blocking means 50 and can rotate freely.
- the sealing head stator 21 is now supported by the sealing head additional bearing 4 relative to the rotating sealing head rotor 20.
- the friction torque acting on the sealing head stator 21 from the sealing head main bearing 3 can thus be eliminated by means of the sealing head additional bearing 4 serving as an emergency bearing.
- the rotation of the sealing head stator 21 together with the stationary fluid connections and the hoses 6a, 6b and flanges 6c, 6d connected to them can therefore be effectively prevented.
- roller arrangement 100 corresponds to the embodiment shown in Figure 2 except for the specific design of the sealing head additional bearing 4. Furthermore, in the example of Figure 3, a switch arrangement 7 is additionally provided for triggering an alarm signal.
- the sealing head additional bearing 4 is not designed as a radial bearing but as an axial bearing.
- the sealing head additional bearing 4 comprises rolling or sliding elements which are arranged axially between the outer ring 13 (not shown in detail) of the sealing head main bearing 3 or the sleeve 24 and a corresponding component of the sealing head stator 21.
- a blocking means 50 designed as a ball is provided, which is arranged in a recess in the sleeve 24 during normal operation and prevents the sleeve 24 from rotating with the sealing head rotor 20. If a predefined friction torque is exceeded, the blocking means 50 is also pressed out of the recess in the sleeve 24 so that the sleeve 24 can rotate freely.
- the friction torque acting from the sealing head main bearing 3 on the sealing head stator 21 can in turn be eliminated by means of the sealing head additional bearing 4 and the sealing head stator 21 can be prevented from rotating.
- the blocking means 50 is additionally connected to the switch arrangement 7 via a rod 8.
- the rod ge 8 is also moved upwards in the direction of the switch arrangement 7 and thereby a switch (not shown in detail) in the switch arrangement 7 is actuated to trigger an alarm signal.
- the alarm signal can be used, for example, for an immediate shutdown and controlled shutdown of the calender.
- FIG. 4 A further development of the invention, which is shown in Figure 4, deals with decoupling the forces acting from the outside on the sealing head stator 21 and thereby influencing a measurement of the torque occurring between the sealing head motor 20 and the sealing head stator 21.
- the torque acting on the sealing head stator 21 is usually recorded at the torque support 12.
- the recording is also influenced by the deadweight forces of the flanges 6c, 6d, hoses 6a, 6b and the valves (not shown in detail) acting on the sealing head stator 21 - collectively also referred to as hose forces.
- Figure 4 therefore shows by way of example how the sealing head additional bearing 4 according to the invention and a corresponding arrangement of a force detection device 14 can enable a particularly precise recording or measurement of the torques acting from the sealing head rotor 20 on the sealing head stator 21.
- the outer ring 13 of the sealing head main bearing 3 or the sleeve 24 connected to it in a rotationally fixed manner is secured against rotation relative to the sealing head stator 21 by means of a force detection device 14 designed as a force measuring bolt.
- the sealing head additional bearing 4 arranged between the outer ring 13 or the sleeve 24 and the sealing head stator 21 is therefore basically stationary.
- the hose forces acting on the sealing head stator 21 from the outside can thus be decoupled by the sealing head additional bearing 4, in particular by a joint rotatability of the sealing head stator 21 with the outer ring 13 of the sealing head main bearing 3 - and in this case with the sleeve 24 - relative to the rest of the sealing head main bearing 3, when a torque acting on the sealing head stator 21 is detected.
- This allows the friction torque generated exclusively by the friction torque in the sealing head main bearing 3 and acting on the sealing head stator 21 can be detected.
- the sealing head additional bearing 4 thus serves to decouple the hose forces from the sealing head stator 21.
- the force measuring bolt 14 can be dimensioned in such a way that it is released from the blocking position when a predefined second force/torque limit is exceeded, or alternatively breaks, and allows or releases the outer ring 13 and the sealing head additional bearing 4 to rotate. In this emergency, the sealing head stator 21 is then supported on the sealing head motor 20 exclusively via the sealing head additional bearing 4.
- the scope of protection of the present invention is not limited to the embodiments described.
- the structure and arrangement of the sealing head can be modified without changing the essence of the invention.
- a switch arrangement can also be provided in the example shown in Figure 2.
- the friction and/or positive locking arrangement 5 shown in Figures 2 and 3 can be designed in a different, not listed, but with the same mode of operation.
- a structural and/or functional combination of the force detection device 14 shown in Figure 4 and the friction and/or positive locking arrangement 5 shown in Figures 2 and 3 can also be provided.
- an element pressed against the outer ring 13 of the sealing head main bearing 3 under a preload force - similar to that shown in Figures 2 and 3 - can be designed as a force detection device, in particular a transverse force detection device, such as a force measuring bolt, which in a first state can detect the torque acting on the sealing head stator and in a second state can release the rotatability of the sealing head additional bearing 4 for emergency running storage.
- a force detection device in particular a transverse force detection device, such as a force measuring bolt
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Abstract
Description
Dichtkopf einer Walzenanordnung, Walzenanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Walzenanordnung Sealing head of a roller arrangement, roller arrangement and method for operating a roller arrangement
Die Erfindung betrifft einen Dichtkopf einer Walzenanordnung mit einer Walze zur Behandlung von Vlies-, Textil-, Kunststoff- oder Papierwarenbahnen, wobei der Dichtkopf einen mit der Walze drehfest verbindbaren und rotierbaren Dichtkopf- Rotor und einen gegenüber dem Dichtkopf- otor über ein einen Außenring auf- weisendes Dichtkopf-Hauptlager frei drehbar gelagerten stehenden Dichtkopf-The invention relates to a sealing head of a roller arrangement with a roller for treating nonwoven, textile, plastic or paper webs, wherein the sealing head has a sealing head rotor that can be connected to the roller in a rotationally fixed manner and is rotatable and a stationary sealing head that is freely rotatably mounted relative to the sealing head motor via a sealing head main bearing having an outer ring.
Stator aufweist. Ferner betrifft die Erfindung eine Walzenanordnung mit einer Walze, insbesondere einer fluidführenden Walze zur Behandlung von Vlies-, Textil-, Kunststoff- oder Papierwarenbahnen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Walzenanordnung. stator. The invention further relates to a roller arrangement with a roller, in particular a fluid-conducting roller for treating nonwoven, textile, plastic or paper product webs. The invention further relates to a method for operating such a roller arrangement.
Fluidführende Walzen sind hinlänglich bekannt und umfassen regelmäßig mindestens einen in einem axialen Endbereich, insbesondere stirnseitig angeordneten Fluidanschluss zum Zu- oder Abführen eines oder mehrerer Fluide. Hierdurch kann ein von einer unabhängigen, externen Quelle stammendes Fluid von außen in das Innere der drehenden Walze zugeführt werden, dort für einen bestimmten Zweck genutzt und anschließend über einen weiteren Fluidanschluss wieder abgeführt werden. Je nach Anwendungsgebiet kommen als Fluidmedium beispielsweise Wasser, Luft, Öl oder Dampf in Betracht. Als Beispiel sei eine temperierbare Walze, wie eine thermalölbeheizte Walze, genannt, welche üblicherweise mit Thermalölen oder Dampf beschickt werden kann, so dass hiermit die Oberfläche an einem Arbeitsumfang der Walze für eine entsprechende Behandlung einer Warenbahn auf Temperaturen zwischen 60 bis 400°C, bevorzugt zwischen 100 bis 300°C, beheizt werden kann. Fluid-carrying rollers are well known and usually comprise at least one fluid connection arranged in an axial end region, in particular on the front side, for supplying or discharging one or more fluids. This allows a fluid from an independent, external source to be supplied from the outside into the interior of the rotating roller, used there for a specific purpose and then discharged again via another fluid connection. Depending on the area of application, water, air, oil or steam can be considered as the fluid medium. An example is a temperature-controlled roller, such as a thermal oil-heated roller, which can usually be supplied with thermal oils or steam, so that the surface on a working circumference of the roller can be heated to temperatures between 60 and 400°C, preferably between 100 and 300°C, for a corresponding treatment of a web of material.
Zur Ein- und Ausleitung der Fluidmedien, insbesondere zur Realisierung eines Übergangs von einem nicht-drehenden Anschlussschlauch zu dem mit der Walze üblicherweise rotierenden Fluidanschluss sind entsprechende Dichtköpfe bekannt. For the introduction and discharge of fluid media, in particular for realizing a transition from a non-rotating connection hose to the fluid connection that usually rotates with the roller, corresponding sealing heads are known.
Dichtköpfe, auch Drehdurchführungen genannt, sind in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt und ermöglichen einen Fluidübergang zwischen einem feststehenden und einem rotierenden Bauteil. Dazu umfassen Dichtköpfe üblicherweise einen drehbaren Dichtkopf- otor, einen nicht-drehenden bzw. stehenden Dichtkopf-Stator sowie ein oder mehrere dynamische Dichtungen zur Abdichtung eines oder mehrerer Übergangskanäle zwischen Dichtkopf-Stator und Dichtkopf- Rotor. Sealing heads, also called rotary unions, are known in various designs and enable fluid transfer between a stationary and a rotating component. Sealing heads usually comprise a rotating sealing head motor, a non-rotating or stationary sealing head stator and one or more dynamic seals to seal one or more transition channels between the sealing head stator and the sealing head rotor.
Üblicherweise sind solche Dichtköpfe selbsttragend ausgebildet. Hierbei kann der Dichtkopf- Rotor mit dem entsprechenden, rotierenden Bauteil drehfest verbunden sein - vorliegend mit der Walze, insbesondere an deren stirnseitigem Ende. Der Dichtkopf-Stator kann mittels des mindestens einen Dichtkopf-Hauptlagers, insbesondere radial außen auf dem Dichtkopf- Rotor gelagert und an diesem befestigt sein. Der Dichtkopf, insbesondere der Dichtkopf-Stator, kann somit ein freies Ende der Walzenanordnung bilden. Such sealing heads are usually designed to be self-supporting. The sealing head rotor can be connected to the corresponding rotating component in a rotationally fixed manner - in this case to the roller, in particular at its front end. The sealing head stator can be mounted on the sealing head rotor by means of the at least one sealing head main bearing, in particular radially on the outside, and can be attached to it. The sealing head, in particular the sealing head stator, can thus form a free end of the roller arrangement.
Das Hauptlager kann als ein an sich bekanntes Wälz- oder Gleitlager ausgebildet sein. Das Hauptlager kann ferner als Axial- oder Radiallager ausgebildet sein. Der Außenring des Hauptlagers bildet insbesondere den statorseitigen Teil bzw. den statorseitigen Ring des Hauptlagers. Das bedeutet, der Außenring muss - je nach konstruktiver Ausgestaltung des Dichtkopfs - nicht zwingend außen, insbesondere nicht radial außen an dem Lager angeordnet sein. Der Außenring kann beispielsweise auch radial innen an dem Lager angeordnet sein und hier den statorseitigen Lagerteil bilden. Der Dichtkopf-Stator weist in der Regel mindestens einen axialen und/oder radialen Fluidanschluss auf, an welchem Leitungen und/oder Schläuche anschließbar sind. Für einen unkomplizierten Austausch der Walze an einem Kalander kann an den Fluidanschlüssen mindestens ein Ventil vorgesehen sein, vorteilhafterweise sind je Fluidanschluss zwei Ventile vorgesehen. Insbesondere kann ein erstes Ventil kalanderseitig und ein zweites Ventil schlauchseitig vorgesehen sein, so dass zum Austausch einer Walze eine relativ einfache fluidische Trennung zwischen Dichtkopf-Stator und Schlauch erfolgen kann. The main bearing can be designed as a known rolling or plain bearing. The main bearing can also be designed as an axial or radial bearing. The outer ring of the main bearing forms in particular the stator-side part or the stator-side ring of the main bearing. This means that the outer ring does not necessarily have to be arranged on the outside, in particular not radially on the outside, of the bearing - depending on the design of the sealing head. The outer ring can also be arranged radially on the inside of the bearing, for example, and here form the stator-side bearing part. The sealing head stator generally has at least one axial and/or radial fluid connection to which lines and/or hoses can be connected. For an uncomplicated replacement of the roller on a calender, at least one valve can be provided on the fluid connections; advantageously, two valves are provided for each fluid connection. In particular, a first valve can be provided on the calender side and a second valve on the hose side, so that a relatively simple fluidic separation between the sealing head stator and hose can be achieved when replacing a roller.
Trotz dieser konstruktiv sowie funktional vorteilhaften und oftmals gewünschten Ausgestaltung des Dichtkopfes wirken hierbei - wenn auch in der Regel geringe - Lagerreibungskräfte im Dichtkopf-Hauptlager zwischen dem Dichtkopf- Rotor und dem Dichtkopf-Stator, so dass der auf dem Dichtkopf- Rotor frei drehbar gelagerte Dichtkopf-Stator üblicherweise gegen ein Mitdrehen oder Verdrehen gesichert sein muss. Despite this structurally and functionally advantageous and often desired design of the sealing head, bearing friction forces - albeit usually small - act in the sealing head main bearing between the sealing head rotor and the sealing head stator, so that the sealing head stator, which is freely rotatably mounted on the sealing head rotor, must usually be secured against rotation or twisting.
Es sind verschiedene solcher Sicherungen bekannt, wobei diese - je nach Größe der Anlage und/oder Größe des Gefahrenpotentials bei einem Ausfall oder einer Störung des Dichtkopfes - unterschiedlich ausgestaltet sein können. So kann beispielsweise im einfachsten Fall - insbesondere bei relativ kleinen Anlagen oder Anlagen mit einem aufgrund der Fluideigenschaften nur geringen Gefahren potential - eine mechanische Verdrehsicherung des Dichtkopf-Stators mittels der hieran befestigten Leitungen und Schläuche erfolgen. Hierbei werden unter anderem die Steifigkeit und Eigengewichtskräfte der Schläuche und optional der Ventile genutzt, um ein Gegen-Drehmoment auf den Dichtkopf-Stator wirken zu lassen. Various types of safety devices are known, and these can be designed differently depending on the size of the system and/or the extent of the risk potential in the event of a failure or malfunction of the sealing head. For example, in the simplest case - particularly in relatively small systems or systems with only a low risk potential due to the fluid properties - the sealing head stator can be mechanically secured against rotation using the lines and hoses attached to it. Among other things, the rigidity and dead weight of the hoses and optionally the valves are used to apply a counter torque to the sealing head stator.
Die von den Fluidanschlussflanschen, Schläuchen und Ventilen, insbesondere deren Eigengewichten, auf den Dichtkopf-Stator wirkenden Kräfte werden im Folgenden auch kurz als Schlauchkräfte bezeichnet. The forces acting on the sealing head stator from the fluid connection flanges, hoses and valves, in particular their own weight, are also referred to below as hose forces.
Es sollte deutlich sein, dass die von den Schläuchen aufnehmbare Kraft zur Vermeidung oder zur Unterstützung einer Vermeidung eines Verdrehens des Dichtkopf-Stators begrenzt ist. Es ist daher als zusätzliche oder alternative Verdrehsicherung - insbesondere bei relativ großen Anlagen - die Anordnung eines Haltearms bzw. einer Drehmomentstütze bekannt. Die Drehmomentstütze kann insbe- sondere als mechanische Verbindung zwischen dem Dichtkopf-Stator und einer feststehenden Komponente des Kalanders oder der Walze vorgesehen sein. Aber auch hierbei ist die aufnehmbare Kraft begrenzt. It should be clear that the force that the hoses can absorb to prevent or assist in preventing the sealing head stator from twisting is limited. Therefore, the arrangement of a holding arm or a torque support is known as an additional or alternative means of preventing twisting - especially in relatively large systems. The torque support can be used in particular It can be used as a mechanical connection between the sealing head stator and a fixed component of the calender or roller. However, the force that can be absorbed is also limited here.
Aufgrund der oftmals relativ hohen Temperaturen der in den Schläuchen geführten Fluide sowie der oftmals gegebenen hohen Fluiddrücke sind die Schläuche üblicherweise als Metallbalgschläuche ausgebildet. Die Schläuche sind dadurch relativ schwer und steif. Letzteres kann jedoch - insbesondere bei anstellbaren bzw. am Kalander höhenverlagerbaren Walzen - nachteilig sein. Insbesondere kann bei einem Verlagern, wie einem Anheben und Absenken der Walze am Kalander eine dynamische Krafteinwirkung an dem Dichtkopf-Stator aufgrund der hieran befestigten Schläuche auftreten. Insbesondere kann von den Schlauchkräften ein an dem Dichtkopf-Stator anliegendes, veränderbares - insbesondere nicht vorhersehbares - Drehmoment erzeugt werden. Insbesondere hierdurch ist jedoch beispielsweise ein Erfassen eines zwischen dem Dichtkopf- Rotor und dem Dichtkopf-Stator anliegenden Drehmoments nur erschwert und relativ ungenau möglich. So sind bei den aus dem Stand der Technik bekannten Erfassungseinrichtungen, welche üblicherweise an der Drehmomentstütze wirken, die weiteren, von außen auf den Dichtkopf-Stator einwirkenden Drehmomente zu berücksichtigen. Da solche Kräfte - wie zuvor erläutert - teilweise unvorhersehbar sind, lassen sich einzelne Kraftmomente, wie beispielsweise die ausschließlich in dem Dichtkopf-Hauptlager vorherrschende Lagerreibung, gar nicht oder nur sehr ungenau ermitteln. Due to the often relatively high temperatures of the fluids carried in the hoses and the often high fluid pressures, the hoses are usually designed as metal bellows hoses. This makes the hoses relatively heavy and stiff. The latter can be disadvantageous, however, especially with adjustable rollers or rollers whose height can be adjusted on the calender. In particular, when moving, such as raising and lowering the roller on the calender, a dynamic force can be exerted on the sealing head stator due to the hoses attached to it. In particular, the hose forces can generate a variable - in particular unpredictable - torque on the sealing head stator. In particular, this makes it difficult and relatively imprecise to detect a torque between the sealing head rotor and the sealing head stator. For example, with the detection devices known from the prior art, which usually act on the torque support, the additional torques acting on the sealing head stator from the outside must be taken into account. Since such forces - as previously explained - are partly unpredictable, individual force moments, such as the bearing friction that prevails exclusively in the sealing head main bearing, cannot be determined at all or only very imprecisely.
In dem vorliegenden Fall der Anordnung des Dichtkopfes an einer Walze zur Behandlung einer Warenbahn kann das Gefahrenpotential relativ hoch sein. So können bereits die Eigenschaften des zu übertragenden Fluids, wie Druck, Temperatur, aber auch Volumenstrom und Gesundheitsgefährdungsgrad des Fluids, nicht nur hohe Anforderungen an den Dichtkopf stellen, sondern auch im Falle einer Störung des Dichtkopfes ein nicht unerhebliches Gefahrenpotential, insbesondere für die Umgebung der Anlage darstellen. Gleiches gilt für die von außen auf den Dichtkopf wirkenden mechanischen Einflüsse, wie beispielsweise hohe Rotordrehzahlen oder auftretende Unwuchten in der Anlage. Es hat sich gezeigt, dass in der vorliegenden Ausgestaltung ein besonderes Gefahrenpotential durch das Dichtkopf-Hauptlager gegeben ist. Insbesondere bei einem Anstieg der Lagerreibung im laufenden Betrieb, wie beispielsweise aufgrund eines Verschleißes oder eines Versagens des Dichtkopf-Hauptlagers, kann es zu einer enormen Krafteinwirkung von dem Dichtkopf- Rotor auf den Dichtkopf-Stator kommen. Im schlimmsten Fall kann dies zum Versagen einer Verdrehsicherung, einem Mitdrehen des Dichtkopf-Stators mit dem Dichtkopf- otor und einem Abreißen der Leitungen und Schläuche sowie einem hiermit verbundenen Austritt des Fluidmediums führen. Im Fall von Thermalöl oder Dampf als Übertragungsmedium kann dies einen Austritt des Fluids in großen Mengen und mit hoher Temperatur bedeuten. Hierdurch sowie durch die unkontrolliert rotierenden Bauteile können weitere Schäden, insbesondere auch Personenschäden, nicht ausgeschlossen werden. In the present case of the arrangement of the sealing head on a roller for treating a web of material, the risk potential can be relatively high. The properties of the fluid to be transferred, such as pressure, temperature, but also volume flow and the degree of health hazard of the fluid, not only place high demands on the sealing head, but also represent a not insignificant risk potential in the event of a malfunction of the sealing head, particularly for the area surrounding the system. The same applies to the mechanical influences acting on the sealing head from outside, such as high rotor speeds or imbalances occurring in the system. It has been shown that in the present design there is a particular risk potential from the sealing head main bearing. In particular, if the bearing friction increases during operation, for example due to wear or failure of the sealing head main bearing, an enormous force can be exerted by the sealing head rotor on the sealing head stator. In the worst case, this can lead to the failure of an anti-rotation device, the sealing head stator turning with the sealing head motor and the lines and hoses tearing off, as well as the associated leakage of the fluid medium. In the case of thermal oil or steam as the transmission medium, this can mean that the fluid leaks out in large quantities and at high temperatures. As a result of this and the uncontrolled rotating components, further damage, in particular personal injury, cannot be ruled out.
Es gibt daher Bestrebungen, derartige Dichtköpfe bzw. Walzenanordnungen mit Dichtköpfen besonders sicher zu gestalten. There are therefore efforts to make such sealing heads or roller arrangements with sealing heads particularly safe.
Aus der DE 102 01 349 Al ist beispielsweise eine Einhausung zur Abschottung des Bereichs eines Kalanders, in dem der Dichtkopf angeordnet ist, sowie zur Sicherung eines Umfelds des Kalandes für den Fall einer Zerstörung des Dichtkopfes im laufenden Betrieb bekannt. Eine solche Einhausung erfordert jedoch einen relativ großen Bauraum sowie eine stetige Wartung und Kontrolle. Ferner wird dadurch ein direkter Blickkontakt auf den Dichtkopf verhindert, welches insbesondere für eine regelmäßige Sichtkontrolle vor oder in einem laufenden Betrieb nachteilig sein kann. For example, DE 102 01 349 A1 discloses an enclosure for sealing off the area of a calender in which the sealing head is arranged, as well as for securing the area surrounding the calender in the event of the sealing head being destroyed during operation. However, such an enclosure requires a relatively large installation space and constant maintenance and monitoring. Furthermore, it prevents direct visual contact with the sealing head, which can be disadvantageous, particularly for regular visual inspections before or during operation.
Darüber hinaus gibt es Überwachungseinrichtungen zum Erfassen und Überwachen der zwischen dem Dichtkopf- Rotor und dem Dichtkopf-Stator auftretenden Lagerreibung. Diese Lagerreibung kann beispielsweise aus dem Dichtkopf- Hauptlager, einem Gleitlager und/oder den Dichtungen stammen, wobei insbesondere das Dichtkopf-Hauptlager - wie oben angesprochen - bereits bei einer geringen Störung - wie beispielsweise einem Ausfall einer Umlaufschmierung zur Schmierung und Kühlung des Lagers - Potential aufweisen kann, durch einen Lagerschaden die wesentliche Ursache für ein Blockieren des Dichtkopfes zu sein. Das Erfassen und Überwachen kann beispielsweise mittels einer Krafterfassung und/oder eines rechnerischen Ermittelns des auftretenden Reibmoments erfolgen. Bei einem Überschreiten der Lagerreibung wird ein Abschaltsignal zum kontrollierten Herunterfahren der Anlage ausgesendet. Bei dem Ermitteln des Reibmoments mittels einer Krafterfassung sind jedoch - wie zuvor bereits angesprochen - üblicherweise auch weitere Kräfte zu berücksichtigen, welche beispielsweise von außen auf den Dichtkopf-Stator wirken. Diese können insbesondere von den oben erwähnten, an dem Dichtkopf-Stator angeschlossenen Schläuchen, Ventilen, aber auch von den weiteren Lagern sowie Dichtungen stammen. So können als Drehmoment auf den Dichtkopf-Stator nicht nur die statischen Kräfte, wie die Reibungskräfte in den Lagern und Dichtungen sowie die Eigengewichtskräfte der Schläuche und/oder Ventile, wirken, sondern auch dynamische Kräfte, beispielsweise bei einem Anheben oder Absenken der Walze am Kalander oder einem unbeabsichtigten Festhalten oder Anheben der Schläuche. Dadurch ist ein solches Erfassen und Überwachen eines Drehmoments oder einer Verdrehung des Dichtkopf-Stators relativ komplex und aufwändig. Insbesondere müssen zahlreiche auf das Drehmoment einflussnehmende Faktoren berücksichtigt werden. Die Erfassung ist daher oftmals relativ ungenau. Ferner können auch hierbei - trotz einer solchen Überwachung - die oben genannten Gefahren auftreten, da das Abbremsen einer solchen Anlage, insbesondere die Rotation einer Walze, in der Regel eine gewisse Zeit benötigt. In addition, there are monitoring devices for detecting and monitoring the bearing friction that occurs between the sealing head rotor and the sealing head stator. This bearing friction can, for example, originate from the sealing head main bearing, a plain bearing and/or the seals, whereby the sealing head main bearing in particular - as mentioned above - can have the potential to be the main cause of the sealing head blocking due to bearing damage even in the event of a minor fault - such as a failure of a circulating lubrication system for lubricating and cooling the bearing. The detection and monitoring can be carried out, for example, by means of force detection and/or a mathematical determination of the friction torque that occurs. If the bearing friction is exceeded, a shutdown signal is sent out for the controlled shutdown of the system. However, when determining the friction torque using force detection, as already mentioned, other forces must also be taken into account, for example those that act on the sealing head stator from the outside. These can come in particular from the hoses and valves connected to the sealing head stator mentioned above, but also from the other bearings and seals. The torque acting on the sealing head stator can therefore not only be static forces, such as the friction forces in the bearings and seals and the dead weight of the hoses and/or valves, but also dynamic forces, for example when the roller on the calender is raised or lowered or the hoses are accidentally held or raised. This makes such detection and monitoring of a torque or a rotation of the sealing head stator relatively complex and time-consuming. In particular, numerous factors that influence the torque must be taken into account. The detection is therefore often relatively inaccurate. Furthermore, despite such monitoring, the above-mentioned dangers can also occur here, since braking such a system, in particular the rotation of a roller, usually takes a certain amount of time.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Dichtkopf einer Walzenanordnung bereitzustellen, welche zumindest einen der oben genannten Nachteile verbessert und insbesondere einen besonders sicheren, wartungsfreundlichen und platzsparenden Dichtkopf ermöglicht. The object of the present invention is therefore to provide a sealing head of a roller arrangement which improves at least one of the above-mentioned disadvantages and in particular enables a particularly safe, maintenance-friendly and space-saving sealing head.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch einen Dichtkopf einer Walzenanordnung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs, durch eine Walzenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren offenbart. Erfindungsgemäß ist bei dem Dichtkopf der Walzenanordnung das Dichtkopf- Hauptlager, insbesondere der Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers, gegenüber dem Dichtkopf-Stator über mindestens ein zusätzlich angeordnetes Dichtkopf- Zusatzlager gelagert. Dadurch kann - insbesondere im Falle einer Störung oder eines Problems an dem Dichtkopf-Hauptlager - das zusätzlich angeordnete Dichtkopf-Zusatzlager als eine Art Notlauflager zur Not-Lagerung des Dichtkopf- Stators gegenüber dem Dichtkopf- Rotor dienen Insbesondere kann durch das Dichtkopf-Zusatzlager der Dichtkopf-Stator bei einem vollständigen Versagen des Dichtkopf-Hauptlagers zumindest für die Zeit eines Notlaufbetriebs, bei dem das Dichtkopf-Zusatzlager die Lagerung des Dichtkopf-Stators auf dem Dichtkopf- Rotor, insbesondere auf dem Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers bildet, gegenüber dem Dichtkopf- Rotor sicher gelagert sein und dadurch in seiner Position verbleiben. Der Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers kann hierbei mit dem Rest des Dichtkopf- Rotors mitdrehen. Ein Mitdrehen des Dichtkopf-Stators und Abreißen der Leitungen und Schläuche sowie ein hiermit verbundenes Auslaufen des Fluids kann hingegen effektiv verhindert werden. Es kann vorgesehen sein, dass der zuvor angesprochene Notlaufbetrieb nur temporär stattfindet und insbesondere nur für die Zeit zum Herunterfahren der Anlage dient. Das Dichtkopf- Zusatzlager kann entsprechend klein ausgebildet sein und eine nur geringe Lebensdauer aufweisen. The invention solves the problem by a sealing head of a roller arrangement having the features of the main claim, by a roller arrangement having the features of claim 12 and by a method having the features of claim 14. Advantageous embodiments and further developments of the invention are disclosed in the subclaims, the description and the figures. According to the invention, in the sealing head of the roller arrangement, the sealing head main bearing, in particular the outer ring of the sealing head main bearing, is mounted relative to the sealing head stator via at least one additionally arranged sealing head additional bearing. As a result, in particular in the event of a malfunction or a problem with the sealing head main bearing, the additionally arranged sealing head additional bearing can serve as a type of emergency bearing for the emergency mounting of the sealing head stator relative to the sealing head rotor. In particular, in the event of a complete failure of the sealing head main bearing, the sealing head additional bearing can ensure that the sealing head stator is securely mounted relative to the sealing head rotor at least for the duration of an emergency operation in which the sealing head additional bearing forms the mounting of the sealing head stator on the sealing head rotor, in particular on the outer ring of the sealing head main bearing, and can therefore remain in its position. The outer ring of the sealing head main bearing can rotate with the rest of the sealing head rotor. However, rotation of the sealing head stator and tearing of the lines and hoses as well as the associated leakage of the fluid can be effectively prevented. It can be provided that the emergency operation mentioned above only takes place temporarily and in particular only serves for the time it takes to shut down the system. The sealing head additional bearing can be designed to be small and have a short service life.
Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die Gefahr eines Mitdrehens des Dichtkopf- Stators mit dem Dichtkopf- Rotor hauptsächlich durch ein erhöhtes Reibmoment - bis letztlich hin zu einem vollständigen Blockieren - in dem Dichtkopf-Hauptlager als weniger aufgrund der Reibung an den Dichtungen oder Gleitlager gegeben ist. Zur Gefahrenminimierung ist es daher besonders erstrebenswert, wenn im Wesentlichen ausschließlich das im Dichtkopf-Hauptlager auftretende Reibmoment sicher und präzise erfasst werden kann, welches mit der erfindungsgemäßen Anordnung des Dichtkopf-Zusatzlagers ebenfalls ermöglicht ist. Das Dichtkopf- Zusatzlager bewirkt hierbei eine Entkopplung des Dichtkopf-Stators, insbesondere des Außenrings des Dichtkopf-Hauptlagers, von den weiteren, insbesondere von außen auf den Dichtkopf-Stator wirkenden Kräften, wie den zuvor erläuterten Schlauch-, Ventil und Flanschkräften sowie den sonstigen Reibungskräften, wie beispielsweise von Dichtungen oder Gleitlagern. Oder anders gesagt: durch die Anordnung des Dichtkopf-Zusatzlagers kann ein Einwirken und Beeinflussen der weiteren auf den Dichtkopf-Stator wirkenden Kräften auf ein Erfassen eines Drehmoments zwischen dem Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers und einem Innenring des Dichtkopf-Hauptlagers vermieden oder zumindest minimiert werden. Dadurch ist ein besonders exaktes Erfassen der zwischen dem Dichtkopf - Rotor, insbesondere dem mit dem Dichtkopf- otor drehfest verbundenen Innenring des Dichtkopf-Hauptlagers, und dem Dichtkopf-Stator, insbesondere dem mit dem Dichtkopf-Stator drehfest verbundenen Außenring des Dichtkopf- Hauptlagers, ermöglicht. Ferner ist dadurch ein besonders frühzeitiges Erfassen eines Problems oder einer Störung in dem Dichtkopf-Hauptlager, und somit ein besonders sicherer Betrieb der Anlage ermöglicht. In addition, it has been shown that the risk of the sealing head stator rotating with the sealing head rotor is mainly due to an increased frictional moment - ultimately leading to a complete blockage - in the sealing head main bearing rather than due to the friction on the seals or plain bearings. In order to minimize the risk, it is therefore particularly desirable if essentially only the frictional moment occurring in the sealing head main bearing can be reliably and precisely recorded, which is also made possible with the arrangement of the sealing head additional bearing according to the invention. The sealing head additional bearing causes a decoupling of the sealing head stator, in particular the outer ring of the sealing head main bearing, from the other forces acting on the sealing head stator, in particular from the outside, such as the hose, valve and flange forces explained above, as well as other frictional forces, such as from seals or plain bearings. In other words: the arrangement of the sealing head additional bearing can prevent the influence and influencing of the other forces acting on the sealing head stator on detecting a torque between the outer ring of the sealing head main bearing and an inner ring of the sealing head main bearing can be avoided or at least minimized. This enables particularly precise detection of the torque between the sealing head rotor, in particular the inner ring of the sealing head main bearing that is connected in a rotationally fixed manner to the sealing head motor, and the sealing head stator, in particular the outer ring of the sealing head main bearing that is connected in a rotationally fixed manner to the sealing head stator. Furthermore, this enables a particularly early detection of a problem or a fault in the sealing head main bearing, and thus particularly safe operation of the system.
Bevorzugt ist das Dichtkopf-Zusatzlager zur Not-Lagerung des Dichtkopf-Stators gegenüber dem Dichtkopf- Rotor bedarfsweise aktivierbar. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Dichtkopf-Zusatzlager in einem Normalbetrieb, bei dem der stehende Dichtkopf-Stator gegenüber dem rotierbaren Dichtkopf- Rotor über das störungsfrei funktionierende Dichtkopf-Hauptlager lagerbar ist, im Wesentlichen stillsteht, und nur in einem Notfall, bei dem ein erhöhtes Reibmoment in dem Dichtkopf-Hauptlager zu einem Mitdrehen des Dichtkopf-Stators führen kann, in eine Drehbewegung versetzt wird. Dadurch kann das Dichtkopf- Zusatzlager als ein im Notfall aktivierbares Notlauflager dienen. Unter Aktivieren ist folglich ein Drehen bzw. ein In-Drehbewegung-Versetzen zu verstehen. Preferably, the sealing head additional bearing can be activated as required for emergency mounting of the sealing head stator relative to the sealing head rotor. In particular, it can be provided that the sealing head additional bearing is essentially stationary in normal operation, in which the stationary sealing head stator can be mounted relative to the rotating sealing head rotor via the trouble-free main sealing head bearing, and is only set in rotation in an emergency, in which an increased friction torque in the sealing head main bearing can lead to the sealing head stator rotating. The sealing head additional bearing can therefore serve as an emergency bearing that can be activated in an emergency. Activation is therefore understood to mean rotation or setting in rotation.
Besonders bevorzugt ist das Dichtkopf-Zusatzlager bei einem Überschreiten eines vordefinierten Kraft- bzw. Lagerreibmoments zwischen dem stehenden Dichtkopf-Stator und dem rotierbaren Dichtkopf- Rotor automatisch aktivierbar. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das zwischen Dichtkopf-Stator und Dicht- kopf-Rotor herrschende erhöhte Reibmoment als solches zur Aktivierung des Dichtkopf-Zusatzlagers genutzt werden kann, beispielsweise mittels eines Momentenbegrenzers. Hierbei muss das zur Aktivierung des Dichtkopf-Zusatzlagers führende Reibmoment nicht zwingend einen Maximalwert erreicht haben, wie es bei einem vollständigen Blockieren des Dichtkopf-Hauptlagers vorliegt, sondern es kann derart bemessen sein, dass bereits eine Beschädigung oder ein Verschleiß des Dichtkopf-Hauptlagers zu einer Aktivierung des Dichtkopf- Zusatzlagers führen kann. Darüber hinaus können bei der Erfassung des Reibmoments die von den angeschlossenen Schläuchen auf den Dichtkopf wirkenden Kräfte unberücksichtigt bleiben. Insbesondere können die Schlauchkräfte nicht auf die Momentenbegrenzung wirken, sondern an dieser vorbei auf die eigentliche Verdrehsicherung geleitet sein. Somit kann die Begrenzung des Lagerreibmoments von den Schlauchkräften unbeeinflusst sein, so dass die Momentengrenze bzw. das vordefinierte Lagerreibmoment relativ gering sein kann und besonders exakt einstellbar sein kann. Insbesondere kann somit eine Entkopplung des Momentenbegrenzers bzw. der am Dichtkopf-Stator vorherrschenden Drehmomente von den von außen, insbesondere von den Schläuchen auf den Dichtkopf-Stator wirkenden Kräften erfolgen. Besonders bevorzugt erfolgt - beispielsweise unter Verschaltung mit einer Erfassungseinrichtung - mit der Aktivierung des Dichtkopf-Zusatzlagers ein Aussenden eines Alarmsignals zum Abschalten der Anlage. Particularly preferably, the sealing head additional bearing can be activated automatically when a predefined force or bearing friction torque between the stationary sealing head stator and the rotating sealing head rotor is exceeded. In particular, it can be provided that the increased friction torque prevailing between the sealing head stator and the sealing head rotor can be used as such to activate the sealing head additional bearing, for example by means of a torque limiter. In this case, the friction torque leading to the activation of the sealing head additional bearing does not necessarily have to have reached a maximum value, as is the case when the sealing head main bearing is completely blocked, but it can be dimensioned in such a way that damage or wear to the sealing head main bearing can already lead to activation of the sealing head additional bearing. In addition, when recording the friction torque, the forces acting on the sealing head from the connected hoses can be taken into account. Forces are not taken into account. In particular, the hose forces do not act on the torque limiter, but can be directed past it to the actual anti-twisting device. The limitation of the bearing friction torque can thus be unaffected by the hose forces, so that the torque limit or the predefined bearing friction torque can be relatively low and can be set particularly precisely. In particular, this makes it possible to decouple the torque limiter or the torques prevailing on the sealing head stator from the external forces, in particular from the hoses acting on the sealing head stator. Particularly preferably - for example when connected to a detection device - when the sealing head additional bearing is activated, an alarm signal is sent to shut down the system.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers gegenüber dem Dichtkopf-Stator mittels einer Reib- und/oder Formschlussanordnung oder mittels einer Krafterfassungsvorrichtung gegen ein Verdrehen gesichert ist. Dadurch kann einerseits - insbesondere mittels der Reib- und/oder Formschlussanordnung - eine lösbare Verbindung zwischen dem Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers und dem Dichtkopf- Stator, und andererseits - insbesondere mittels der Krafterfassungsvorrichtung - eine Erfassung einer Drehmomentkraft zwischen dem Außenring des Dichtkopf- Hauptlagers und dem Dichtkopf-Stator ermöglicht sein. Vorzugsweise ist die Krafterfassungsvorrichtung als ein Kraftmessbolzen ausgebildet. Hierbei kann die Erfassung des zwischen dem Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers und dem Dichtkopf-Stator auftretenden Drehmoments als eine an einem axialen Endbereich des Kraftmessbolzens auftretende Querkraft, oder alternativ über eine entsprechende konstruktive Ausgestaltung - wie üblich - als eine über die gesamte Länge des Bolzens wirkende Querkraft erfasst werden. Dadurch kann das im Dichtkopf-Hauptlager auftretende Reibmoment besonders sicher und präzise erfasst werden. Insbesondere können die zwischen dem Dichtkopf- Rotor, insbesondere dem mit dem Dichtkopf- Rotor drehfest verbundenen Innenring des Dichtkopf-Hauptlagers, und dem Dichtkopf-Stator, insbesondere dem mit dem Dichtkopf-Stator drehfest verbundenen Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers, auftretenden Lagerreibmomentkräfte - entkoppelt von den von außen auf den Dichtkopf-Stator wirkenden Kräften - erfasst werden. Grundsätzlich kann das Dichtkopf-Zusatzlager innerhalb des Dichtkopf- Hauptlagers angeordnet sein. Insbesondere kann das Dichtkopf-Zusatzlager in das Dichtkopf-Hauptlager integriert sein. Beispielsweise kann das Dichtkopf- Zusatzlager axial zwischen zwei Teilen des Dichtkopf-Hauptlagers angeordnet sein. Dadurch kann der Dichtkopf besonders platzsparend aufgebaut sein. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass das Dichtkopf-Zusatzlager sich in einem Normalbetrieb, bei dem der stehende Dichtkopf-Stator gegenüber dem rotierbaren Dichtkopf- Rotor über das störungsfrei funktionierende Dichtkopf-Hauptlager lagerbar ist, dauerhaft mitdrehen kann. In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the outer ring of the sealing head main bearing is secured against rotation relative to the sealing head stator by means of a friction and/or form-fitting arrangement or by means of a force detection device. This enables a detachable connection between the outer ring of the sealing head main bearing and the sealing head stator on the one hand - in particular by means of the friction and/or form-fitting arrangement - and on the other hand - in particular by means of the force detection device - a detection of a torque force between the outer ring of the sealing head main bearing and the sealing head stator. The force detection device is preferably designed as a force measuring bolt. The torque occurring between the outer ring of the sealing head main bearing and the sealing head stator can be detected as a transverse force occurring at an axial end region of the force measuring bolt, or alternatively via a corresponding structural design - as usual - as a transverse force acting over the entire length of the bolt. This enables the friction torque occurring in the sealing head main bearing to be detected particularly reliably and precisely. In particular, the bearing friction torque forces occurring between the sealing head rotor, in particular the inner ring of the sealing head main bearing which is connected in a rotationally fixed manner to the sealing head rotor, and the sealing head stator, in particular the outer ring of the sealing head main bearing which is connected in a rotationally fixed manner to the sealing head stator, can be detected - decoupled from the forces acting on the sealing head stator from the outside. In principle, the sealing head additional bearing can be arranged within the sealing head main bearing. In particular, the sealing head additional bearing can be integrated into the sealing head main bearing. For example, the sealing head additional bearing can be arranged axially between two parts of the sealing head main bearing. This allows the sealing head to be designed to save space. In this case, it can be provided that the sealing head additional bearing can rotate permanently during normal operation, in which the stationary sealing head stator can be supported relative to the rotating sealing head rotor via the trouble-free functioning sealing head main bearing.
Bevorzugt ist das Dichtkopf-Zusatzlager außerhalb des Dichtkopf-Hauptlagers angeordnet. Besonders bevorzugt ist das Dichtkopf-Zusatzlager zumindest teilweise seitlich an dem - insbesondere axial neben dem - Dichtkopf-Hauptlager und/oder zumindest teilweise radial außen um das Dichtkopf-Hauptlager angeordnet. Insbesondere kann das Dichtkopf-Zusatzlager das Dichtkopf-Hauptlager zumindest teilweise radial umgeben. Das Dichtkopf-Zusatzlager kann dadurch als Zwischenglied zwischen dem Dichtkopf-Hauptlager und dem Dichtkopf-Stator fungieren. Dadurch kann der Dichtkopf insgesamt besonders platzsparend aufgebaut sein. Ferner können mehr als ein Dichtkopf-Zusatzlager vorgesehen sein. The sealing head additional bearing is preferably arranged outside the sealing head main bearing. The sealing head additional bearing is particularly preferably arranged at least partially laterally on the sealing head main bearing - in particular axially next to the sealing head main bearing and/or at least partially radially outside around the sealing head main bearing. In particular, the sealing head additional bearing can at least partially radially surround the sealing head main bearing. The sealing head additional bearing can thus act as an intermediate link between the sealing head main bearing and the sealing head stator. As a result, the sealing head as a whole can be designed to be particularly space-saving. Furthermore, more than one sealing head additional bearing can be provided.
Das Dichtkopf-Zusatzlager kann als Radial- oder Axiallager ausgebildet sein. Das Dichtkopf-Zusatzlager kann einen Innenring aufweisen, welcher dem Außenring des Hauptlagers entspricht oder mit diesem drehfest verbunden ist. Insbesondere können der Außenring des Hauptlagers und der Innenring des Dichtkopf- Zusatzlager durch dasselbe oder unmittelbar aneinander angrenzende Bauteile gebildet sein. Das Dichtkopf-Zusatzlager kann somit Wälz- oder Gleitkörper aufweisen, die unmittelbar mit dem Außenring des Hauptlagers in Kontakt stehen. Durch diese Anordnung kann der Dichtkopf besonders platzsparend aufgebaut sein. The sealing head additional bearing can be designed as a radial or axial bearing. The sealing head additional bearing can have an inner ring which corresponds to the outer ring of the main bearing or is connected to it in a rotationally fixed manner. In particular, the outer ring of the main bearing and the inner ring of the sealing head additional bearing can be formed by the same or directly adjacent components. The sealing head additional bearing can thus have rolling or sliding elements which are in direct contact with the outer ring of the main bearing. This arrangement allows the sealing head to be designed in a particularly space-saving manner.
Das Dichtkopf-Zusatzlager kann insbesondere als Wälzlager, bevorzugt als Nadellager, Kegelrollenlager oder Gleitlager ausgebildet sein. Da es grundsätzlich vorgesehen ist, die Zeit eines Notlaufbetriebs, in dem das Dichtkopf-Zusatzlager dreht, relativ kurz zu halten, insbesondere nur zum vollständigen Abbremsen der Anlage, können die Wälz- oder Gleitkörper des Dichtkopf-Zusatzlagers besonders klein ausgebildet sein. Auch hierdurch kann der Dichtkopf besonders platzsparend aufgebaut sein. The sealing head additional bearing can be designed in particular as a rolling bearing, preferably as a needle bearing, tapered roller bearing or plain bearing. Since it is fundamentally intended to keep the time of emergency operation in which the sealing head additional bearing rotates relatively short, in particular only for the complete braking of the The rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing can be made particularly small. This also allows the sealing head to be designed to be particularly space-saving.
Vorzugsweise ist das Dichtkopf-Zusatzlager in einem Normalbetrieb des Dichtkopfs, bei dem der stehende Dichtkopf-Stator gegenüber dem rotierbaren Dicht- kopf-Rotor über das störungsfrei funktionierende Dichtkopf-Hauptlager lagerbar ist, mittels eines Momentenbegrenzers bzw. einer Reib- und/oder Formschlussanordnung blockierbar. Hierbei kann durch die Anordnung des Dichtkopf- Zusatzlagers eine vollständige Entkopplung des Momentenbegrenzers von den zuvor angesprochenen, auf den Dichtkopf-Stator wirkenden Schlauchkräften ermöglicht sein. In einem Notfallbetrieb, bei dem am Dichtkopf-Hauptlager eine erhöhte Reibung auftritt und dadurch ein vordefiniertes Reibmoment zwischen dem stehenden Dichtkopf-Stator und dem rotierbaren Dichtkopf- Rotor überschritten ist, ist das Dichtkopf-Zusatzlager unter Aufhebung der Momentenbegrenzung bzw. des Reib- und/oder Formschlusses der Reib- und/oder Formschlussanordnung zum Drehen freigegeben. Die Reib- und/oder Formschlussanordnung kann dazu insbesondere radial zwischen dem Dichtkopf-Stator und dem Dichtkopf-Hauptlager angeordnet sein, insbesondere im Bereich des Außenrings des Dichtkopf-Hauptlagers. Das Blockieren des Dichtkopf-Zusatzlagers kann insbesondere durch ein Überbrücken der Wälz- oder Gleitkörper des Dichtkopf- Zusatzlagers erfolgen. Das Freigeben der Wälz- oder Gleitkörper kann entsprechend durch eine Beendigung dieser Überbrückung erfolgen. Dadurch weist der Dichtkopf eine Sicherheitseinrichtung auf, welche besonders unkompliziert aufgebaut und besonders zuverlässig in der Aktivierung eines Notlaufbetriebs ausgebildet ist. Preferably, the sealing head additional bearing can be blocked by means of a torque limiter or a friction and/or form-locking arrangement in normal operation of the sealing head, in which the stationary sealing head stator can be supported relative to the rotating sealing head rotor via the trouble-free functioning sealing head main bearing. The arrangement of the sealing head additional bearing can enable the torque limiter to be completely decoupled from the hose forces acting on the sealing head stator mentioned above. In emergency operation, in which increased friction occurs at the sealing head main bearing and a predefined friction torque between the stationary sealing head stator and the rotating sealing head rotor is exceeded, the sealing head additional bearing is released to rotate with the torque limitation or the friction and/or form-locking of the friction and/or form-locking arrangement being removed. The friction and/or form-fitting arrangement can be arranged radially between the sealing head stator and the sealing head main bearing, in particular in the area of the outer ring of the sealing head main bearing. The sealing head additional bearing can be blocked in particular by bridging the rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing. The rolling or sliding elements can be released accordingly by ending this bridging. The sealing head therefore has a safety device which is particularly uncomplicated in its design and particularly reliable in activating emergency operation.
Besonders bevorzugt umfasst die Reib- und/oder Formschlussanordnung ein Blockiermittel. Das Blockiermittel kann als ein zerstörungsfrei lösbares Mittel oder als ein Sollbruchelement, wie beispielsweise ein Scherstift, ausgebildet sein. Das Blockiermittel kann zum Blockieren eines Drehens des Dichtkopf-Zusatzlagers in einer ersten Position unter einem vordefinierten Druck auf den Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers wirken und zum Freigeben des Drehens des Dichtkopf- Zusatzlagers aus der ersten Position in eine zweite Position versetzt oder verlagert werden. Hierbei ist unter der zweiten Position nicht zwingend eine andere Positionierung oder Lageanordnung des Blockiermittels zu verstehen, sondern auch lediglich ein das Blockiermittel betreffender anderer Zustand. Dies kann beispielsweise ein lediglich geringes Abheben des Blockiermittels von dem Außenring des Hauptlagers bei einem Lösen einer Haftreibung zwischen Blockiermittel und Außenring sein. Das als Sollbruchelement ausgebildete Blockiermittel kann zum Blockieren des Drehens des Dichtkopf-Zusatzlagers in einer ersten Position in eine korrespondierende Ausnehmung am Außenring des Dichtkopf- Hauptlagers eingesetzt sein und zum Freigeben des Drehens des Dichtkopf- Zusatzlagers durch die Kraft des Reibmoments zwischen Dichtkopf- otor und Dichtkopf-Stator gebrochen werden und somit in eine zweite Position versetzt werden. Bei dem Sollbruchelement kann die zweite Position ebenfalls auch im Sinne eines zweiten Zustands verstanden werden. Insbesondere kann das Sollbruchelement bzw. dessen Teile in der zweiten Position auch in der ursprünglichen Positionierung der ersten Position verbleiben. Beispielsweise kann das Auslösen des Sollbruchelements über ein Abscheren eines Kabels erfasst werden. Beim Vorliegen der zweiten Position kann insbesondere der Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers gegenüber dem Dichtkopf-Stator frei rotierbar sein. Es kann vorgesehen sein, dass die Reib- und/oder Formschlussanordnung, insbesondere das Blockiermittel, und die Krafterfassungsvorrichtung durch dieselbe Baugruppe bzw. durch dieselbe Anordnung gebildet sind. Beispielsweise kann sowohl als Blockiermittel als auch als Krafterfassungsvorrichtung ein entsprechend ausgebildeter Kraftmessbolzen vorgesehen sein. The friction and/or form-fitting arrangement particularly preferably comprises a blocking means. The blocking means can be designed as a non-destructively releasable means or as a predetermined breaking element, such as a shear pin. The blocking means can act to block rotation of the sealing head additional bearing in a first position under a predefined pressure on the outer ring of the sealing head main bearing and can be moved or relocated from the first position to a second position to release rotation of the sealing head additional bearing. The second position does not necessarily have to be another Positioning or positional arrangement of the blocking means is not to be understood as a position or positional arrangement of the blocking means, but also simply another state relating to the blocking means. This can, for example, be a slight lifting of the blocking means from the outer ring of the main bearing when a static friction between the blocking means and the outer ring is released. The blocking means designed as a predetermined breaking element can be inserted into a corresponding recess on the outer ring of the sealing head main bearing in order to block the rotation of the sealing head additional bearing in a first position and can be broken by the force of the friction torque between the sealing head motor and the sealing head stator in order to release the rotation of the sealing head additional bearing and thus be moved to a second position. In the case of the predetermined breaking element, the second position can also be understood in the sense of a second state. In particular, the predetermined breaking element or its parts can also remain in the original position of the first position in the second position. For example, the triggering of the predetermined breaking element can be detected by a cable being sheared off. When the second position is present, the outer ring of the sealing head main bearing can in particular be freely rotatable relative to the sealing head stator. It can be provided that the friction and/or form-fitting arrangement, in particular the blocking means, and the force detection device are formed by the same assembly or by the same arrangement. For example, a suitably designed force measuring bolt can be provided both as the blocking means and as the force detection device.
Das Blockiermittel kann beispielsweise als eine Kugel ausgebildet sein. Zum Blockieren eines Drehens des Dichtkopf-Zusatzlagers kann das Blockiermittel in eine an dem Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers, insbesondere an dessen radialer Außenwandung, oder an einer mit dem Außenring drehfest verbundenen Hülse angeordnete Aussparung vorgespannt sein. Dies entspricht der ersten Position des Blockiermittels. Das Vorspannen des Blockiermittels kann über ein Vorspannelement, wie eine Feder, erfolgen. Das Vorspannelement kann hierbei an dem Dichtkopf-Stator abgestützt sein. Die Aussparung kann grundsätzlich als eine in Umfangsrichtung umlaufende Rille oder Lauffläche ausgebildet sein; bevorzugt ist die Aussparung als eine mit der Kugel korrespondierende runde Öffnung ausgebildet. Zwischen dem Blockiermittel und den die runde Aussparung begrenzenden Seitenwänden ist dadurch ein Formschluss gebildet, der durch die Vorspannkraft des Vorspannelements begrenzt ist. Somit kann das Blockiermittel eine starre Verbindung zwischen dem Dichtkopf-Stator und dem Außenring des Dichtkopf- Hauptlagers darstellen, und hierdurch insbesondere die Wälz- oder Gleitkörper des Dichtkopf-Zusatzlagers überbrücken. Die Wälz- oder Gleitkörper des Dichtkopf-Zusatzlagers stehen daher im Normalbetrieb in der Regel still. The blocking means can be designed as a ball, for example. To block rotation of the sealing head additional bearing, the blocking means can be pre-tensioned in a recess arranged on the outer ring of the sealing head main bearing, in particular on its radial outer wall, or on a sleeve connected to the outer ring in a rotationally fixed manner. This corresponds to the first position of the blocking means. The blocking means can be pre-tensioned via a pre-tensioning element, such as a spring. The pre-tensioning element can be supported on the sealing head stator. The recess can basically be designed as a circumferential groove or running surface; the recess is preferably designed as a round opening corresponding to the ball. A positive connection is thus formed between the blocking means and the side walls delimiting the round recess, which is held in place by the pre-tensioning force. of the preload element is limited. The blocking means can therefore represent a rigid connection between the sealing head stator and the outer ring of the sealing head main bearing, and in particular bridge the rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing. The rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing are therefore generally stationary during normal operation.
In dem Normalbetrieb, bei dem das Dichtkopf-Hauptlager störungsfrei funktioniert und somit das Reibmoment zwischen Dichtkopf-Stator und Dichtkopf- Rotor relativ gering ist, kann das vorherrschende Reibmoment durch den Formschluss zwischen dem Blockiermittel und den Seitenwänden der Aussparung zwischen Dichtkopf- Rotor und Dichtkopf-Stator übertragen werden, ohne dass sich der Dichtkopf-Stator hierbei dreht. In normal operation, in which the sealing head main bearing functions without interference and thus the frictional torque between the sealing head stator and the sealing head rotor is relatively low, the prevailing frictional torque can be transmitted by the positive connection between the blocking means and the side walls of the recess between the sealing head rotor and the sealing head stator, without the sealing head stator rotating.
Zur Aktivierung des Notlaufbetriebs, insbesondere im Fall einer Störung im Dichtkopf-Hauptlager und einer dadurch eintretenden Erhöhung des Reibmoments zwischen Dichtkopf- Rotor und Dichtkopf-Stator, kann der Formschluss zwischen dem Blockiermittel und den Seitenwänden der Aussparung des Dichtkopf-Hauptlagers aufgrund des erhöhten Reibmoments zwischen Dichtkopf- Rotor und Dichtkopf-Stator überwunden sein, so dass das Blockiermittel außer Eingriff mit der Aussparung gelangen kann - bzw. das Sollbruchelement bricht. Insbesondere kann das zerstörungsfrei lösbare Blockiermittel entgegen der Federkraft aus der Aussparung herausrutschen, insbesondere in die zweite Position. Dadurch wird der Formschluss zwischen Dichtkopf-Stator und dem Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers getrennt. Der Außenring kann folglich mit dem Rest des Dichtkopf- Rotors mitdrehen. Die zwischen dem Außenring des Dichtkopf- Hauptlagers und einem Außenring des Dichtkopf-Zusatzlagers angeordneten Wälz- oder Gleitkörper des Dichtkopf-Zusatzlagers können sodann entsprechend der Rotation frei drehen und das von dem Dichtkopf-Hauptlager auf den Dichtkopf-Stator wirkende Reibmoment eliminieren. To activate emergency operation, particularly in the event of a fault in the sealing head main bearing and a resulting increase in the frictional torque between the sealing head rotor and the sealing head stator, the positive connection between the blocking means and the side walls of the recess of the sealing head main bearing can be overcome due to the increased frictional torque between the sealing head rotor and the sealing head stator, so that the blocking means can become disengaged from the recess - or the predetermined breaking element breaks. In particular, the non-destructively releasable blocking means can slip out of the recess against the spring force, particularly into the second position. This breaks the positive connection between the sealing head stator and the outer ring of the sealing head main bearing. The outer ring can therefore rotate with the rest of the sealing head rotor. The rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing arranged between the outer ring of the sealing head main bearing and an outer ring of the sealing head additional bearing can then rotate freely according to the rotation and eliminate the frictional torque acting from the sealing head main bearing on the sealing head stator.
Es sollte deutlich sein, dass die vorbeschriebene Ausgestaltung auch geringfügig abweichende Systeme mit gleicher Wirkung umfassen kann. Beispielsweise kann die Anordnung „Kugel-Vorspannelement" auch durch ein Federdruckstück realisiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Momentenbegrenzer auch in der Weise bzw. nach dem Prinzip einer an sich bekannten Überlastkupplung, bei- spielsweise einer Rutsch- und/oder einrastenden Kupplung, oder eines an sich bekannten Drehmomentbegrenzers, mit beispielsweise einer Scheibenbremse, gebildet sein. Diesbezüglich sind zahlreiche Ausgestaltungen bekannt, welche entsprechend vorgesehen sein können. It should be clear that the design described above can also include slightly different systems with the same effect. For example, the "ball preload element" arrangement can also be implemented by a spring pressure piece. Alternatively or additionally, the torque limiter can also be implemented in the manner or according to the principle of a known overload clutch, in which for example a slipping and/or engaging clutch, or a torque limiter known per se, for example with a disc brake. In this regard, numerous designs are known which can be provided accordingly.
Vorzugsweise ist die Reib- und/oder Formschlussanordnung mit einer Schalteranordnung derart Wirkverbunden, dass bei einem Freigeben des Dichtkopf- Zusatzlagers eine Betätigung eines Tasters oder Schalters der Schalteranordnung erfolgt, insbesondere zum Erfassen des Notlaufs und zur Auslösung eines entsprechenden Alarmsignals. Das Betätigen des Schalters kann beispielsweise bei dem Verlagern des Blockiermittels aus der ersten Position in die zweite Position erfolgen. Dadurch ist ein besonders schnelles und sicheres Auslösen eines Alarms ermöglicht. Preferably, the friction and/or form-fitting arrangement is operatively connected to a switch arrangement in such a way that when the sealing head additional bearing is released, a button or switch of the switch arrangement is actuated, in particular to detect the emergency operation and to trigger a corresponding alarm signal. The switch can be actuated, for example, when the blocking means is moved from the first position to the second position. This enables an alarm to be triggered particularly quickly and safely.
Grundsätzlich kann der Dichtkopf-Stator einen oder mehrere Fluidanschlüsse aufweisen. Bevorzugt weist der Dichtkopf-Stator mindestens zwei Fluidanschlüsse auf, so dass ein erster Anschluss als Zufluss und ein zweiter Anschluss als Abfluss des Fluids genutzt werden kann. Die Fluidanschlüsse können radial und/oder axial am Dichtkopf-Stator angeordnet sein. Besonders bevorzugt weist der Dichtkopf-Stator zwei radiale Fluidanschlüsse auf. Dadurch ist eine besonders kompakte Walzenanordnung ermöglicht. Ferner können weitere Fluidanschlüsse vorgesehen sein, so dass die Walze mit einem oder mehreren Fluiden beschickt werden kann. Beispielsweise kann der Dichtkopf-Stator sowohl einen oder mehrere radiale als auch einen oder mehrere axiale Fluidanschlüsse aufweisen. In principle, the sealing head stator can have one or more fluid connections. The sealing head stator preferably has at least two fluid connections, so that a first connection can be used as an inflow and a second connection as an outflow of the fluid. The fluid connections can be arranged radially and/or axially on the sealing head stator. The sealing head stator particularly preferably has two radial fluid connections. This enables a particularly compact roller arrangement. Furthermore, further fluid connections can be provided so that the roller can be supplied with one or more fluids. For example, the sealing head stator can have both one or more radial and one or more axial fluid connections.
Bei dem Dichtkopf- Rotor kann es sich grundsätzlich um eine übliche einfache Hohlwelle handeln. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass der Dichtkopf- Rotor als eine zwei-Kammer Hohlwelle ausgebildet ist. Hierbei umfasst der Dichtkopf- Rotor zwei koaxial zueinander angeordnete Hohlwellen, so dass zwei voneinander getrennte Kammern entlang der Welle ausgebildet sind. Insbesondere kann der Dichtkopf- Rotor eine innenliegende erste Kammer und eine radial um die erste Kammer angeordnete außenliegende zweite Kammer aufweisen. Alternativ können in dem Dichtkopf- Rotor ein oder mehrere Kanäle ausgebildet sein. Die Kammern bzw. Kanäle können dabei jeweils mit einem der oben genannten Fluidanschlüsse verbunden sein. Dadurch kann die Walze mit einem oder mehreren Fluiden beschickt werden. The sealing head rotor can basically be a conventional simple hollow shaft. In a particularly preferred embodiment, the sealing head rotor is designed as a two-chamber hollow shaft. The sealing head rotor comprises two hollow shafts arranged coaxially to one another, so that two separate chambers are formed along the shaft. In particular, the sealing head rotor can have an internal first chamber and an external second chamber arranged radially around the first chamber. Alternatively, one or more channels can be formed in the sealing head rotor. The chambers or channels can each be provided with connected to one of the fluid connections mentioned above. This allows the roller to be supplied with one or more fluids.
Bei der erfindungsgemäßen Walzenanordnung ist es vorgesehen, dass an der Walze, insbesondere stirnseitig, mindestens ein Dichtkopf mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 11 angeordnet ist. In the roller arrangement according to the invention, it is provided that at least one sealing head with the features according to one of claims 1 to 11 is arranged on the roller, in particular on the front side.
Für eine besonders sichere Betriebsweise kann bei der Walzenanordnung der Dichtkopf-Stator zur Verdrehsicherung mit einem stehenden Bauteil der Walze oder eines Kalanders verbunden sein. Beispielsweise kann die Walze eine stehende Lageraufnahme aufweisen, mit welcher der Dichtkopf-Stator über einen Haltearm oder eine sogenannte Drehmomentstütze verbunden ist. Alternativ kann der Dichtkopf-Stator mit einem Kalander, insbesondere einem Kalandergestell verbunden sein. Dadurch kann ein Verdrehen des Dichtkopf-Stators effektiv verhindert werden, insbesondere auch dann, wenn ein kurzzeitiges Überschreiten des vordefinierten Reibmoments zwischen dem stehenden Dichtkopf-Stator und dem rotierbaren Dichtkopf-Rotor auftritt. For particularly safe operation, the sealing head stator can be connected to a stationary component of the roller or a calender to prevent rotation in the roller arrangement. For example, the roller can have a stationary bearing mount to which the sealing head stator is connected via a holding arm or a so-called torque support. Alternatively, the sealing head stator can be connected to a calender, in particular a calender frame. This can effectively prevent the sealing head stator from rotating, in particular if the predefined friction torque between the stationary sealing head stator and the rotatable sealing head rotor is briefly exceeded.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Walzenanordnung mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 12 oder 13, sieht die folgenden Schritte vor: The method according to the invention for operating a roller arrangement with the features according to one of claims 12 or 13 provides the following steps:
In dem Normalbetrieb, bei dem eine volle Funktionsfähigkeit des Dichtkopf- Hauptlagers vorliegt, erfolgt die Lagerung des stehenden Dichtkopf-Stators auf dem rotierbaren Dichtkopf- Rotor über das Dichtkopf-Hauptlager und ein Drehen des Dichtkopf-Zusatzlagers wird mittels eines vordefinierten Form- und/oder Reibschlusses zwischen einem Blockiermittel und einem Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers blockiert. Dazu ist das Blockiermittel in einer ersten Position angeordnet, in der ein Reibmoment zwischen dem Dichtkopf- Rotor und dem Dichtkopf-Stator über den Formschluss des Blockiermittels übertragen wird. Das Blockiermittel kann hierbei als eine Krafterfassungsvorrichtung, wie ein Kraftmessbolzen, ausgebildet sein. Dadurch kann in dem Normalbetrieb ein besonders präzises und sicheres Erfassen des in dem Dichtkopf-Hauptlager vorherrschenden Reibmoments erfolgen. In einem Notlaufbetrieb, bei dem eine Störung des Dichtkopf-Hauptlagers und ein Überschreiten eines vordefinierten Reibmoments zwischen dem Dichtkopf- Rotor und dem Dichtkopf-Stator vorliegt, rotiert das gesamte Dichtkopf- Hauptlager, insbesondere auch dessen Außenring, mit dem Dichtkopf- Rotor und die Lagerung des stehenden Dichtkopf-Stators erfolgt mittels des Dichtkopf- Zusatzlagers auf dem mitdrehenden Dichtkopf-Hauptlager, insbesondere auf dessen Außenring. In normal operation, in which the sealing head main bearing is fully functional, the stationary sealing head stator is supported on the rotating sealing head rotor via the sealing head main bearing and rotation of the sealing head additional bearing is blocked by means of a predefined positive and/or frictional connection between a blocking means and an outer ring of the sealing head main bearing. For this purpose, the blocking means is arranged in a first position in which a frictional torque is transmitted between the sealing head rotor and the sealing head stator via the positive connection of the blocking means. The blocking means can be designed as a force detection device, such as a force measuring bolt. This enables the frictional torque prevailing in the sealing head main bearing to be detected particularly precisely and reliably in normal operation. In an emergency operation, in which there is a fault in the sealing head main bearing and a predefined friction torque between the sealing head rotor and the sealing head stator is exceeded, the entire sealing head main bearing, in particular its outer ring, rotates with the sealing head rotor and the stationary sealing head stator is supported by means of the sealing head additional bearing on the rotating sealing head main bearing, in particular on its outer ring.
Für einen Wechsel von dem Normalbetrieb zu dem Notlaufbetrieb wird das Blockiermittel aufgrund des Überschreitens des vordefinierten Reibmoments zwischen dem Dichtkopf- Rotor und dem Dichtkopf-Stator aus der die Wälz- oder Gleitkörper des Dichtkopf-Zusatzlagers blockierenden ersten Position in eine die die Wälz- oder Gleitkörper des Dichtkopf-Zusatzlagers freigebende zweite Position verlagert. To change from normal operation to emergency operation, the blocking means is moved from the first position blocking the rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing to a second position releasing the rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing due to the predefined friction torque between the sealing head rotor and the sealing head stator being exceeded.
In einer besonderen Ausgestaltung des Verfahrens wird bei dem Verlagern des Blockiermittels von der ersten Position die zweite Position automatisch ein Alarmschalter zum Ausgeben eines Alarmsignals betätigt. In a particular embodiment of the method, when the blocking means is moved from the first position to the second position, an alarm switch is automatically activated to emit an alarm signal.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass das Blockiermittel als ein Kraftmessbolzen ausgebildet ist, und in einem Normalbetrieb mit dem Kraftmessbolzen ein Drehmoment zwischen einem Innenring des Dichtkopf-Hauptlagers und einem Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers erfasst werden kann. In a further embodiment of the method, it can be provided that the blocking means is designed as a force measuring bolt, and in normal operation with the force measuring bolt a torque between an inner ring of the sealing head main bearing and an outer ring of the sealing head main bearing can be detected.
Auf diese Weise ist ein besonders sicherer, wartungsfreundlicher und platzsparender Dichtkopf, eine besonders sichere, wartungsfreundliche und platzsparende Walzenanordnung sowie ein besonders sicheres und wartungsfreundliches Betreiben einer Walzenanordnung mit einem Dichtkopf ermöglicht. In this way, a particularly safe, maintenance-friendly and space-saving sealing head, a particularly safe, maintenance-friendly and space-saving roller arrangement and a particularly safe and maintenance-friendly operation of a roller arrangement with a sealing head are possible.
Nachfolgend werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten. Es zeigen schematisch: Figuren la und lb - jeweils einen Kalander mit einer erfindungsgemäßen Walzenanordnung und einem erfindungsgemäßen Dichtkopf; Three embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. The same reference numerals denote the same components. They show schematically: Figures la and lb - each show a calender with a roller arrangement according to the invention and a sealing head according to the invention;
Figur 2 - eine Schnittansicht einer ersten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dichtkopfes mit einer Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Walzenanordnung; Figure 2 - a sectional view of a first embodiment of a sealing head according to the invention with a partial representation of a roller arrangement according to the invention;
Figur 3 - eine Schnittansicht einer zweiten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dichtkopfes sowie eine Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Walzenanordnung; und Figure 3 - a sectional view of a second embodiment of a sealing head according to the invention and a partial representation of a roller arrangement according to the invention; and
Figur 4 - eine Schnittansicht einer dritten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dichtkopfes mit einer Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Walzenanordnung. Figure 4 - a sectional view of a third embodiment of a sealing head according to the invention with a partial representation of a roller arrangement according to the invention.
In den Figuren la und lb ist jeweils ein Kalander 101 mit zwei daran angeordneten Walzenanordnungen, insbesondere mit einer oberen Walzenanordnung und unteren Walzenanordnung gezeigt. Im Folgenden wird zur Erläuterung der Erfindung insbesondere auf die erfindungsgemäße untere Walzenanordnung 100 Bezug genommen, wobei die hierzu beschriebene Ausgestaltung auch für die gezeigte obere Walzenanordnung gelten kann. Zur besseren Übersicht sind vorliegend von dem Kalander 101 im Wesentlichen lediglich ein erstes Gestell 102a und ein zweites Gestell 102b gezeigt, an welchem die Walzenanordnung 100 angeordnet ist. In Figures 1a and 1b, a calender 101 is shown with two roller arrangements arranged thereon, in particular with an upper roller arrangement and a lower roller arrangement. In the following, in order to explain the invention, reference is made in particular to the lower roller arrangement 100 according to the invention, whereby the design described here can also apply to the upper roller arrangement shown. For a better overview, essentially only a first frame 102a and a second frame 102b of the calender 101 are shown, on which the roller arrangement 100 is arranged.
Die Walzenanordnung 100 umfasst eine Walze 1 zur Behandlung von Vlies-, Textil-, Kunststoff- oder Papierwarenbahnen und mindestens einen an der Walze 1 stirnseitig angeordneten Dichtkopf 2, welcher oftmals auch als Drehdurchführung bezeichnet wird. The roller arrangement 100 comprises a roller 1 for treating nonwoven, textile, plastic or paper webs and at least one sealing head 2 arranged on the front side of the roller 1, which is often also referred to as a rotary feedthrough.
Die fluidführende Walze 1 kann beispielsweise als eine thermalölbeheizte Walze ausgebildet sein, welche zur Temperierung eines Walzenarbeitsumfangs 10 mit einem heißen Thermalöl beschickt werden kann. Dazu sind im Inneren der Walze 1 vorliegend nicht dargestellte Fluidkanäle angeordnet. An einem axialen Endbereich der Walze 1 ist ein zum Arbeitsumfang 10 abgesetzter Walzenzapfen 11 ausgebildet, an dem eine Lageraufnahme 9 vorgesehen ist, mit der die Walze 1 an dem Kalander 101 oder einer anderen Vorrichtung gelagert werden kann. Stirnseitig des Walzenzapfens 11 ist vorliegend der Dichtkopf 2 angeordnet. The fluid-carrying roller 1 can be designed, for example, as a thermal oil-heated roller, which can be supplied with a hot thermal oil to control the temperature of a roller working circumference 10. For this purpose, fluid channels (not shown here) are arranged in the interior of the roller 1. At an axial end region of the roller 1, a roller neck 11 is formed which is offset from the working circumference 10 and on which a bearing receptacle 9 is provided, with which the roller 1 can be mounted on the calender 101 or another device. In this case, the sealing head 2 is arranged on the front side of the roller neck 11.
In der Figur 2 ist eine erste Ausgestaltung des Dichtkopfs 2 der Walzenanordnung 100 gezeigt. Derartige Dichtköpfe ermöglichen insbesondere einen Fluidübergang zwischen einem feststehenden und einem rotierenden Bauteil. Figure 2 shows a first embodiment of the sealing head 2 of the roller arrangement 100. Such sealing heads enable in particular a fluid transfer between a stationary and a rotating component.
Der Dichtkopf 2 umfasst vorliegend einen mit der Walze 1 drehfest verbundenen rotierbaren Dichtkopf- Rotor 20 und einen gegenüber dem Dichtkopf- otor 20 über ein Dichtkopf-Hauptlager 3 frei drehbar gelagerten, insbesondere stehenden Dichtkopf-Stator 21. Der Dichtkopf 2 ist somit selbstragend aufgebaut. In the present case, the sealing head 2 comprises a rotatable sealing head rotor 20 which is connected to the roller 1 in a rotationally fixed manner and a sealing head stator 21 which is freely rotatably mounted, in particular vertically, relative to the sealing head motor 20 via a sealing head main bearing 3. The sealing head 2 is thus constructed in a self-supporting manner.
Der Dichtkopf- Rotor 20 ist stirnseitig an der Walze 1 befestigt und dadurch mit dieser drehfest verbunden. Der Dichtkopf- Rotor 20 weist eine erste innenliegende Kammer 22 und eine radial um die erste Kammer 22 angeordnete außenliegende zweite Kammer 23 auf. Beide Kammern 22, 23 sind jeweils zur Bildung eines Fluidkanals mit einem nicht näher dargestellten walzenseitigen Fluidanschluss verbunden. The sealing head rotor 20 is attached to the front of the roller 1 and is thus connected to it in a rotationally fixed manner. The sealing head rotor 20 has a first inner chamber 22 and an outer second chamber 23 arranged radially around the first chamber 22. Both chambers 22, 23 are each connected to a fluid connection on the roller side (not shown in detail) to form a fluid channel.
Der auf dem Dichtkopf- Rotor 20 gelagerte Dichtkopf-Stator 21 bildet ein freies Ende der Walzenanordnung 100 und weist einen mit der innenliegenden Kammer 22 verbundenen axialen Fluidanschluss und einen mit der außenliegenden Kammer 23 verbundenen radialen Fluidanschluss auf. An beiden Anschlüssen schließt sich jeweils ein Flansch 6c, 6d mit einem Schlauch 6a, 6b zur Zu- oder Abführung eines Fluidmediums an. The sealing head stator 21 mounted on the sealing head rotor 20 forms a free end of the roller arrangement 100 and has an axial fluid connection connected to the inner chamber 22 and a radial fluid connection connected to the outer chamber 23. A flange 6c, 6d with a hose 6a, 6b for supplying or discharging a fluid medium is connected to both connections.
Für eine Verdrehsicherung ist der Dichtkopf-Stator 21 vorliegend über eine als Balken oder ein Gestänge ausgebildete Drehmomentstütze 12 mit einem statischen Bauteil der Walze 1 verbunden, insbesondere mit der im Bereich des Walzenzapfens 11 angeordneten Lageraufnahme 9. Dadurch können zumindest ge- ringe Reibmoment, die von dem rotierenden Dichtkopf- otor 20 auf den stehenden Dichtkopf-Stator 21 wirken, aufgenommen werden. To prevent rotation, the sealing head stator 21 is connected to a static component of the roller 1 via a torque support 12 designed as a beam or a rod, in particular to the bearing holder 9 arranged in the area of the roller journal 11. This allows at least rings friction torque acting from the rotating sealing head motor 20 on the stationary sealing head stator 21 is absorbed.
Die Lagerung des Dichtkopf-Stators 21 gegenüber dem Dichtkopf- Rotor 20 erfolgt in einem Normalbetrieb über das Dichtkopf-Hauptlager 3. Das Dichtkopf- Hauptlager 3 ist vorliegend als ein Wälzlager, insbesondere als ein gegeneinander angestelltes Kegelrollenlager, ausgebildet. Das Dichtkopf-Hauptlager 3 liegt radial innen mit einem nicht näher gezeigten Innenring an dem Dichtkopf- Rotor 20 und radial außen mit einem nicht näher gezeigten Außenring 13 an einer frei drehbaren Hülse 24 an. Die Hülse 24 erstreckt sich axial insbesondere lediglich über die beiden nicht näher gezeigten Außenringe 13 der gegeneinander angestellten Kegelrollenlager 3. In normal operation, the sealing head stator 21 is supported relative to the sealing head rotor 20 via the sealing head main bearing 3. The sealing head main bearing 3 is designed as a rolling bearing, in particular as a tapered roller bearing set against one another. The sealing head main bearing 3 rests radially on the inside with an inner ring (not shown in detail) on the sealing head rotor 20 and radially on the outside with an outer ring 13 (not shown in detail) on a freely rotatable sleeve 24. The sleeve 24 extends axially in particular only over the two outer rings 13 (not shown in detail) of the tapered roller bearings 3 set against one another.
Für eine Entkopplung der von außen auf den Dichtkopf-Stator wirkenden Kräfte sowie für einen Notlaufbetrieb des Dichtkopfes 2 ist zwischen dem Dichtkopf- Rotor 20 und dem Dichtkopf-Stator 21 zusätzlich ein bei Bedarf aktivierbares Dichtkopf-Zusatzlager 4 zur Lagerung des stehenden Dichtkopf-Stators 21 gegenüber dem rotierbaren Dichtkopf- Rotor 20 angeordnet. Das Dichtkopf- Zusatzlager 4 liegt radial innen mit einem nicht näher gezeigten Innenring an der Hülse 24 und radial außen mit einem nicht näher gezeigten Außenring an dem Dichtkopf-Stator 21 an. Das Dichtkopf-Zusatzlager 4 ist grundsätzlich frei drehbar gelagert, wird jedoch im Normalbetrieb durch eine Reib- und/oder Formschlussanordnung 5 bzw. eine Krafterfassungsvorrichtung 14 an einer Bewegung gehindert. In order to decouple the forces acting on the sealing head stator from the outside and for emergency operation of the sealing head 2, an additional sealing head bearing 4, which can be activated if necessary, is arranged between the sealing head rotor 20 and the sealing head stator 21 to support the stationary sealing head stator 21 relative to the rotating sealing head rotor 20. The additional sealing head bearing 4 rests radially on the inside with an inner ring (not shown in detail) on the sleeve 24 and radially on the outside with an outer ring (not shown in detail) on the sealing head stator 21. The additional sealing head bearing 4 is basically mounted so it can rotate freely, but is prevented from moving during normal operation by a friction and/or form-fitting arrangement 5 or a force detection device 14.
Ein Normalbetrieb liegt vor, wenn das Dichtkopf-Hauptlager 3 voll funktionsfähig ist und ein lediglich relativ geringes Reibmoment von dem rotierenden Dichtkopf- Rotor 20 auf den stehenden Dichtkopf-Stator 21 übertragen wird. Dazu ist in den in Figuren 1 bis 3 gezeigten Beispielen die Reib- und/oder Formschlussanordnung 5 vorgesehen. Normal operation occurs when the sealing head main bearing 3 is fully functional and only a relatively low frictional torque is transmitted from the rotating sealing head rotor 20 to the stationary sealing head stator 21. For this purpose, the friction and/or form-fitting arrangement 5 is provided in the examples shown in Figures 1 to 3.
Die Reib- und/oder Formschlussanordnung 5 umfasst ein vorliegend als Kugel ausgebildetes Blockiermittel 50, welches im Normalbetrieb mittels eines als Feder ausgebildeten Vorspannelements 51 von dem Dichtkopf-Stator 21 auf den Außenring 13 des Dichtkopf-Hauptlagers 3 bzw. auf die Hülse 24 vorgespannt wird. Selbstverständlich können über den Umfang des Außenrings 13 bzw. der Hülse 24 verteilt auch mehrere Reib- und/oder Formschlussanordnungen 5 vorgesehen sein. Alternativ, vorliegend jedoch nicht gezeigt, können das Blockiermittel 50 und das Vorspannelement 51 auch axial ausgerichtet sein, so dass das Blockiermittel 50 axial auf das Dichtkopf-Hauptlager 3 bzw. auf die Hülse 24 wirkt. The friction and/or form-fitting arrangement 5 comprises a blocking means 50, in the present case designed as a ball, which in normal operation is preloaded by the sealing head stator 21 onto the outer ring 13 of the sealing head main bearing 3 or onto the sleeve 24 by means of a preloading element 51 designed as a spring. Of course, several friction and/or form-fitting arrangements 5 can also be provided distributed over the circumference of the outer ring 13 or the sleeve 24. Alternatively, but not shown here, the blocking means 50 and the preloading element 51 can also be aligned axially, so that the blocking means 50 acts axially on the sealing head main bearing 3 or on the sleeve 24.
Die Kugel 50 steht hierbei mit einer in der Hülse 24 ausgebildeten Ausnehmung 52 in Eingriff, welches als erste Position des Blockiermittels 50 bezeichnet wird. Zwischen dem Blockiermittel 50 und den die Aussparung 52 begrenzenden Seitenwänden ist hiermit ein Formschluss gebildet, dessen Wirkung durch die Vorspannkraft des Vorspannelements 51 begrenzt ist. Insbesondere liegt der Formschluss zwischen der Hülse 24 und dem Dichtkopf-Stator 21 vor. Durch diese Anordnung ist die Hülse 24 - zumindest im Normalbetrieb des Dichtkopfs - dem Dichtkopf-Stator 21 zuordenbar. The ball 50 is in engagement with a recess 52 formed in the sleeve 24, which is referred to as the first position of the blocking means 50. A positive connection is thus formed between the blocking means 50 and the side walls delimiting the recess 52, the effect of which is limited by the prestressing force of the prestressing element 51. In particular, the positive connection is between the sleeve 24 and the sealing head stator 21. This arrangement allows the sleeve 24 to be assigned to the sealing head stator 21 - at least during normal operation of the sealing head.
Das Blockiermittel 50 bildet somit eine starre Verbindung zwischen dem Dichtkopf-Stator 21 und dem Außenring des Dichtkopf-Hauptlagers 3, und überbrückt hierdurch die Wälz- oder Gleitkörper des Dichtkopf-Zusatzlagers 4. Die Wälzoder Gleitkörper des vorliegend als Notlauflager dienenden Dichtkopf-Zusatzlager 4 stehen daher in einem Normalbetrieb - wie auch die Hülse 24 sowie die Außenringe 13 des Dichtkopf-Hauptlagers 3 - still. The blocking means 50 thus forms a rigid connection between the sealing head stator 21 and the outer ring of the sealing head main bearing 3, and thereby bridges the rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing 4. The rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing 4, which in this case serves as an emergency bearing, are therefore stationary in normal operation - as are the sleeve 24 and the outer rings 13 of the sealing head main bearing 3.
Sobald an dem Dichtkopf-Hauptlager 3 eine Störung auftritt, wie beispielsweise eine Beschädigung, ein Verschleiß oder ein Totalversagen, nimmt zunächst das von dem rotierenden Dichtkopf- otor 20 auf den stehenden Dichtkopf-Stator 21 wirkende Reibmoment zu. Dadurch bewirkt das Reibmoment in dem Formschluss zwischen dem Blockiermittel 50 und den die Aussparung 52 begrenzenden Seitenwänden eine zunehmende Querkraft, welche bei einem Überschreiten eines vordefinierten Reibmoments zu einem Herausrutschen des Blockiermittels 50 entgegen der Federkraft aus der Aussparung 52 führt, welches als zweite Position des Blockiermittels 50 bezeichnet wird. As soon as a fault occurs in the sealing head main bearing 3, such as damage, wear or total failure, the frictional torque acting from the rotating sealing head motor 20 on the stationary sealing head stator 21 initially increases. As a result, the frictional torque in the positive connection between the blocking means 50 and the side walls delimiting the recess 52 causes an increasing transverse force, which, when a predefined frictional torque is exceeded, leads to the blocking means 50 slipping out of the recess 52 against the spring force, which is referred to as the second position of the blocking means 50.
In diesem Moment wird die Hülse 24 von dem Blockiermittel 50 nicht mehr fixiert und kann folglich aufgrund des Reibmoments mit dem restlichen Teil des Dichtkopf-Hauptlagers 3 frei mitdrehen. Auch die zwischen dem Außenring 13 des Dichtkopf-Hauptlagers 3 bzw. der Hülse 24 und einem Außenring des Dichtkopf- Zusatzlagers 4 angeordneten Wälz- oder Gleitkörper des Dichtkopf-Zusatzlagers 4 sind nunmehr nicht mehr von dem Blockiermittel 50 überbrückt und können sich frei drehen. Der Dichtkopf-Stator 21 ist nunmehr über das Dichtkopf- Zusatzlager 4 gegenüber dem sich drehenden Dichtkopf- Rotor 20 gelagert. Das von dem Dichtkopf-Hauptlager 3 auf den Dichtkopf-Stator 21 wirkende Reibmoment kann so mittels des als Notlauflager dienenden Dichtkopf-Zusatzlagers 4 eliminiert werden. Ein Mitdrehen des Dichtkopf-Stators 21 mitsamt den stehenden Fluidanschlüssen und den sich daran anschließenden Schläuchen 6a, 6b und Flanschen 6c, 6d kann folglich effektiv verhindert werden. At this moment, the sleeve 24 is no longer fixed by the blocking means 50 and can therefore rotate freely with the rest of the sealing head main bearing 3 due to the friction torque. The friction between the outer ring 13 of the The rolling or sliding elements of the sealing head additional bearing 4 arranged between the sealing head main bearing 3 or the sleeve 24 and an outer ring of the sealing head additional bearing 4 are now no longer bridged by the blocking means 50 and can rotate freely. The sealing head stator 21 is now supported by the sealing head additional bearing 4 relative to the rotating sealing head rotor 20. The friction torque acting on the sealing head stator 21 from the sealing head main bearing 3 can thus be eliminated by means of the sealing head additional bearing 4 serving as an emergency bearing. The rotation of the sealing head stator 21 together with the stationary fluid connections and the hoses 6a, 6b and flanges 6c, 6d connected to them can therefore be effectively prevented.
Bei dem in Figur 3 gezeigten Beispiel einer zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung entspricht die Walzenanordnung 100 bis auf die konkrete Ausgestaltung des Dichtkopf-Zusatzlagers 4 der in Figur 2 gezeigten Ausgestaltung. Ferner ist bei dem Beispiel von Figur 3 zusätzlich eine Schalteranordnung 7 zum Auslösen eines Alarmsignals vorgesehen. In the example of a second embodiment according to the invention shown in Figure 3, the roller arrangement 100 corresponds to the embodiment shown in Figure 2 except for the specific design of the sealing head additional bearing 4. Furthermore, in the example of Figure 3, a switch arrangement 7 is additionally provided for triggering an alarm signal.
Vorliegend ist das Dichtkopf-Zusatzlager 4 nicht als ein radiales Lager sondern als ein axiales Lager ausgebildet. Insbesondere umfasst das Dichtkopf- Zusatzlager 4 Wälz- oder Gleitkörper, welche axial zwischen dem nicht näher gezeigten Außenring 13 des Dichtkopf-Hauptlagers 3 bzw. der Hülse 24 und einem korrespondierenden Bauteil des Dichtkopf-Stators 21 angeordnet sind. In the present case, the sealing head additional bearing 4 is not designed as a radial bearing but as an axial bearing. In particular, the sealing head additional bearing 4 comprises rolling or sliding elements which are arranged axially between the outer ring 13 (not shown in detail) of the sealing head main bearing 3 or the sleeve 24 and a corresponding component of the sealing head stator 21.
Wiederum ist ein als Kugel ausgebildetes Blockiermittel 50 vorgesehen, welches im Normalbetrieb in einer Aussparung der Hülse 24 angeordnet ist und ein Mitdrehen der Hülse 24 mit dem Dichtkopf- Rotor 20 verhindert. Bei einem Überschreiten eines vordefinierten Reibmoments wird das Blockiermittel 50 auch hier aus der Aussparung der Hülse 24 gedrückt, so dass die Hülse 24 frei drehbar ist. Das von dem Dichtkopf-Hauptlager 3 auf den Dichtkopf-Stator 21 wirkende Reibmoment kann wiederum mittels des Dichtkopf-Zusatzlagers 4 eliminiert werden und ein Mitdrehen des Dichtkopf-Stators 21 verhindert werden. Again, a blocking means 50 designed as a ball is provided, which is arranged in a recess in the sleeve 24 during normal operation and prevents the sleeve 24 from rotating with the sealing head rotor 20. If a predefined friction torque is exceeded, the blocking means 50 is also pressed out of the recess in the sleeve 24 so that the sleeve 24 can rotate freely. The friction torque acting from the sealing head main bearing 3 on the sealing head stator 21 can in turn be eliminated by means of the sealing head additional bearing 4 and the sealing head stator 21 can be prevented from rotating.
Das Blockiermittel 50 ist bei dieser Ausgestaltung zusätzlich über eine Stange 8 mit der Schalteranordnung 7 verbunden. Hierbei ist es vorgesehen, dass beim Herausrutschen des Blockiermittels 50 entgegen der Kraft der Feder 51 die Stan- ge 8 ebenfalls nach oben in Richtung der Schalteranordnung 7 verschoben wird und dadurch in der Schalteranordnung 7 ein nicht näher gezeigter Schalter zum Auslösen eines Alarmsignals betätigt wird. Das Alarmsignals kann beispielsweise zu einem unmittelbaren Abschalten und kontrollierten Herunterfahren des Kalanders genutzt werden. In this embodiment, the blocking means 50 is additionally connected to the switch arrangement 7 via a rod 8. In this case, it is provided that when the blocking means 50 slips out against the force of the spring 51, the rod ge 8 is also moved upwards in the direction of the switch arrangement 7 and thereby a switch (not shown in detail) in the switch arrangement 7 is actuated to trigger an alarm signal. The alarm signal can be used, for example, for an immediate shutdown and controlled shutdown of the calender.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung, welche in Figur 4 gezeigt ist, befasst sich mit einer Entkopplung der von außen auf den Dichtkopf-Stator 21 wirkenden und dadurch eine Messung des zwischen Dichtkopf- otor 20 und Dichtkopf-Stator 21 auftretenden Drehmoments beeinflussenden Kräfte. So erfolgt bei den aus dem Stand der Technik bekannten Dichtköpfen üblicherweise an der Drehmomentstütze 12 eine Erfassung des auf den Dichtkopf-Stator 21 wirkenden Drehmoments. Hierbei wird die Erfassung jedoch auch von den auf den Dichtkopf-Stator 21 wirkenden Eigengewichtskräften der Flansche 6c, 6d, Schläuche 6a, 6b und der nicht näher dargestellten Ventile - gemeinsam auch als Schlauchkräfte bezeichnet - beeinflusst. In der Figur 4 ist daher beispielhaft gezeigt, wie durch das erfindungsgemäße Dichtkopf-Zusatzlager 4 und eine entsprechende Anordnung einer Krafterfassungsvorrichtung 14 ein besonders präzises Erfassen bzw. Messen der von dem Dichtkopf- Rotor 20 auf den Dichtkopf-Stator 21 wirkenden Drehmomente ermöglicht sein kann. A further development of the invention, which is shown in Figure 4, deals with decoupling the forces acting from the outside on the sealing head stator 21 and thereby influencing a measurement of the torque occurring between the sealing head motor 20 and the sealing head stator 21. In the sealing heads known from the prior art, the torque acting on the sealing head stator 21 is usually recorded at the torque support 12. However, the recording is also influenced by the deadweight forces of the flanges 6c, 6d, hoses 6a, 6b and the valves (not shown in detail) acting on the sealing head stator 21 - collectively also referred to as hose forces. Figure 4 therefore shows by way of example how the sealing head additional bearing 4 according to the invention and a corresponding arrangement of a force detection device 14 can enable a particularly precise recording or measurement of the torques acting from the sealing head rotor 20 on the sealing head stator 21.
Bei der in Figur 4 beispielhaft gezeigten Ausgestaltung ist der Außenring 13 des Dichtkopf-Hauptlagers 3 bzw. die mit diesem drehfest verbundene Hülse 24 mittels einer vorliegend als Kraftmessbolzen ausgebildeten Krafterfassungsvorrichtung 14 gegenüber dem Dichtkopf-Stator 21 gegen ein Verdrehen gesichert. Das zwischen dem Außenring 13 bzw. der Hülse 24 und dem Dichtkopf-Stator 21 angeordnete Dichtkopf-Zusatzlager 4 steht daher grundsätzlich still. Die auf den Dichtkopf-Stator 21 von außen einwirkenden Schlauchkräfte können somit durch das Dichtkopf-Zusatzlager 4, insbesondere durch eine gemeinsame Verdrehbar- keit des Dichtkopf-Stators 21 mit dem Außenring 13 des Dichtkopf-Hauptlagers 3 - und vorliegend mit der Hülse 24 - gegenüber dem Rest des Dichtkopf- Hauptlagers 3, bei einem Erfassen eines auf den Dichtkopf-Stator 21 wirkenden Drehmoments entkoppelt werden. Dadurch kann insbesondere das ausschließlich durch das Reibmoment im Dichtkopf-Hauptlager 3 erzeugte und auf den Dicht- kopf-Stator 21 wirkende Drehmoment erfasst werden. Das Dichtkopf-Zusatzlager 4 dient somit der Entkopplung der Schlauchkräfte von dem Dichtkopf-Stator 21. In the embodiment shown as an example in Figure 4, the outer ring 13 of the sealing head main bearing 3 or the sleeve 24 connected to it in a rotationally fixed manner is secured against rotation relative to the sealing head stator 21 by means of a force detection device 14 designed as a force measuring bolt. The sealing head additional bearing 4 arranged between the outer ring 13 or the sleeve 24 and the sealing head stator 21 is therefore basically stationary. The hose forces acting on the sealing head stator 21 from the outside can thus be decoupled by the sealing head additional bearing 4, in particular by a joint rotatability of the sealing head stator 21 with the outer ring 13 of the sealing head main bearing 3 - and in this case with the sleeve 24 - relative to the rest of the sealing head main bearing 3, when a torque acting on the sealing head stator 21 is detected. This allows the friction torque generated exclusively by the friction torque in the sealing head main bearing 3 and acting on the sealing head stator 21 can be detected. The sealing head additional bearing 4 thus serves to decouple the hose forces from the sealing head stator 21.
Bei einem Überschreiten einer vordefinierten ersten Kraft-/Momentgrenze an dem Kraftmessbolzen 14 kann ein Abschalten der Anlage ausgelöst werden. Um in einem Notfall, insbesondere bei einem kapitalen Lagerschaden am Dichtkopf- Hauptlager, ein Mitdrehen des Dichtkopf-Stators 21 effektiv zu verhindern, kann der Kraftmessbolzen 14 derart dimensioniert sein, dass dieser bei einem Überschreiten einer vordefinierten zweiten Kraft-/Momentgrenze aus der Blockierposition herausgelöst wird, oder alternativ auch bricht, und ein Rotieren des Außenrings 13 und des Dichtkopf-Zusatzlager 4 zulässt bzw. freigibt. Die Lagerung des Dichtkopf-Stators 21 auf dem Dichtkopf- otor 20 erfolgt sodann in diesem Notfall ausschließlich über das Dichtkopf-Zusatzlager 4. If a predefined first force/torque limit is exceeded on the force measuring bolt 14, the system can be switched off. In order to effectively prevent the sealing head stator 21 from rotating in an emergency, particularly in the event of major bearing damage to the sealing head main bearing, the force measuring bolt 14 can be dimensioned in such a way that it is released from the blocking position when a predefined second force/torque limit is exceeded, or alternatively breaks, and allows or releases the outer ring 13 and the sealing head additional bearing 4 to rotate. In this emergency, the sealing head stator 21 is then supported on the sealing head motor 20 exclusively via the sealing head additional bearing 4.
Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt ist. Insbesondere der Aufbau und die Anordnung des Dichtkopfes können - ohne den Kern der Erfindung zu verändern - durchaus modifiziert sein. So kann beispielsweise auch bei dem in Figur 2 gezeigten Beispiel zusätzlich eine Schalteranordnung vorgesehen sein. Ferner kann die in Figuren 2 und 3 gezeigte Reib- und/oder Formschlussanordnung 5 in einer anderen, nicht aufgeführten, jedoch dieselbe Wirkungsweise aufweisenden Ausgestaltung ausgebildet sein. Darüber hinaus kann auch eine konstruktive und/oder funktionale Kombination aus der in Figur 4 gezeigten Krafterfassungsvorrichtung 14 und der in Figuren 2 und 3 gezeigten Reib- und/oder Formschlussanordnung 5 vorgesehen sein. So kann beispielsweise ein - ähnlich wie in Figuren 2 und 3 dargestellt - unter einer Vorspannkraft gegen den Außenring 13 des Dichtkopf-Hauptlagers 3 gedrücktes Element als eine Krafterfassungsvorrichtung, insbesondere eine Querkrafterfassungsvorrichtung, wie ein Kraftmessbolzen, ausgebildet sein, welche in einem ersten Zustand die auf den Dichtkopf-Stator wirkende Drehmoment erfassen und in einem zweiten Zustand die Drehbarkeit des Dichtkopf-Zusatzlagers 4 zur Notlauflagerung freigeben kann. Bezuaszeichenliste: It should be clear that the scope of protection of the present invention is not limited to the embodiments described. In particular, the structure and arrangement of the sealing head can be modified without changing the essence of the invention. For example, a switch arrangement can also be provided in the example shown in Figure 2. Furthermore, the friction and/or positive locking arrangement 5 shown in Figures 2 and 3 can be designed in a different, not listed, but with the same mode of operation. In addition, a structural and/or functional combination of the force detection device 14 shown in Figure 4 and the friction and/or positive locking arrangement 5 shown in Figures 2 and 3 can also be provided. For example, an element pressed against the outer ring 13 of the sealing head main bearing 3 under a preload force - similar to that shown in Figures 2 and 3 - can be designed as a force detection device, in particular a transverse force detection device, such as a force measuring bolt, which in a first state can detect the torque acting on the sealing head stator and in a second state can release the rotatability of the sealing head additional bearing 4 for emergency running storage. Reference list:
1 Walze 1 roller
2 Dichtkopf, Drehdurchführung 2 Sealing head, rotary union
3 Dichtkopf-Hauptlager 3 Seal head main bearings
4 Dichtkopf-Zusatzlager 4 Seal head additional bearings
5 Reib- und/oder Formschlussanordnung 5 Friction and/or form-fitting arrangement
6a Schlauch 6a Hose
6b Schlauch 6b Hose
6c Flansch 6c flange
6d Flansch 6d flange
7 Schalteranordnung 7 Switch arrangement
8 Stange 8 rod
9 Lageraufnahme 9 Bearing mount
10 Arbeitsumfang 10 Scope of work
11 Walzenzapfen 11 Roll pin
12 Drehmomentstütze 12 Torque support
13 Außenring 13 Outer ring
14 Krafterfassungsvorrichtung, Kraftmessbolzen14 Force measuring device, force measuring bolt
20 Dichtkopf- otor 20 Sealing head motor
21 Dichtkopf-Stator 21 Sealing head stator
22 erste Kammer 22 first chamber
23 zweite Kammer 23 Second Chamber
24 Hülse 24 sleeve
50 Blockiermittel 50 Blocking agents
51 Vorspannelement 51 Preload element
52 Aussparung 52 recess
100 Walzenanordnung 100 roller arrangement
101 Kalander 101 Calender
102a Gestell 102a Frame
102b Gestell 102b frame
Claims
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|---|---|---|---|
| PCT/EP2022/082702 WO2024110011A1 (en) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | Sealing head of a roller assembly, roller assembly, and method for operating a roller assembly |
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|---|---|
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ID=84487710
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/EP2022/082702 Ceased WO2024110011A1 (en) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | Sealing head of a roller assembly, roller assembly, and method for operating a roller assembly |
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2022
- 2022-11-22 WO PCT/EP2022/082702 patent/WO2024110011A1/en not_active Ceased
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