CH664607A5

CH664607A5 - Druckbehandlungswalze.

Info

Publication number: CH664607A5
Application number: CH3197/84A
Authority: CH
Inventors: Josef Pav; Reinhard Wenzel
Original assignee: Kleinewefers Gmbh
Priority date: 1983-07-14
Filing date: 1984-07-03
Publication date: 1988-03-15
Also published as: DE3325385A1; JPH0148410B2; GB8417182D0; NO162256B; SE8803485L; BR8403515A; FR2612430A1; FI842793A0; SE8403581L; CA1263551A; NO842876L; JPS6040812A; FR2612430B1; SE8803485D0; NL187277C; SE8403581D0; FR2548929A1; FI76630C; GB2143302B; NL187277B

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckbehandlungswalze nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Derartige Behandlungswalzen sind für zahlreiche Anwendungszwecke geeignet, beispielsweise für Kalander, Glättwerke, Pressenpartien von Papier-, Zellstoff- und Druckmaschinen oder Walzwerke für Stahl, Kunststoff u. dgl.

Bei einer bekannten Druckbehandlungswalze dieser Art (GB-PS 641466) werden die Stützelemente jeweils durch die Stirnfläche des Kolbens der hydraulischen Druckgeber gebildet, die in einer der anderen Walze zugewandten Reihe in der Druckbehandlungsebene vorgesehen sind. Durch entsprechende Druckbelastung der Druckgeber kann eine Anheb- und Anpressbewegung des Mantels mit Bezug auf die benachbarte Walze erzielt werden. Die Lagereinheit weist ein mit dem Mantel verbundenes äusseres Lagerelement und ein inneres Lagerelement auf, zwischen denen sich ein Wälzlagerring befindet. Über diese Lagereinheit können axiale Kraftkomponenten vom Mantel auf den Träger geleitet werden. Wenn der den Druckgebern zuzuführende Druck abgeschaltet wird, wirkt das innere Lagerelement als Anschlag, der die radiale Verschiebbarkeit des Walzenmantels begrenzt. Ferner dient die Lagereinheit in Verbindung mit Dichtelementen dazu, den Innenraum des Walzenmantels nach aussen hin abzudichten.

Damit sich bei solchen Druckbehandlungswalzen die Mantelenden nur in der Druckbehandlungsebene verlagern, wird das innere Lagerelement auf trägerfesten Führungen radial geführt. Die Führung besteht beispielsweise aus zwei in der Druckbehandlungsebene verlaufenden Radialstiften (DE-PS 1 026 609), aus einer in der Druckbehandlungsebene verlaufenden Durchmesserbohrung oder zwei zur Druckbehandlungsebene parallelen Führungsflächen (DE-PS 2 254 392). Im Betrieb hat es sich gezeigt, dass derartige Druckbehandlungswalzen sich nicht feinfühlig verstellen lassen und dass mit ihnen keine genaue Regelung des Liniendrucks möglich ist.

Es ist ferner eine Druckbehandlungswalze bekannt (DE-PS 2 942 002), bei der hydrostatische Lagerelemente jeweils von zwei oder mehr in Umfangsrichtung versetzten Druckgebern belastet sind, denen Druckmittel mit unterschiedlichem Druck zugeführt werden kann. Die Lagerelemente können auch auf einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers vorgesehen sein. Auf diese Weise ist eine Einstellung des Walzenmantels unter Berücksichtigung der an dem Walzenmantel angreifenden, resultierenden Kraft möglich. Es kann eine von Querkräften herrührende Verlagerung oder Durchbiegung des Walzenmantels in Querrichtung verhindert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckbehandlungswalze der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die eine sehr genaue Einstellung der Lage der Walze bzw. der Streckenlast ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Diese Ausgestaltung beruht auf der Überlegung, dass bei bekannten Walzen bei einer Belastung des Mantels durch Querkräfte das innere Lagerelement gegen die trägerfeste Führung gedrückt wird. Dies bewirkt einen Formschluss zwischen Mantel und Träger in Querrichtung. Ausserdem entstehen durch das Anpressen des inneren Lagerelements an die Führung erhebliche Flächenpressungen, die bei einer

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Verlagerung des Mantels gegen die andere Walze zu unkontrollierbaren Reibungskräften führen. Hierbei kommt erschwerend hinzu, dass das innere Lagerelement durch ein vom Mantel über die Lagerfläche aufgebrachtes Drehmoment belastet ist und daher die Flächenpressung nicht gleich-mässig über die Führung verteilt ist. Infolgedessen wird der Walzenmantel vom Träger quasi festgehalten. Hierdurch und durch den Formschluss ergeben sich am Mantelende Zwänge, welche eine feinfühlige Verformung des Mantels bzw. das präzise Einstellen der Streckenlast im Walzenspalt verhindern.

Sorgt man aber dafür, dass mit Hilfe der Stützelemente Querkraftkomponenten auf den Mantel aufgebracht werden können, lassen sich die von aussen auf den Mantel wirkenden Querkräfte kompensieren. Die vom inneren Lagerelement auf den Träger zu übertragenden Querkräfte können daher kleingehalten ode sogar zur Null gemacht werden. An den Enden des Mantels treten daher keine zusätzlichen Zwänge durch einen Formschluss oder ein Quasi-Festhalten auf.

Dadurch dass jedem Lagerabschnitt jeweils mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte Stützelemente zugeordnet sind, lassen sich ausreichend grosse Querkraftkomponenten erzielen, ohne dass die resultierende Radialkraft in der Druckbehandlungsebene zu gross werden müsste.

Da der Mantel durch die Verwendung von Sensoren und der mit unterschiedlichem Druck gespeisten Druckgeber mittig gehalten und radial verlagert werden kann, benötigt man für diesen Zweck keine Führung zwischen innerem Lagerelement und Träger.

Im Gegensatz zu allen bisher bekannten Konstruktionen solcher Druckbehandlungswalzen, insbesondere Durchbiegungsausgleichwalzen, ergibt sich ein Walzenmantel, der ideal verformbar ist, d.h. sich an die Gegenwalze feinfühlig anschmiegt bzw. eine präzise einstellbare Streckenlastin dem Walzenspalt und dadurch eine Beeinflussung der Dicke und anderer Eigenschaften der Warenbahn über die gesamte Walzenlänge ermöglicht. Dieser Erfolg wird erzielt, weil die für die Erzeugung der Streckenlast und die Stabilisierung des Mantels erforderlichen Trag- und Stabilisierungskräfte über die Druckgeber der Stützelemente aufgebracht werden,

deren Drücke vom Druckregler beeinflussbar sind, und störende Zwänge an den Enden des Mantels verhindert werden. Dies ermöglicht es auch, den Walzenmantel dünner auszuführen, beispielsweise mit nur 20 bis 50% der bisherigen Wandstärke. Dünnere Walzenmäntel lassen sich aber noch feinfühliger den gewünschten Verhältnissen anpassen. Insbesondere bei Verwendung einer Walze mit elastischem Bezug lässt sich die Verformung des Bezugsmaterials und damit dessen Temperatur über die gesamte Walzenlänge sehr genau einhalten. Beschädigungen durch Übertemperatur werden daher ausgeschlossen. Durch die exakte Positionierung des Mantels relativ zur Achse ist es auch möglich, während der Spaltschliessung die Parallelität der Mantellinien der benachbarten Walzen präzise einzuhalten.

Zweckmässigerweise erstrecken sich die in Umfangsrichtung versetzten Stützelemente symmetrisch zur Druckbehandlungsebene angeordnet. Die Walze eignet sich dann für beide Drehrichtungen. Unsymmetrische Kraftverteilungen lassen sich leicht durch entsprechend unterschiedliche Drücke in den Druckgebern erzielen.

Bei einer besonders einfachen Ausführungsform ist dafür gesorgt, dass für jeden Lagerabschnitt zwei in Umfangsrichtung versetzte Stützelemente vorgesehen sind, die im Bereich der Druckbehandlungsebene auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten des Trägers angeordnet sind.

Grössere Querkraftkomponenten lassen sich erzeugen,

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wenn für jeden Lagerabschnitt drei Stützelemente vorgesehen sind, von denen das eine im Bereich der Druckbehandlungsebene auf der der anderen Walze zugewandten Seite des Trägers und die beiden anderen auf der gegenüberliegenden Seite des Trägers symmetrisch zu beiden Seiten der Druckbehandlungsebene angeordnet sind.

Günstig ist es ferner, wenn die Stützelemente in Umfangsrichtung eine grössere Erstreckung als in Axialrichtung haben. Auf diese Weise können die Stützelemente axial dicht nebeneinander angeordnet werden und verhältnismässig grosse Stützkräfte auf den Mantel ausüben.

Es ist sinnvoll, ein Mitdrehen des inneren Lagerelementes aufgrund des vom Mantel über die Lagerfläche ausgeübten Drehmoments, insbesondere bei Geschwindigkeitsänderungen des Mantels, zu verhindern, damit eine relative Rotationsbewegung nur zwischen äusserem und innerem Lagerelement erfolgt. Denn dann müssen an der Übergangsstelle zwischen innerem Lagerelement und Träger keine für das Drehen geeigneten Flächen- und Werkstoffpaarungen vorgesehen werden und die dort angeordneten Dichtungsringe werden geschont. Für diese Drehverhinderung genügt vielfach - insbesondere bei sehr reibungsarmen Lagereinheiten - eine noch verbliebene geringe Reibung zwischen dem inneren Lagerelement und dem trägerfesten Teil bzw. der dazwischen befindlichen Dichtung. In allen anderen Fällen empfiehlt es sich, dass die inneren Lagerelemente durch im wesentlichen nur durch das vom Mantel ausgeübte Drehmoment belastete, mit Gegenflächen zusammenwirkende Drehmomentstützen gegen Verdrehen gesichert sind. Diese Drehmomentstützen müssen nur verhältnismässig kleine Kräfte übertragen, aufgrund deren keine die Mantelenden beeinflussenden Zwänge auftreten können.

Insbesondere können die Drehmomentstützen mit den Gegenflächen mit Spiel zusammenwirken. Dieses Spiel erleichtert den Regelvorgang beim Positionieren der Walzenenden und vereinfacht die Fertigung und die Montage. Das Spiel ist vorzugsweise so bemessen, dass es noch innerhalb des elastischen Verformungsbereiches einer zwischen innerem Lagerelement und trägerfestem Teil befindlichen Dichtung liegt.

Die Drehmomentstützen können als Bolzen o.dgl. ausgebildet sein. Die möglicherweise auftretenden Reibungskräfte sind wegen der kleinen Drehmomentkräfte gering.

Mit besonderem Vorteil jedoch weisen die Drehmomentstützen Anschläge auf, die bei Radialverschiebung längs der Gegenflächen reibungsarm sind. Dies ergibt die höchstmögliche Sicherheit, dass an den Mantelenden keine störenden Zwänge auftreten. Da über die Drehmomentstützen nur geringe Kräfte geleitet werden müssen, kann man sie aus einer grossen Zahl von reibungsarmen Stützvorrichtungen auswählen. Besonders empfehlenswert sind Anschläge, die unter Rollreibung mit den Gegenflächen zusammenwirken, also beispielsweise Wälzlager.

Im einfachsten Fall sind die Anschläge jedoch Rollen. Diese haben zwar nur eine kleine Auflagefläche. Trotzdem treten keine unzulässigen Flächenpressungen auf, weil die zu übertragenden Kräfte gering sind.

Die Drehmomentstützen können am inneren Lagerelement angebracht sein und an Gegenflächen des Ständers angreifen. Bevorzugt ist es aber, dass die Drehmomentstützen am Träger angebracht sind und mit Gegenflächen am inneren Lagerelement zusammenwirken. Auch andere Anordnungen sind denkbar, beispielsweise die Drehmomentstütze am inneren Lagerelement und die Gegenflächen am Träger.

Konstruktiv ist es empfehlenswert, dass die Gegenflächen durch die Seitenwände einer Nut gebildet sind, die von der den Druckgebern zugewandten Stirnseite des inneren Lagerelementes befindet. Eine solche Nut lässt sich leicht fertigen. Ausserdem lassen sich die Drehmomentstützen in diesem Bereich platzsparend anordnen.

Die Zahl der Drehmomentstützen kann gering sein. Im einfachsten Fall genügt es, wenn die Drehmomentstützen und die Gegenflächen nur auf einer Seite des Trägers vorgesehen sind.

Eine sehr einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn jeweils eine Drehmomentstütze mit Spiel zwischen zwei Gegenflächen angeordnet ist. Diese Drehmomentstütze, beispielsweise eine Rolle, vermag dann Drehmomente in beiden Richtungen abzustützen.

Vorzugsweise sind die Drehmomentstützen näher am Mantel als am Träger angeordnet. Dadurch ergibt sich ein verhältnismässig grosser radialer Abstand von der Walzenachse. Entsprechend klein sind die bei gegebenem Drehmoment zu übertragenden Kräfte.

Die Lagereinheit kann ferner ein Kugelgelenk bilden, das zusätzlich zu einem den Träger lagernden Kugelgelenk vorgesehen werden kann. Auf diese Weise kann das innere Lagerelement seine relative Lage zum Träger beibehalten; trotzdem kann sich die Winkellage der Walzenachse frei einstellen.

Zweckmässig ist es, wenn ein äusseres Lagerelement hydrostatisch am Umfang des inneren Lagerelements gelagert ist. Hierdurch werden die vom Mantel auf das innere Lagerelement übertragenen Drehmomente klein gehalten.

In diesem Zusammenhang empfiehlt es sich auch, dass die zur Übertragung von Axialkräften vom äusseren Lagerelement auf das innere Lagerelement dienenden Stirnflächen hydrostatische Lager bilden. Damit werden auch über diese Stirnflächen übertragenden Drehmomente klein gehalten.

Bei einer anderen Ausführungsform ist dafür gesorgt, dass zur Übertragung von Axialkräften vom inneren Lagerelement auf den Träger mit Gegenflächen zusammenwirkende Axialkraftstützen vorgesehen sind, die unter Rollreibung mit den Gegenflächen zusammenwirkende, also reibungsarme Anschläge aufweisen. Insbesondere können auch diese Anschläge Rollen sein. Auf diese Weise wird verhindert, dass beim Auftreten übermässiger Axialkräfte störende Reibungskräfte an den Gegenflächen auftreten, welche eine freie Beweglichkeit der Mantelenden beeinträchtigen könnten.

In weiterer Ausgestaltung sind Positionssensoren vorgesehen, die die Lage der Lagereinheit mit Bezug auf den Träger feststellen und den Druckregler derart beeinflussen, dass die Achse der Lagereinheit in der Druckbehandlungsebene gehalten wird. Derartige Positionssensoren bilden eine sehr einfache Möglichkeit, um festzustellen, dass die Gesamtsumme aller auf den Mantel wirkenden Querkraftkomponenten gleich null ist.

Hierbei empfiehlt es sich, wenn zwei radiale Positionssensoren senkrecht zur Druckbehandlungsebene auf einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers vorgesehen sind. Verlagerungen der Walzenachse aus dieser Druckbehandlungsebene werden sofort festgestellt.

Ausserdem kann ein dritter radialer Positionssensor in der Druckbehandlungsebene vorgesehen sein. Mit seiner Hilfe kann die Anheb- und Anpressbewegung des Mantels überwacht werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsge-mässe Druckbehandlungswalze,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie B-B in Fig. 1,

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Fig. 4 einen Teillängsschnitt durch eine zweite Ausführungsform,

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie C-C in Fig. 4,

Fig. 6 einen Teillängsschnitt durch eine dritte Ausführungsform,

Fig. 7 einen Querschnitt längs der Linie D-D in Fig. 6,

Fig. 8 einen Teillängsschnitt durch eine vierte Ausführungsform,

Fig. 9 einen Querschnitt längs der Linie E-E in Fig. 8,

Fig. 10 einen Teillängsschnitt durch eine fünfte Ausführungsform,

Fig. 11 einen Querschnitt längs der Linie F-F in Fig. 10,

Fig. 12 einen Querschnitt durch eine sechste Ausführungsform,

Fig. 13 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform, bei der die Druckbehandlungsebene in einem Winkel zur Vertikalen steht,

Fig. 14 einen Querschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform in der Darstellung der Fig. 12 und

Fig. 15 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform mit zwei Gegenwalzen.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Druckbehandlungswalze 1 dargestellt, die mit einer Gegenwalze 2 zusammenwirkt. Die Druckbehandlungswalze 1 weist einen hohlzylindrischen Mantel 3 auf, der von einem Träger 4 durchsetzt ist. Dieser ist an beiden Enden über ein Schwenklager 5 drehfest in einem Ständer 6 gehalten.

An axial nebeneinander liegenden Lagerabschnitten 7 am Innenumfang des Mantels 3 greifen an einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers 4 Stützelemente 8 und 9 an. Diese sind, wie Fig. 2 zeigt, jeweils durch zwei Druckgeber 10, 11 bzw. 12,13 belastet. Jeder Druckgeber weist einen am Träger befestigten Kolben 14 und einen am Lagerelement ausgebildeten Zylinder 15 auf. Der so gebildete Druckraum 16 steht einerseits über einen Radialkanal 17 und einen Axialkanal 18 mit einem von einer Pumpe gespeisten Druckregler 19 und andererseits über einen Drosselkanal 20 mit einer Lagertasche 21 eines an der Oberfläche des Stützelements 8 bzw. 9 ausgebildeten hydrostatischen Lagers in Verbindung.

Jedes Ende des Mantels 3 weist eine Lagereinheit 22 auf, die ein durch das Walzenende gebildetes äusseres Lagerelement 23 und ein buchsenförmiges inneres Lagerelement 24 aufweist, zwischen denen sich ein Wälzlager 25 befindet, dessen Laufringe durch stirnseitige Anschläge, z.B. den Sprengring 26, so am inneren und äusseren Lagerelement befestigt sind, dass Axialkräfte übertragen werden können. Das Wälzlager 25 ist aussen mit einer Dichtung 27 versehen. Das innere Lagerelement trägt stirnseitig einen Dichtring 28, der gegen eine Platte 29 anliegt, welche drehfest am Träger 4 gehalten ist. Die Axiallage des inneren Lagerelements 24 ist durch eine Stufe 30 am Träger 4 und durch einen an der Platte 29 angreifenden Sprengring 31 gesichert.

Zwischen dem inneren Lagerelement 24 und dem Träger 4 ist ein Spielraum 32 vorgesehen, der eine freie Bewegung des Mantelendes erlaubt. Die unterste Stellung ergibt sich durch Anlage des inneren Lagerelementes 24 am Träger 4, wenn den Druckgebern kein Druck zugeführt wird. Die genaue Lage der Lagereinheit 22 wird mit Hilfe von drei Positionssensoren 33,34 und 35 festgestellt, die die relative Lage des inneren Lagerelementes 24 mit Bezug auf den Abschnitt 36 des Trägers 4 feststellen. Der Sensor 35 misst die Lageabweichung Ay in Richtung der Druckbehandlungsebene 37. Die Sensoren 33 und 34 messen die Abweichungen Axi bzw. Ax2 von der Druckbehandlungsebene. Als Positionssensoren können an sich bekannte mechanische, elektrische, optische,

pneumatische, hydraulische und andere Weg- bzw. Lageaufnehmer verwendet werden.

Diese von den Sensoren gemessenen Werte werden einem Rechner 38 zugeführt, der Eingänge 39 aufweist, über die s weitere Signale zuführbar sind, beispielsweise die Ausgangssignale von Druck- oder Kraft-Sensoren, die zur Überwachung des Kräftegleichgewichts in jedem Abschnitt des Mantels 3 angeordnet sind und die Belastung dieses Mantelabschnitts feststellen, oder von Sensoren, welche Warenbahnei-lo genschaften feststellen. Ferner können an dieser Stelle Sollwerte für die Streckenlast eingeführt werden oder Programme, die eine Vielzahl veschiedener Parameter berücksichtigen. Dieser Rechner 38 steuert den Druckregler 19 in Abhängigkeit von den durch die Sensoren ermittelten Werte ls und den Verfahrensparameter des Walzensymstems (z.B. dem Walzentemperaturprofil) nach Vergleich mit vorgegebenen Sollwerten oder einem vorgegebenen Programm derart, dass dem Druckraum 16 jedes Druckgebers ein solcher Druck zugeführt wird, dass die gewünschte Strecken-20 last im Spalt 40 vorhanden ist, dass der Mantel 3 sowohl in Richtung der Druckbehandlungsebene 37 als auch quer dazu eine vorgegebene Form hat und dass die Mantelachse im Bereich der Enden trotz des Vorhandenseins äusserer Querkräfte in der Druckbehandlungsebene 37 gehalten wird. 25 Hierbei ist es zur Erzeugung von Querkraftkomponenten ■ erforderlich, dass den beiden Druckgebern jedes Stützelements unterschiedliche Drücke zugeführt werden, während es zur Erzeugung des passenden Zusammenhangs zwischen Kraftkomponenten, die in der Druckbehandlungsebene 30 liegen, und quer dazu verlaufenden Kraftkomponenten notwendig ist, den Druckgebern der oberen Stützelemente 8 einen höheren Druck zuzuführen als den Druckgebern der unteren Stützelemente 9. Hierbei können auch jeweils mehrere in Axialrichtung benachbarte Druckgeber zusammenge-35 fasst und über eine gemeinsame Druckleitung versorgt werden. Statt der veranschaulichten zwei können auch drei oder mehr Druckgeber an einem Stützelement angreifen.

Der Walzenmantel ist auf diese Weise ausschliesslich durch die hydrostatischen Stützelemente gelagert. Die für die 40 Erzeugung der Streckenlast und der Stabilisierung der Lage des Mantels erforderlichen Trag- und Stabilisierungskräfte werden allein durch die Druckgeber aufgebracht. Deren Kraftwirkung ist durch die Ansteuerung vom Druckregler 19 her genau vorgegeben. Zwänge an den Mantelenden sind 45 praktisch vollständig ausgeschaltet. Die Mantelenden einschliesslich der Lagereinheiten 22 werden durch Querkraftkompensation in ihrer Mittellage gehalten. Eine Drehung des inneren Lagerelements 24 wird durch die geringe Reibung zwischen Dichtring 28 und Platte 29 verhindert. Daher so erfolgt eine Verlagerung der Walzenachse innerhalb der Druckbehandlungsebene 37 praktisch unbehindert. Die Materialien von innerem Lagerelement 24 und Platte 29 müssen keine Gleitlagereigenschaften haben.

Beim Zusammenfahren der Walzen kann die "Lage des 55 Mantels 3 auch direkt mit Bezug auf die Gegenwalze 2 bestimmt werden. Die Lagebestimmung und die Steuerung der Parallelität der Mantellinien während der Spaltschliessung kann unter Anwendung von an sich bekannten Positionssensoren durchgeführt werden.

60 Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 werden für identische Teile dieselben und für entsprechende Teile um 100 gegenüber den Fig. 1 bis 3 erhöhte Bezugszeichen verwendet. An der den Druckgebern zugewandten Stirnseite 41 des inneren Lagerelementes 124 befindet sich eine Durch-65 messernut 42, die sich bis in einen Flansch 43 erstreckt, welcher nahe an den Mantel 3 heranreicht. In diesem Flansch ist auf jeder Seite des Trägers 4 eine Drehmomentstütze 44 und 45 angeordnet, die als drehbare Rolle ausge

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führt ist. Jede Drehmomentstütze ist mit Spiel zwischen zwei Gegenflächen 46 und 47 gehalten, welche durch die Seitenwände der Nut 42 gebildet sind und sich parallel zur Druckbehandlungsebene 37 erstrecken, welche die Achsen der beiden Walzen 1 und 2 miteinander verbindet und den Walzenspalt 39 durchsetzt. Die Drehmomentstützen 44 und 45 sind an einem Halteglied 48 drehbar gelagert.

Die Verlagerung des Mantels 3 in Richtung der Druckbehandlungsebene 37 ist im gesamten Ausmass des Spielraums 32 möglich und in Querrichtung zumindest im Rahmen des Spiels, das zwischen den Drehmomentstützen 44 und 45 und in beiden Gegenflächen 46 und 47 verbleibt, sofern nicht das Halteglied 48 seinerseits um ein gewisses Mass elastisch verformbar ist. Eine Drehung des inneren Lagerelementes 124 wird durch die Drehmomentstützen 44 und 45 verhindert. Da diese nur mit geringer Kraft an den Gegenflächen anliegen und überdies reibungsarm abgestützt sind, erfolgt die Verlagerung der Walzenachse innerhalb der Druckbehandlungsebene 37 unbehindert.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 werden für identische Teile dieselben und für entsprechende Teile um 200 gegenüber den Fig. 1 bis 3 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Am Halteglied 148 sind Axialkraftstützen 50 und 51 in der Form von Rollenpaaren angebracht, die mit einer Gegenfläche 52 am inneren Lagerelement 224 zusammenwirken. Ferner sind an diesem Lagerelement Axialkraftstützen 53 und 54 in der Form von Rollenpaaren angebracht, die mit einer Gegenfläche 55 an der Platte 29 zusammenwirken. Es können daher vom Mantel 3 grössere Axialkomponenten auf den Träger 4 übertragen werden, ohne dass dadurch bei Radialbewegung der Mantel in der Druckbehandlungsebene 37 unkontrollierten Reibungskräften ausgesetzt wäre.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 und 9 werden für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3 und bei entsprechenden Teilen um 300 erhöhte Bezugszeichen benutzt. Die als Rolle ausgebildete Drehmomentstütze 344 befindet sich nur auf einer Seite des Trägers 4 und ist mit Spiel zwischen Gegenflächen 346 und 347, welche von den Seitenwänden einer von der Stirnseite ausgehenden Nut 342 gebildet sind, angeordnet. Zur Halterung der Rolle dient ein gabelförmiger Halter 348, der in den Träger 4 eingesetzt ist.

Bei der Ausführungsform der Fig. 10 und 11 werden für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3 und für entsprechende Teile um 400 erhöhte Bezugszeichen benutzt. Die Drehmomentstützen 444 und 445 sind am inneren Lagerelement 424 angebracht und liegen als Rolle mit Spiel zwischen Gegenflächen 446 und 447, welche am Ständer 406 vorgesehen sind. In diesem Fall hat die Platte

429 einen kleineren Durchmesser, und das Lagerelement 424 trägt die Dichtung 428 an einem nach innen ragenden Flansch 60.

Bei der Ausführungsform der Fig. 12 sind wegen der Leichtgängigkeit der hydrostatischen Lagereinheit 422 wiederum keine Drehmomentstützen erforderlich. Diese Konstruktion zeigt eine Abwandlung der Lagereinheit 22 der Fig. 1. Für entsprechende Teile werden dieselben und für entsprechende Teile um 500 erhöhte Bezugszeichen benutzt. Das äussere Lagerelement 523 besteht aus zwei Lagerringen 61 und 62, die über eine Kugelfläche 63 aufeinander abgestützt sind, so dass sich ein Kugelgelenk ergibt. Das innere Lagerelement 524 besitzt eine hydrostatische Lagerfläche 64, auf der der innere Ring 62 des äusseren Lagerelements 523 gelagert ist. Zu beiden Seiten dieses inneren Lagerringes 62 befinden sich stirnseitige Lagerflächen 65 und 66, die ebenfalls hydrostatisch ausgebildet sind. Entsprechende Ölzulei-tungen 67 versorgen diese hydrostatischen Lager, um einen reibungsarmen Betrieb zu ermöglichen.

In Fig. 13 trägt der Mantel 3 einen elastischen Bezug 68, z.B. aus Papier. Es ist veranschaulicht, dass die Walzen 1 und 2 nicht vertikal übereinander liegen müssen, sondern dass die Druckbehandlungsebene 37 auch einen Winkel zur Vertikalen einnehmen kann. In diesem Fall wirkt bereits das Gewicht G des Mantels 3 in der Weise, dass zusätzlich zu der Kraftkomponente P, die in der Druckbehandlungsebene verläuft, eine Querkraftkomponente Q auftritt. In diesem Fall müssen die den Druckgebern 11 und 13 zugeführten Drücke grösser sein als die Druckgebern 10 und 12 zugeführten Drücke, damit die Querkraftkomponente Q kompensiert wird. Wenn im Betrieb noch zusätzliche Querkräfte auftreten, sind die den einzelnen Druckgebern zuzuführenden Drücke entsprechend zu ändern.

In Fig. 14 ist eine Abwandlung der Fig. 13 veranschaulicht. Für gleiche Teile werden dieselben Bezugszeichen, für entsprechende Teile um 600 erhöhte Bezugszeichen benutzt. Der Träger 604 hat einen etwa dreieckigen Querschnitt. Im Bereich jedes Lagerabschnitts 7 sind jeweils drei Stützelemente 608 sowie 70 und 71 vorgesehen. Mit den ausserhalb der Druckbehandlungsebene 37 vorgesehenen Stützelementen 70 und 71 lassen sich vergleichsweise grosse Querkraftkomponenten aufbringen, ohne dass gleichzeitig auch grosse Kraftkomponenten in Richtung der Druckbehandlungsebene erzeugt werden müssen.

In Fig. 15 ist veranschaulicht, dass die Walze 1 auch mit zwei Gegenwalzen 2 und 602 zusammenwirken kann. In diesem Fall sollte das eine Stützelement 608 in Richtung der einen Druckbehandlungsebene 37 und das zweite Stützelement 70 in Richtung der anderen Druckbehandlungsebene 637 verstellbar sein.

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Claims

664 607 PATENTANSPRÜCHE

1. Druckbehandlungswalze mit einem Mantel, der von einem feststehenden, an seinen Enden in einem Ständer abgestützten Träger durchsetzt und auf an über die Mantellänge verteilten Lagerabschnitte angreifenden, durch hydraulische Druckgeber belasteten Stützelementen gelagert ist, die den Walzenmantel gegen mindestens eine andere Walze verlagern und andrücken, wobei jedes Mantelende eine mit ihm in Richtung der Druckbehandlungsebene verlagerbare Lagereinheit aufweist, deren inneres Lagerelement zur Abstützung von Axialkräften und/oder zur Abdichtung mit trägerfesten Teilen zusammenwirkt, sowie über Drehverhinderungsmittel abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Lagerabschnitt (7) mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte Stützelemente (8,9; 608,70,71) und für jedes Stützelement mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte Druckgeber (10,11 ; 12,13) vorgesehen sind, dass zur Positionierung der Mantelachsen im Bereich der Mantelenden annähernd in der Druckbehandlungsebene (37; 637) ein Druckregler (19; 619) für die den Druckgebern zuzuführenden Drücke vorhanden ist, mit dem die Summe aller Querkraftkomponenten, die von den Druckgebern senkrecht zur Druckbehandlungsebene auf den Mantel (3) übertragen werden, zumindest annähernd gleich der Summe der von aussen auf den Mantel wirkenden Querkraftkomponenten gehalten wird, dass Sensoren (33,34) zur Feststellung der Lage der Lagereinheit (22) relativ zum Träger (4) in Querrichtung zur Druckbehandlungsebene vorgesehen sind und dass die Drehverhinderungsmittel (28 ; 44,45 ; 244,245 ; 344; 444,445) in Querrichtung ein den Regelvorgang ermöglichendes Spiel zwischen innerem Lagerelement (124; 224; 324; 424) und Träger (4) zulassen.

2. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung versetzten Stützelemente (8,9; 608,70,71) sich symmetrisch zur Druckbehandlungsebene erstrecken.

3. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Lagerabschnitt zwei in Umfangsrichtung versetzte Stützelemente vorgesehen sind, die im Bereich der Druckbehandlungsebene (37) auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten des Trägers (4) angeordnet sind.

4. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Lagerabschnitt drei Stützelemente (608,70,71) vorgesehen sind, von denen das eine im Bereich der Druckbehandlungsebene (37) auf der der anderen Walze zugewandten Seite des Trägers (4) und die beiden anderen auf der gegenüberliegenden Seite des Trägers symmetrisch zu beiden Seiten der Druckbehandlungsebene angeordnet sind.

5. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (8,9) in Umfangsrichtung eine grössere Erstreckung als in Axialrichtung haben.

6. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Lagerelemente ( 124 ; 224 ; 324 ; 424) durch im wesentlichen nur durch das vom Mantel ausgeübte Drehmoment belastete, mit Gegenflächen (46,47 ; 246, 247 ; 346,347 ; 446,447) zusammenwirkende Drehmomentstützen (44,45 ; 244,245 ; 344; 444,445) gegen Verdrehen gesichert sind.

7. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstützen (44,45 ; 244, 245 ; 344 ; 444,445), mit Spiel mit den Gegenflächen (46,47 ; 246,247 ; 346,347 ; 446,447) zusammenwirken.

8. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstützen (44,45 ; 244,245 ; 344,444,445) bei Radialverschiebung längs der Gegenflächen (46,47 ; 246,247 ; 346,347 ; 446,447) verschiebbare Anschläge aufweisen, die unter Rollreibung mit den Gegenflächen zusammenwirken.

9. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 8, dadurch s gekennzeichnet, dass die Anschläge Rollen sind.

10. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstützen (444,445) am inneren Lagerelement (424) angebracht sind und an Gegenflächen (446,447) des Ständers (406) angreifen.

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11. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstützen (44,45 ; 344) am Träger (4) angebracht sind und mit Gegenflächen (46,47 ; 246,247 ; 346,347) am inneren Lagerelement (124; 224; 324) zusammenwirken, ls

12. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenflächen (46,47 ; 246,247 ; 346, 347) durch die Seitenwände einer Nut (42 ; 342) gebildet sind, die sich an der den Druckgebern zugewandten Stirnseite des inneren Lagerelementes (124; 224; 324) befindet. 20

13. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstützen (344) und die Gegenflächen (346,347) nur auf einer Seite des Trägers (4) vorgesehen sind.

14. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 6 25 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Drehmomentstütze (44,45 ; 244,245 ; 344) mit Spiel zwischen zwei Gegenflächen (46,47 ; 246,247 ; 346,347) angeordnet ist.

15. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstützen (44,45) näher

30 am Mantel (3) als am Träger (4) angeordnet sind.

16. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit (522) ein Kugelgelenk (61, 62) bildet.

17. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1 35 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein äusseres Lagerelement (523) hydrostatisch am Umfang des inneren Lagerelements (524) gelagert ist.

18. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass auch die zur Übertragung von Axial-

40 kräften vom äusseren Lagerelement (523) auf das innere Lagerelement (524) dienenden Stirnflächen (65,66) hydrostatische Lager bilden.

19. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung von

45 Axialkräften vom inneren Lagerelement (224) auf den Träger (4) mit Gegenflächen (52 ; 55) zusammenwirkende Axialkraftstützen (50,51 ; 53,54) vorgesehen sind, die unter Rollreibung mit den Gegenflächen zusammenwirkende Anschläge aufweisen.

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20. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge der Axialkraftstützen (50, 51 ; 53, 54) ebenfalls Rollen sind.

21. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass Positions-Sensoren (33, 34,35) vorgesehen sind, die die Lage der Lagereinheit (22) mit Bezug auf den Träger (4) feststellen und den Druckregler (19) derart beeinflussen, dass die Achse der Lagereinheit in der Druckbehandlungsebene (37) gehalten wird.

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22. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zwei radiale Positions-Sensoren (33,34) senkrecht zur Druckbehandlungsebene (37) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers (4) vorgesehen sind.

23. Druckbehandlungswalze nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter radialer Positions-Sensor (35) in der Druckbehandlungsebene (37) vorgesehen ist.

24. Druckbehandlungswalze nach einem der Ansprüche 1

bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (3) einen elastischen Bezug (68) trägt.