AT11703U1 - Durchbiegungseinstellwalze und verfahren zur steuerung derselben - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Durchbiegungseinstellwalze (1) mit einem rotierbaren, gegenüber einem drehfesten Träger (2) mit einer Reihe benachbarter hydraulischer Stützeinrichtungen (4) abgestützten Walzenmantel (3), wobei die Stützeinrichtungen (4), die eine Kolben-Zylinder-Einheit (6) umfassen, über Zuleitungen (9.1, 9.2,9.3) vom Träger (2) aus mit hydraulischem, eine Presskraft erzeugenden Druckfluid versorgbar sind. Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der Durchbiegungseinstellwalze (1). Um die Zonenbreite von gemeinsam angesteuerten Stützelementen (4) verändern zu können, sind zumindest zwei Zylinder (7) durch eine verschließbare Verbindungsleitung (11) verbunden.

Description

österreichisches Patentamt AT 11 703 U1 2011-03-15

Beschreibung

DURCHBIEGUNGSEINSTELLWALZE UND VERFAHREN ZUR STEUERUNG DERSELBEN

[0001] Die Erfindung betrifft eine Durchbiegungseinstellwalze mit einem rotierbaren, gegenüber einem drehfesten Träger mit einer Reihe benachbarter hydraulischer Stützeinrichtungen abgestützten Walzenmantel, wobei die Stützeinrichtungen, die eine Kolben-Zylinder-Einheit umfassen, über Zuleitungen vom Träger aus mit hydraulischem, eine Presskraft erzeugenden Druckfluid versorgbar sind. Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der Durchbiegungseinstellwalze.

[0002] Derartige Walzen sind für die Behandlung von Faserstoffbahnen bekannt und werden beispielsweise von der Anmelderin unter dem Namen NIPCO vermarktet. In der Regel sind die Stützeinrichtungen zum Walzenmantel hin mit Taschen in einem kolbenartigen Stützelement versehen, in die ein Druckfluid geleitet wird. Dadurch kann ein hydrostatischer Druck zum Mantel hin aufgebaut werden. Über die Stützeinrichtungen wird also ein zur Behandlung der Faserstoffbahn notwendiger Druck aufgebaut, während die Faserstoffbahn zwischen der Durchbiegungseinstellwalze und einem Gegendruckelement hindurchläuft. Das Gegendruckelement ist in vielen Fällen ebenfalls durch eine rotierende Walze gebildet. Treffende Beispiele für eine solche Faserstoffbahn-Behandlungseinrichtung sind eine Presse zur Entwässerung der Faserstoffbahn oder ein Kalander für die Satinage der Faserstoffbahn.

[0003] Um das Faserstoffbahn-Profil (beispielsweise die Dicke oder die Glätte) quer zur Bahnlaufrichtung genau einstellen zu können oder sich mit dem Walzenmantel der Durchbiegung des Gegendruckelementes anzupassen, sind in der Regel die Stützeinrichtungen zumindest zonenweise, d. h. eine Teilanzahl der Stützeinrichtungen, mit unterschiedlichem Druck beaufschlagbar. Typisch sind bei einer Kalanderwalze 8 Zonen, so dass eine Reihe von beispielsweise 50 Stützeinrichtungen zum Beispiel in Zonen zu 2, 5, 8, 10, 10, 8, 5 und 2 Stützeinrichtungen geteilt sein kann, deren Druck individuell einstellbar ist. An den Enden der Walze sind die Zonen kürzer, weil hier in besonders feinfühliger Weise Einfluss auf die Durchbiegung genommen werden muss.

[0004] In jeder Zone herrscht an allen darin enthaltenen Stützeinrichtungen ein identischer Druck, weil sie beispielweise eine gemeinsame Zuleitung haben.

[0005] Es sind aber auch Durchbiegungseinstellwalzen bekannt, bei der jede Stützeinrichtung individuell mit Druck beaufschlagbar ist.

[0006] In der DE 39 28 439 C2 ist bereits daran gedacht worden, die Zonenbreiten unterschiedlichen Gegebenheiten anpassen zu können. Der Aufwand, der hier mit axial verschiebbaren Trennwänden getrieben wird, ist allerdings sehr groß.

[0007] Es ist daher das Ziel der Erfindung, die Einsteilbarkeit der Zonenbreite von Durchbiegungseinstellwalzen auf einfache Weise zu realisieren.

[0008] Bezüglich der Durchbiegungseinstellwalze wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest zwei Zylinder durch eine verschließbare Verbindungsleitung verbunden sind.

[0009] Dadurch, dass die Verbindungsleitung verschließbar ist, kann sich der Betreiber der Durchbiegungseinstellwalze aussuchen, ob er zwei Stützeinrichtungen zu einer Zone zusammenfassen möchte oder nicht. Er kann im Fall einer verschlossenen Verbindungsleitung die Zylinder der zwei nebeneinander angeordneten Stützeinrichtungen unabhängig voneinander mit verschiedenen Drücken beaufschlagen. Oder er kann im Fall, dass die Verbindungsleitung geöffnet ist, nur einen Zylinder über eine Zuleitung versorgen und im zweiten Zylinder baut sich automatisch der gleiche Druck auf.

[0010] Vorteilhaft ist es, wenn die Zylinder aller benachbarten Stützeinrichtungen jeweils eine verschließbare Verbindungsleitung aufweisen. Das ermöglicht die Längen- und Verteilungsvariation über die gesamte, die Faserstoffbahn beaufschlagende Walzenlänge. 1/9 österreichisches Patentamt AT 11 703 U1 2011-03-15 [0011] Es ist günstig, wenn wenigstens eine Verbindungsleitung durch ein Verschlusselement verschließbar ist, das von außerhalb des Trägers zugänglich ist. Das ermöglicht eine einfache Einsteilbarkeit der Zonenbreiten und erlaubt es dem Service-Personal, Zonenbreiten-Veränderungen relativ rasch vorzunehmen, wenn sie gewünscht sind. Im einfachsten Fall wird das Verschlusselement durch einen schraubbaren Stopfen gebildet, der innerhalb des Zylinders in die Verbindungsleitung eingeschraubt wird.

[0012] Mit etwas höherem Aufwand verbunden, aber dafür besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verschlusselement durch ein elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch schaltbares Ventil gebildet wird. In diesem Fall kann der Betreiber der Walze über eine Steuerung jede Verbindungsleitung zwischen den Zylindern von benachbarten Stützeinrichtungen von außen beliebig öffnen oder schließen, ohne den Walzenmantel vorher entfernen zu müssen. Der Druckausgleich zwischen zwei Zylindern benachbarter Stützeinrichtungen wird auf einfache schaltbare Weise entweder zugelassen oder verhindert.

[0013] Vorzugsweise umfasst die Verbindungsleitung wenigstens eine Bohrung. Eine solche Verbindungsleitung ist einfach herzustellen und zudem leicht mit einem Gewinde für einen Verschlussstopfen versehbar.

[0014] Besonders einfach ist die Verbindungsleitung herstellbar, wenn sie durch zwei, jede von einem Zylinder ausgehende, sich im Träger treffende Bohrungen erzeugt ist. Die Bohrungen werden einfach unter einem Winkel zur Achse und in Richtung der Mittelachse des Trägers vorgenommen, wo sie sich unterhalb der Zylinderböden treffen. Die Bohrungen können in dieser Anordnung ohne aufwändiges Spezialwerkzeug vorgenommen werden, weil der Bohrkopf einer normalen Bohrmaschine genügend Platz hat.

[0015] Alternativ ist es auch vorteilhaft, wenn der Zylinder von außen durch den Träger angebohrt wird und zwei Bohrungen zu Zylindern benachbarter Stützeinrichtungen durch ein Schlauch- oder Rohrstück verbunden sind. In diesem Fall hat man die Möglichkeit das Verschlusselement in dem Rohr- oder Schlauchstück unterzubringen und ggf. außen, d. h. leicht zugänglich, an dem Träger zu befestigen.

[0016] Bevorzugt ist nur ein Teil der Stützeinrichtungen über Zuleitungen mit Drucköl versorgbar. Da die axialen Zuleitungen zu den Stützeinrichtungen, die in der Regel durch Bohrungen oder Rohrbündel im Inneren des Trägers gebildet werden, sehr viel Raum einnehmen, muss der Querschnitt des Trägers zur Einhaltung der zulässigen Spannungsgrenzen sehr groß dimensioniert werden. Bei Walzenlängen bis 12 m werden bis zu 100 Stützeinrichtungen untergebracht, was dementsprechend bei Einzel-Zuleitungen zu jeder Stützeinrichtung 50 Anschlüsse pro Walzenende bedeutet. Da dies oft nicht möglich ist, führen heute Zuleitungen zu je einer fest definierten Zonenbreite, die mehrere Stützelemente zu einer Einheit zusammenfasst. Mit Hilfe der Erfindung wird es jedoch möglich, die Anzahl der Leitungen nach der gewünschten Anzahl der Zonen auszulegen und dennoch die Zonen in ihrer Breite in relativ großer Variationsbreite anpassen zu können.

[0017] Entsprechend wird die Aufgabe der Erfindung bezüglich der Steuerung der besagten Durchbiegungseinstellwalze dadurch gelöst, dass zur Festlegung einer Zonenbreite wenigstens ein Zylinder mit Druckfluid versorgt wird und eine verschließbare Verbindungsleitung von diesem Zylinder zum Zylinder eines benachbarten Stützelementes geöffnet und eine verschließbare Verbindungsleitung zum Zylinder einer weiteren benachbarten Stützeinrichtung geschlossen wird. Das trifft in jedem Fall für die Stützeinrichtungen zu, neben denen sich in der einen axialen Richtung eine Zone anschließt und in der anderen axialen Richtung eine zweite Zone beginnt. Wenn bei der Durchbiegungseinstellwalze alle Zylinder benachbarter Stützeinrichtungen mit Verbindungsleitungen versehen sind, hat man je nach Anzahl der Zuleitungen eine sehr große Auswahl an Positionen, wo man Zonen gleichen Drucks beginnen oder enden lassen kann. Auf diese Weise ist es möglich, sich unterschiedlichem Durchbiegungsverhalten von Gegendruckelementen anzupassen oder das Druckprofil in Querrichtung auf die Faserstoffbahn bzw. deren veränderlichen Bahnbreite einzustellen. 2/9 österreichisches Patentamt AT 11 703 U1 2011-03-15 [0018] Günstig ist es, wenn zum Verschließen der Verbindungsleitung ein elektromagnetisches, hydraulisches oder pneumatisches Ventil in der Verbindungsleitung angesteuert wird. Der Vorgang des Öffnen und Schließens der Verbindungsleitung kann einfach durch eine Steuerung, die ggf. rechnerunterstützt ist, ohne umständliches Abziehen des Walzenmantels erfolgen.

[0019] Mit Vorteil sorgt man dafür, dass das Schließen und Öffnen von Verbindungsleitungen einhergeht mit Druckänderungen an der Durchbiegungseinstellwalze oder Breitenänderungen der Faserstoffbahn. Die richtige Zonenbreitenänderung wird bei Druckänderungen in der Durchbiegungseinstellwalze oder bei Breitenänderungen der Faserstoffbahn zu einer Vergleichmäßigung in der Behandlung der Faserstoffbahn über die gesamte Arbeitsbreite führen.

[0020] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen [0021] Figur 1 einen schematischen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße

Durchbiegungseinstellwalze, [0022] Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Draufsicht auf einen Träger einer erfin dungsgemäße Durchbiegungseinstellwalze und die [0023] Figuren 3a und 3b zwei beispielhafte schematische Darstellungen von alternativ einge stellten Zonenbreiten.

[0024] Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Durchbiegungseinstellwalze 1. Sie dient zur Behandlung einer Faserstoffbahn 17, die durch die Durchbiegungseinstellwalze mit einer Druckbeaufschlagung gegen ein Gegendruckelement 16 gepresst wird. Eine Faserstoffbahn 17 kann auf diese Weise beispielsweise entwässert oder kalandriert werden.

[0025] Die Walze besitzt einen feststehenden Träger 2 auf dem sich eine Reihe von Stützeinrichtungen 4 abstützen, die wiederum den Walzenmantel 3 gegen die Faserstoffbahn 17 drücken. Dadurch, dass einzelne oder zu Zonen zusammengefasste Stützeinrichtungen 4 mit unterschiedlichen Drücken arbeiten, kann sich die Mantelkontur der Kontur des Gegenstützelementes 16 oder der Faserstoffbahn 17 anpassen. Insbesondere an den Enden der Durchbiegungseinstellwalze 1 muss die Durchbiegung feinfühlig eingestellt werden können.

[0026] Diese Reihen von Stützeinrichtungen 4 können in Richtung der Behandlungszone für die Faserstoffbahn 17 weisen oder aber auch in entgegengesetzter Richtung, um der Walze bezüglich des Gegendruckelementes die Richtige Krümmung zu verleihen. Zur Verhinderung von Ovalisierungen des Walzenmantels 3 können sie aber auch beispielsweise senkrecht zu dieser Wirkrichtung angeordnet sein.

[0027] Jede Stützeinrichtung 4 besteht aus einem Stützelement 5, dessen Fuß den Kolben 8 einer Zylinder-Kolben-Einheit 6 bildet. Der Zylinder 7 wird durch eine Bohrung im Träger 2 erzeugt. In diesem Zylinder 7 kann sich der Kolben 8 und somit das Stützelement 5 radial bewegen. Dazu wird der Zylinder 7 aus dem Träger 2 heraus über eine Zuleitung 9.1 bis 9.3 mit einem Druckfluid versorgt, das den Kolben 8 beaufschlagt. In nicht dargestellter aber bekannter Weise ist der Kolben 8 gegenüber dem Zylinder 7 abgedichtet. Aus dem Druckraum der Zylinder-Kolben-Einheit führt eine Kapillare durch das Stützelement 5 in hydrostatische Taschen 18, die dem Innenumfang des Walzenmantels 3 zugewandt sind. Dadurch wird im Betrieb ein Ölfilmpolster erzeugt, so dass es beim Umlaufen des Walzenmantels 3 nicht zu Materialverschleiß aufgrund von Reibung am Stützelement 5 kommt.

[0028] Wenn alle Stützvorrichtungen mit einer separaten Zuleitung 9.1, 9.2, 9.3 versorgt werden, die zumindest am Ende des Trägers 2 achsparallel durch diesen hindurchgeführt werden müssen, so ist es leicht verständlich, dass der Trägerdurchmesser aus Festigkeitsgründen umso größer dimensioniert werden muss, je mehr Zuleitungen 9.1,9.2, 9.3 vorhanden sind. Das macht eine solche Durchbiegungseinstellwalze schwer, unhandlich und teuer. Deshalb ist es im Stand der Technik üblich, jeweils eine vorbestimmte Anzahl von Stützeinrichtungen über jeweils eine Zuleitung 9.1,9.2, 9.3 zusammen zu fassen. 3/9 österreichisches Patentamt AT 11 703 U1 2011-03-15 [0029] Die Erfindung schafft nun eine einfache Möglichkeit, die Zuordnung von Stützeinrichtungen 4 zu bestimmten Zonen veränderbarzu machen.

[0030] Zwischen den Zylindern 7 benachbarter Stützeinrichtungen 4 wird eine verschließbare Verbindungsleitung 11 vorgesehen. Diese ist sehr leicht herstellbar, wenn man das Stützelement 5 aus dem Zylinder 7 entfernt und eine Bohrung 12.1, 12.2 im Bodenbereich des Zylinders 7 in Richtung der benachbarten Stützeinrichtung vornimmt. Um den Bohrer einfacher führen zu können sollte von den Zylindern 7 benachbarter Stützeinrichtungen 4 jeweils eine schräg zur Walzenachse angesetzte Bohrung 12.1, 12.2 erfolgen, die sich im Träger 2 treffen. Vorteilhafterweise verläuft der Winkel zwischen 20° und 70°. In eine solche Bohrung 12.1, 12.2 lässt sich ohne Mühe ein Gewinde schneiden, in das wiederum von außen (bei entnommenem Stützelement) ein Verschlusselement 13, beispielsweise in Form eines üblichen Stopfens einsetzbar ist. Auf diese Weise können benachbarte Stützeinrichtungen 4 miteinander zu einer Zone gekoppelt oder aber auch voneinander in der Druckwirkung getrennt werden.

[0031] Alternativ kann, wie in Fig. 2 dargestellt, die Verbindungsleitung auch auf andere Weise erzeugt werden. Die Draufsicht der Fig. 2 auf den Träger 2 erstreckt sich nur über den Bereich von zwei Stützeinrichtungen 4. Links erkennt man das Stützelement 5 mit den Stützelementtaschen 18. Rechts ist das Stützelement 5 entfernt und man blickt in den Zylinder 7. Am Grund jedes Zylinders 7 ist eine senkrecht zur Walzenachse durch den Träger 2 nach außen Bohrung 12.3 eingebracht. Außerhalb des Trägers 2 werden diese Bohrungen 12.3 durch ein Rohr- oder Schlauchstück 15 miteinander verbunden.

[0032] Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass genügend Platz vorhanden ist, in der Verbindungsleitung 11 noch ein elektromagnetisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigtes Ventil 14 unterzubringen, das von einer Steuerung 20 zum Öffnen und Schließen veranlasst werden kann.

[0033] Mit Hilfe der nur schematischen Figuren 3a und 3b soll an einer von vielen möglichen Varianten gezeigt werden, wie man die Zonenbreiten einer Durchbiegungseinstellwalze 1 verändern kann. In einigen Verbindungsleitungen 11 sind Doppelstriche dargestellt, die ein Verschlusselement 13 symbolisieren sollen. In Fig. 3a versorgt die Zuleitung 9.1 eine Stützeinrichtung und die Zuleitungen 9.2 und 9.3 versorgen jeweils 3 Stützeinrichtungen. Zone 10.1 hat also nur ein Drittel der Länge der Zonen 10.2 und 10.3. Entnimmt man das Verschlusselement 13 in der Verbindungsleitung 11 zwischen dem ersten und dem zweiten Stützelement 4 und setzt ein Verschlusselement in die 13 in der Verbindungsleitung 11 zwischen dem zweiten und dem dritten Stützelement 4 ein (siehe Fig. 3b), so verändern sich die Zonenbreiten so, dass die Zuleitungen 9.1 und 9.2 jeweils zwei Stützelemente 4 versorgen und Zuleitung 9.3 nach wie vor drei Stützelemente 4. In diesem Fall will der Betreiber beispielsweise eine schmalere Faserstoffbahn fahren und benötigt dafür eine breitere Randzone 10.1.

[0034] In der dargstellten Anordnung, bei der das erste, das vierte und das siebte Stützelement 4 mit Zuleitungen 9.1, 9.2, 9.3 versehen ist, können Zonenbreiten von eins bis maximal fünf Stützelementen 4 realisiert werden.

[0035] Von den dargestellten Ausführungsformen kann in vielfacher Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können mehr oder weniger Zuleitungen zu den Zylindern eingesetzt werden um noch mehr Spielraum bei der Zonenbreitengestaltung und deren Anordnung zu haben. Wenn besonders breite Zonen gewünscht sind, ist es auch möglich, Zuleitungen zusammen zu fassen oder auszuschalten. 4/9

Claims (11)

1. österreichisches Patentamt AT 11 703 U1 2011-03-15 BEZUGSZEICHENLISTE 1 Durchbiegungseinstellwalze 2 Träger 3 Walzenmantel 4 Stützeinrichtung 5 Stützelement 6 Zylinder-Kolben-Einheit 7 Zylinder 8 Kolben 9.1,9.2, 9.3 Zuleitung 10.1, 10.2, 10.3 Zone 11 Verbindungsleitung 12.1, 12.2, 12.3 Bohrung 13 Verschlusselement 14 Ventil 15 Rohr- oder Schlauchstück 16 Gegenstützelement 17 Faserstoffbahn 18 Stützelementtasche 19 Kapillare 20 Steuerung Ansprüche 1. Durchbiegungseinstellwalze mit einem rotierbaren, gegenüber einem drehfesten Träger (2) mit einer Reihe benachbarter hydraulischer Stützeinrichtungen (4) abgestützten Walzenmantel (3), wobei die Stützeinrichtungen (4), die eine Kolben-Zylinder-Einheit (6) umfassen, über Zuleitungen (9.1, 9.2, 9.3) vom Träger (2) aus mit hydraulischem, eine Presskraft erzeugenden Druckfluid versorgbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Zylinder (7) durch eine verschließbare Verbindungsleitung (11) verbunden sind.
2. 2. Durchbiegungseinstellwalze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder (7) aller benachbarten Stützeinrichtungen (4) jeweils eine verschließbare Verbindungsleitung (11) aufweisen.
3. 3. Durchbiegungseinstellwalze gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Verbindungsleitung (11) durch ein Verschlusselement (13) verschließbar ist, das von außerhalb des Trägers (2) zugänglich ist.
4. 4. Durchbiegungseinstellwalze gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement durch ein elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch schaltbares Ventil (14) gebildet wird. 5/9 österreichisches Patentamt AT 11 703 U1 2011-03-15
5. 5. Durchbiegungseinstellwalze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (11) wenigstens eine Bohrung (12.1,12.2,12.3) umfasst.
6. 6. Durchbiegungseinstellwalze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (11) durch mindestens zwei, jede von einem Zylinder ausgehende, sich im Träger (2) treffende Bohrungen (12.1, 12.2, 12.3) erzeugt ist.
7. 7. Durchbiegungseinstellwalze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (11) ein außerhalb des Trägers angeordnetes Rohr- oder Schlauchstück (15) umfasst.
8. 8. Durchbiegungseinstellwalze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Teil der Stützeinrichtungen (4) über Zuleitungen (9.1, 9.2, 9.3) mit Drucköl versorgbar ist.
9. 9. Verfahren zur Steuerung einer Durchbiegungseinstellwalze (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Festlegung einer Zonenbreite wenigstens ein Zylinder (7) mit Druckfluid versorgt wird und eine verschließbare Verbindungsleitung (11) von diesem Zylinder zum Zylinder einer benachbarten Stützeinrichtung (4) geöffnet und eine verschließbare Verbindungsleitung (11) zum Zylinder (7) einerweiteren benachbarten Stützeinrichtung (4) geschlossen wird.
10. 10. Verfahren zur Steuerung einer Durchbiegungseinstellwalze (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verschließen der Verbindungsleitung (11) ein elektromagnetisches, hydraulisches oder pneumatisches Ventil (14) in der Verbindungsleitung (11) angesteuert wird.
11. 11. Verfahren zur Steuerung einer Durchbiegungseinstellwalze gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließen und Öffnen von Verbindungsleitungen (11) einhergeht mit Druckänderungen an der Durchbiegungseinstellwalze oder Breitenänderungen der Faserstoffbahn (17). Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 6/9