CH677694A5 - - Google Patents

Description

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CH 677 694 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Kühlwalze mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. Kühlwalzen dieser Art finden Anwendung beispielsweise in Papierherstellungsmaschinen (z.B. vor einer Leimpresse) oder in Papierverarbeitungsmaschinen (z.B. in Streichmaschinen). Die Papierbahn läuft hierbei über einen Teil des Um-fanges der rotierenden Kühlwalze.

Eine solche Kühlwalze ist bekannt aus der DDR-PS 242 852.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kühlwalze zu schaffen, die bei guter Kühlleistung einfach aufgebaut ist und die sowohl die Zufuhr als auch Abfuhr des Kühlmittels durch einen einzigen Wellenstumpf, mittels dem die Kühlwalze gelagert ist, ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Zunächst war befürchtet worden, bei der erfindungsgemäßen Bauweise bestehe die Gefahr, daß die Temperaturverteilung am äußeren Walzenmantel über die Walzenlänge nicht genügend gleichmäßig sein würde. Man glaubte nämlich, daß die sich erwärmende und im wesentlichen in achsparalleler Richtung entlang der Innenfläche des Walzenmantels zum Walzenende hin strömende Kühlflüssigkeit im Bereich der Wälzenenden den Austritt frischer Kühlflüssigkeit aus den Öffnungen stören würde. Es zeigte sich jedoch, daß derartige Bedenken unbegründet sind. Anscheinend ist es nämlich so, daß in allen Bereichen der Walzenlänge die aus den Öffnungen austretende und noch kalte Kühlflüssigkeit aufgrund ihres höheren spezifischen Gewichtes durch die Fliehkraft an die Innenfläche des äußeren Walzenmantels gedrückt wird. Dies hat zur Folge, daß die schon erwärmte und zurückströmende Kühlflüssigkeit an die Außenfläche des Innenmantels gedrängt wird und somit die Wirkung der gerade in den Ringraum eintretenden frischen Kühlflüssigkeit nicht behindern kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung liegt das Verhältnis zwischen der lichten Weite des Ringspaltes und dem Innendurchmesser des äußeren Walzenmantels zwischen den Werten 1/80 und 1/500.

Eine weitere Optimierung kann dadurch erreicht werden, dass man die Anzahl und die Größe der im Innenmantel angeordneten Öffnungen in ein besonders günstiges Verhältnis setzt zur lichten Weite des Ringspaites und zum Innendurchmesser des äußeren Walzenmantels. Mit anderen Worten: Die Summe der Austrittsquerschnitte sämtlicher im Innenmantel angeordneter Öffnungen wird in ein bestimmtes Verhältnis gesetzt zum Strömungsquerschnitt des Ringspaltes, in Achsrichtung gesehen. Es wurde erkannt, daß dieses Verhältnis vorzugsweise derart gewählt werden sollte, daß die Strömungsgeschwindigkeit durch die Öffnungen ungefähr das Zwei- bis Fünffache der (im wesentlichen achsparallel gerichteten) Strömungsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit durch den Ringspalt beträgt.

Obwohl theoretisch die beste Gleichförmigkeit der Temperaturverteilung durch eine extrem hohe Anzahl von Öffnungen und somit durch extrem Weine Öffnungsdurchmesser erzielt werden, könnte, liegt der kleinste praktisch brauchbare Öffnungs-Durchmesser bei ungefähr 3 mm. Bei kleineren Durchmessern besteht die Gefahr, daß Schmutz-partikel mit derZeit die Öffnungen verstopfen.

Erfindungsgemäß wird die aus der DE-PS 3 229 471 bekannte Anordnung verwendet, bei der sowohl die Zufuhrleitung als auch eine einzige zum Abführen der gesamten erwärmten Kühlflüssigkeit dienende Abführleitung an ein und demselben Walzenende angeordnet sind. Diese bevorzugte Anordnung kann auch bei der erfindungsgemäßen Kühlwalze realisiert werden, indem man den an dem einen Walzenende befindlichen scheibenförmigen Zwischenraum über einen sich durch den Walzenkörper erstreckenden Teit der Abführleitung mit dem am anderen Walzenende befindlichen scheibenförmigen Zwischenraum verbindet. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn die beiden sich durch den Walzenkörper erstreckenden Leitungen (die Zuführleitung und die Abführieitung) koaxial zueinander und koaxial zum Walzenkörper angeordnet werden. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten: Vorzugsweise wird man die Zuführleitung koaxial innerhalb der Abführleitung anordnen. Jedoch ist es auch möglich, die Abführleitung koaxial innerhalb der Zuführleitung anzuordnen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel.

Die Fig. 2 ist ein Teillängsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel.

Gemeinsame Merkmale beider Ausführungsbeispiele:

An dem einen Walzenende der Kühlwalze ist ein massiver Walzenzapfen 10 mit einer äußeren Tragscheibe 11 verschraubt. Am anderen Walzenende ist ein hohler Walzenzapfen 20 mit einer äußeren Tragscheibe 21 verschraubt. An jeder äußeren Tragscheibe 11, 21 ist über einige Verbindungsrippen 9 eine innere Tragscheibe 12, 22 befestigt. Ein innerer, gelochter Walzenmantel 8 ist mit diesen beiden inneren Tragscheiben an deren Umfang verschweißt. Somit bilden die zuletzt geschilderten Bauteile 8,12 und 22 einen Innenkörper 6 zur Verteilung und Leitung der Kühlflüssigkeit mit einem zentralen innenraum 3.

Ein äusserer Walzenmantel 7 ist mit Hilfe bekannter Klemmringanordnungen 36, 38 auf den äußeren Tragscheiben 11 und 21 befestigt und an diesen mittels Rundgummiringen 39 abgedichtet. Zwischen dem äußeren, zu kühlenden Walzenmantel 7 und dem inneren, gelochten Walzenmantel 8 verbleibt ein verhältnismäßig schmaler Ringspalt 5.

In das Zentrum der einen inneren Tragscheibe 12 (die dem massiven Lagerzapfen 10 zugeordnet ist) ist gemäß Fig. 1 ein einteiliges, end- oder stirnseitiges, zentrales Verteilstück 13 eingesetzt In ähnli-

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cher Weise ist in das Zentrum der anderen inneren Tragscheibe 22 ein stirnseitiges, zentrales Verteilstück 23 eingesetzt, dieses jedoch mit Hilfe eines separaten Flansches 23'. Von dem einen Verteilstück 13 zum anderen Verteilstück 23 erstrecken sich zwei koaxial ineinander gesteckte Rohre 30 und 31. Der Innendurchmesser des äußeren Rohres 31 ist ungefähr doppelt so groß wie der Außendurchmesser des inneren Rohres 30.

In beiden Ausführungsbeispielen wird der von dem gelochten, inneren Walzenmantel 8 und von den inneren Tragscheiben 12 und 22 begrenzte Innenraum 3 mit Kühlflüssigkeit beschickt, die über eine große Anzahl von Öffnungen 4 in den Ringspalt 5 übertritt. Die Öffnungen 4 sind vorzugsweise kreisrunde Bohrungen. Sie können am äußeren Ende eine konische Erweiterung haben. Wesentlich ist, dass sie in großer Anzahl vorhanden sind, bei verhältnismäßig kleinem Durchmesser (Größenordnung 5 mm). Wesentlich ist auch, daß sie möglichst gleichmäßig über die Walzenlänge und möglichst gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind.

In Fig. 1 strömt die frische Kühlflüssigkeit zunächst durch eine Leitung 25, die sich koaxial durch den hohlen Walzenzapfen 20 erstreckt, wobei zwischen diesen beiden Bauteilen ein Ringraum 26 verbleibt als Teil des Abführsystems für die erwärmte Kühlflüssigkeit. Die Leitung 25 erstreckt sich bis in eine durchgehende Bohrung 27 des Verteilstückes 23 und wird fortgesetzt durch das genannte innere Rohr 30 bis In eine Sackbohrung 17 des Verteilstückes 13. Beide Verteilstücke 13 und 23 haben mehrere radiale Kanäle 18 bzw. 28, durch welche die Kühlflüssigkeit in den vom inneren Walzenmantel 8 umschlossenen Innenraum 3 übertritt.

Die noch kalte Kühlflüssigkeit strömt also in Form einer Vielzahl gleichmäßig verteilter radialer Strahlen auf die Innenfläche des äusseren Walzenmantels 8. Von dort gelangt sie entlang der Außenfläche des Innenmantels teils in Richtung zum einen Walzenende hin, teils in Richtung zum anderen Walzenende hin, und dort jeweils in einen scheibenförmigen Zwischenraum 14 bzw. 24, der sich zwischen der äußeren Tragscheibe 11 bzw. 21 und der inneren Tragscheibe 12 bzw. 22 befindet. Beide Verteilstücke 13 und 23 haben einige, zwischen den radialen Kanälen 18 und 28 achsparallele Kanäle 19 bzw. 29, die jeweils den scheibenförmigen Zwischenraum 14 bzw. 24 mit dem zwischen den beiden Rohren 30 und 31 befindlichen Ringraum 32 verbinden. Somit kann derjenige Teil der erwärmten Kühlflüssigkeit, welcher im Bereich des massiven Walzenzapfens 10 in den scheibenförmigen Zwischenraum 14 gelangt, über die genannten Kanäle 19 und 29 zum anderen Walzenende hin in den Zwischenraum 24 strömen. Dort vereinigt er sich mit dem anderen Teil der erwärmten Kühlflüssigkeit, die nunmehr durch den hohlen Walzenzapfen 20 (Ringraum 26) die Kühlwalze verläßt.

Abweichend von Fig. 1 ist in Fig. 2 folgendes vorgesehen:

Das im Bereich des hohlen Walzenzapfens 20 befindliche Verteilstück 43 hat eine in den hohlen Walzenzapfen hineinragende Verlängerung 44 und darin einige achsparallele Kanäle 49, die den im Walzenzapfen 20 befindlichen Ringraum 46 mit dem zwischen den Rohren 50 und 51 befindlichen Ringraum 52 verbinden.

Das äußere Rohr 51 hat mehrere gleichmässig verteilte Öffnungen 40. Somit kann die frische Kühlflüssigkeit über die soeben erwähnten Ringräume 46 und 52 in den Innenraum 3 strömen. In Fig. 2 haben beide Verteilstücke 33 und 43 je einen durchgehenden zentralen Kanal 37 bzw. 47, die nunmehr zusammen mit dem zentralen inneren Rohr 50 (und zusammen mit dem im hohlen Walzenzapfen 20 angeordneten Rohr 45) zum Abführen der erwärmten Kühlflüssigkeit aus den stirnseitigen Zwischenräumen 14 und 24' dienen. Zu diesem Zweck hat im Bereich des hohlen Walzenzapfens 20 das Verteilstück 43 einige radiale Kanäle 48.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Hohlzylinderförmige Kühlwalze mit einem inneren, hohlzylindrischen Innenkörper, dessen Mantel über seine Länge und Umfang verteilte Öffnungen für den Durchtritt der Kühlflüssigkeit in den zwischen dem Innenkörper (6) und dem äußeren Walzenmantel (7) gebildeten Ringraum (5) aufweist, und bei der an den Ringraum jeweils stirnseitige, zwischen radialen Tragscheiben und dem Innenkörper (6) gebildete Zwischenräume an den Ringraum (5) anschließen, in dessen zentralen Bereich koaxial die Zufuhr- und Abfuhrkanäle zu mindestens einem die Kühlwalze tragenden Wellenstumpf verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß Zu- und Abfuhrkanäle für die Kühlflüssigkeit nur an einem Wellenstumpf vorgesehen sind und mindestens ein endseitiges, zentrales Verteilstück (23, 43) des diesem Wellenstumpf (20) benachbarten Endes des Innenkörpers (6) vorgesehen ist, das einerseits walzenachsparal-lele, radial außerhalb des inneren der zentralen Zufuhr* und Abfuhrkanäle (25, 47) liegende Kanäle (19, 29, 49) zur Verbindung des zentralen Innenraumes (3) oder mindestens eines stirnseitigen Zwischenraumes (14, 24, 24') mit einem der koaxialen Zufuhr- und Abfuhrkanäle des genannten Wellenstumpfes (20) und andererseits zwischen den wal-zenachsparallelen Kanälen (19, 29 und 49) radiale Kanäle (18, 28, 48) zur Verbindung mindestens eines stirnseitigen Zwischenraumes (24') oder des zentralen Innenraumes (3) mit dem anderen der koaxialen Zufuhr- oder Abfuhrkanäle des genannten Wellenstumpfes (20) aufweist.

2. Kühlwalze nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zweites endseitiges Verteilstück am anderen Ende des Innenkörpers (6) mit radialen Kanälen (18) und walzenachsparalleien Kanälen (19), wobei letztere zur Verbindung des vom genannten Wellenstumpf entfernten radialen Zwischenraumes (14) über ein Verbindungsrohr (31) der beiden Verteilstücke (13,23) mit dem dem genannten Wellenstumpf (20) nahen stirnseitigen Zwischenraum (24) dienen, wobei das Verbindungsrohr (31) ein radial inneres, die beiden Verteilstücke (13, 23) verbindendes Zufuhrrohr (30) umgibt.

3. Kühlwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

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gekennzeichnet, daß der Innenkörper (6) über in Axialrichtung nach außen weisende Verbindungsrippen (9) mit den äußeren Tragscheiben (11 bzw. 21) fest verbunden ist

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