DD155541A5 - Verfahren zur steuerung der liniendruckverteilung einer walze und entsprechende walze - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezweckt eine Verringerung des Aufwandes fuer die Steuerung der Liniendruckverteilung einer Walze, wobei eine Aenderung des Liniendruckniveaus ohne Neueinstellung einer grossen Anzahl hoher Druecke erreichbar ist. Zur Steuerung der Liniendruckverteilung einer Walze mit einer den arbeitenden Walzenumfang bildenden umlaufenden Hohlwalze und einem diese der Laenge nach durchgreifenden, einen rundum Abstand von Innenumfang der Hohlwalze belassenden feststehenden Querhaupt und mit durch laengs des Querhauptes zu beiden Seiten der Wirkebene der Walze zwischen Querhaupt und Innenumfang der Hohlwalze angeordnete Laengsdichtungen, an denen die Hohlwalze mit ihrem Innenumfang vorbeigleitet, abgeteilten Laengskammern, von denen mindestens die auf der Seite des Walzspaltes gelegene mit einem fluiden Druckmittel fuellbar ist, wobei der gegen den Innenumfang der Hohlwalze wirkende Druck in mindestens einer der Laengskammern gegenueber dem in der Laengskammer herrschenden Druck zonenweise veraendert wird, ist als Loesung nunmehr vorgesehen, dass der Druck in den genannten Zonen erniedrigt wird.

Description

Verfahren zur Steuerung der Liniendruckverteilung einer Walze und entsprechende Walze

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung kann auf allen Gebieten der Technik eingesetzt werden, in denen durchbiegungssteuerbare Walzen be~ nötigt werden, also insbesondere bei der Herstellung und Bearbeitung von Papier, Textil- und Kunststoffolien und S ähnlichen bahnförmigen Materialien, aber auch zu Zwecken einer gleichmäßigen Unterstützung wie zum Beispiel bei Tragwalzenwicklern und dergleichen»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es gibt eine ganze Reihe von Walzenkonstruktionen mit umlaufender Hohlwalze und feststehendem Querhaupt, bei denen der Liniendruck in seinem Verlauf bis zu einem gewissen Grade steuerbar ist. Diese Walzen arbeiten mit im Innern der Hohlwalze längs derselben verteilten, zwischen Quer-» haupt und Hohlwalze wirkenden Stützelementen, die Kräfte vom Querhaupt auf den Innenumfang der Hohlwalze übertragen und sich am Querhaupt abstützen, wobei sich dieses innerhalb der Hohlwalze durchbiegt» Die Stützelemente bringen dabei gleichzeitig die zur Erzeugung des Liniendrucks erforderlichen Kräfte auf* Zur Herbeiführung von Unterschieden im Liniendruck werden die Stützelemente unterschiedlich gesteuert·

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Bei der US-PS 3 119 324 sind am Querhaupt entlang desselben aufgereihte Kolben/Zylindereinheiten vorgesehen, die gegen Stützschuhe wirken, die sich über einen Ölfilm am Innenumfang der Hohlwalze abstützt. Der den einzelnen Kolben/Zylindereinheiten zugeführte Druck kann unterschiedlich gesteuert werden. Bei der DE-OS 2 230 139 besitzen die Stützschuhe auf der dem Innenumfang der Hohlwalze zugewandten Seite Kammern, die über Drosselbohrungen aus dem Zylinderraum der Kolben/Zylindereinheiten mit Druckflüssigkeit versorgt werden, so daß die Stützschuhe zumindest teilweise hydrostatisch abgestützt sind und die Kräfte über die in den Kammern befindliche Druckflüssigkeit auf den Innenumfang der Hohlwalze übertragen werden.

Bei der DE-PS 1 46I O66 schließlich ist in dem Querhaupt eine Längsnut angebracht, in der hintereinander mehrere leistenartige Kolben untergebracht sind, die über Gleitschuhe gegen den Innenumfang der Hohlwalze drücken und deren Druckflüssigkeitsdruck separat gesteuert werden kann.

Bei den vorgenannten Ausführungsformen erfolgt die Steuerung des Liniendrucks an Stützelementen, die gleichzeitig auch den gesamten Liniendruck bereitstellen. Aus der DE-AS 2 332 861 ist nun eine weitere Walze bekannt, bei der ein Teil des Liniendrucks durch die in der Längskammer befindliche Druckflüssigkeit bereitgestellt wird, und bei der diesem Druck der Druck von Stützelementen entsprechend der DE-OS 2 230 139 überlagert ist, die sich im Innern der dem Walzspalt zugewandten Längskammer befinden und separat steuerbar sind, so daß sich einem im wesentlichen gleichmäßigen Druckanteil der Längskammer ein gesteuerter Zusatzanteil überlagert.

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Auch hierbei ist jedoch der alleinige Gedanke der, die Beeinflussung des Liniendrucks durch entsprechende Beeinflussung einer Reihe von diskreten separat steuerbaren Stützelementen vorzunehmen, die gleichzeitig an der Bildung des Liniendrucks beteiligt sind.

Bei einer auf diese Weise erfolgenden Liniendrucksteuerung ist es erforderlich, eine ganze Reihe von relativ hohen Drücken separat zu steuern» Die einzelnen Stützelemente erfordern diese hohen Drücke, weil sie ja zur Bereitstellung des Liniendrucks beitragen müssen.

Bei einer Änderung der Liniendruckverteilung und erst recht bei einer Änderung des gesamten Liniendruck-Niveaus muß eine große Anzahl von hohen Drücken neu eingestellt werden. Eine präzise Steuerung vieler derart hoher Drücke erfordert einen erheblichen Aufwand.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand für die Liniendrucksteuerung zu verringern,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Änderung des Liniendruck-Eiveaus ohne das Neueinstellen einer großen Anzahl hoher Drücke zu erreichen.

Diese Aufgabe- wird bei einem Verfahren zur Steuerung der Liniendruckverteilung einer Walze mit einer den arbeitenden Walzenumfang bildenden umlaufenden Hohlwalze und einem diese der Länge nach durchgreifenden, einem runden Abstand vom Innenumfang der Hohlwalze belassenden feststehenden

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Querhaupt und mit durch längs des Querhauptes zu beiden Seiten der Wirkebene der Walze zwischen Querhaupt und Innenumfang der Hohlwalze angeordneten Längsdichtungen, an denen die Hohlwalze mit ihrem Innenumfang vorbeigleitet, abgeteilten Längskammern, von denen mindestens die auf der Seite des Walzspaltes gelegene mit einem fluiden Druckmittel füllbar ist, wobei der gegen den Innenumfang der Hohlwalze wirkende Druck in mindestens einer der Längskammern gegenüber dem in der Längskammer herrschenden Druck zonenweise verändert wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druck in den Zonen erniedrigt wird· , .

Diese scheinbar einfache Maßnahme steht in grundsätzlichem Gegensatz zu der bisher bei der Liniendrucksteuerung allein vorherrschenden Geistesrichtung· Während bisher immer versucht wurde, den Liniendruckverlauf durch Aufbringung entsprechend unterschiedlicher Kräfte auf den Innenumfang der Hohlwalze zu erzeugen, wird bei der Erfindung von einem von vornherein gleichmäßigen Druck ausgegangen und dieser Druck stellen- bzw· zonenweise verringert, so daß die in diesen Stellen bzw· Zonen ausgeübten Kräfte gegenüber den sonst gleichmäßigen Kräften ebenfalls verringert sind und auf diese Weise eine Variation in der Kraftausübung und damit Liniendruckverteilung angebracht werden kann·

Der Vorteil besteht darin, daß sich der verringerte Druck wesentlich leichter steuern läßt als der hohe Druck in den einzelnen Stützelementen des Standes der Technik· Schon der Druck in der Längskammer ist wegen der großen Wirkfläche nicht allzuhoch, wenn ein bestimmter. Liniendruck erzeugt werden soll. Durch die Erniedrigung wird er natürlich noch geringer und leichter steuerbar·

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Es liegt im Rahmen der Erfindung, in den in Rede stehenden Zonen über dem Atmosphärendruck liegende Drücke aufrecht zu erhalten oder auch ein Vakuum· anzulegen· Die bevorzugte Ausführungaform jedoch sieht vor, daß der Druck in den Zonen gleich dem Atmosphärendruck gemacht wird, so daß überhaupt keine Steuerung von einzelnen Drücken mehr erforderlich ist«

Die aus der Längskammer ausgesparten Zonen v/erden mit der Atmosphäre oder dem Sumpf in Verbindung gebracht, wodurch sich von selbst der Überdruck Hull einstellt. Die Vereinfachung ist hierbei besonders sinnfällig.

Die Zonen, in denen der Druck erniedrigt wird, sind geometrisch bestimmt. Dadurch ergibt sich bei gleichbleibendem Druck in der Längskammer eine bestimmte Kraftverteilung auf dem Innenumfang der Hohlwalze und damit auch nur eine bestimmte Liniendruckverteilung, die an sich nur eine grobe Anpassung an einen geforderten Liniendruckverlauf ermöglichen würde.

Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, daß die Erfindung durch eine einfach zu bewerkstelligende Ausgestaltung sogar eine kontinuierliche Anpassung der Liniendruckverteilung ermöglicht.

Es ist bei Walzen der in Rede stehenden Art, bei denen die Druckausübung ausschließlich durch zwischen dem Querhaupt und dem Innenumfang der Hohlwalze in Längskammern befindliche Druckflüssigkeit erfolgt, bekannt, sowohl die dem Walzspalt zugewandte Kammer als auch die dem Walzspalt abgewandte Längskammer mit Druckflüssigkeit zu füllen. Dies läßt sich ohne besondere Vorkehrungen sogar überhaupt nicht vermeiden, da natürlich immer ein gewisser geringer Anteil der Druckflüssigkeit unter den Dichtungen der dem Walzspalt zugewandten Längskammer hindurch in die dem Walzspalt ab-

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gelegene Längskammer übertritt vend, diese nach und nach füllt. Es muß also auf jeden Fall eine Ableitung für diese Druckflüssigkeit vorgesehen sein, die, wenn die dem Walzspalt abgelegene Längskammer mit Druckflüssigkeit gefüllt ist, schon durch ihren Strömungswiderstand einen gewissen Gegendruck erzeugt. Dieser Gegendruck wird aber bei bekannten Ausführungsformen auch schon bewußt auf eine gewisse Höhe eingestellt, um eine definierte und leicht steuerbare Druckdifferenz zu erzeugen.

Der weiterführende Gedanke besteht nun darin, daß bei dem Verfahren, bei dem auch in der dem Walzspalt abgelegenen Längskammer ein gesteuerter Druckmitteldruck aufrechterhalten und der Liniendruck durch die Druckdifferenz in den beiden Längskammern bestimmt wird, erfindungsgemäß die Walze zur Verringerung der Wirkung der zonenweisen Druckverringerung mit niedrigeren absoluten Drücken in den Längskammern zur Erhöhung der Wirkung der zonenweisen Druckverringerung bei gleicher Druckdifferenz mit höheren absoluten Drücken betrieben wird.

Es zeigt sich dann, daß bei hohem Druckniveau und einer bestimmten Druckdifferenz der Einfluß der Zonen bei einem bestimmten angenommenen Liniendruck höher ist als bei einem niedrigeren Druckniveau. V/enn also nur eine geringe Korrektur des Liniendrucks erforderlich ist_s braucht lediglich die gewünschte Druckdifferenz bei einem niedrigen Druckniveau hergestellt zu werden»

Der.Grund hierfür liegt in dem Umstand, daß der Druck in der die zonenweise Druckerniedrigung oder Druckentlastung aufweisenden Längskammer eben nicht auf deren ganze Ausdehnung, sondern nur in bestimmten Teilbereichen derselben erniedrigt wird. Zur Erläuterung des Effektes sei ein in

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Längsrichtung begrenzter Abschnitt einer Walze betrachtet, in der sich in der dem Walzspalt zugewandten Seite eine der "Zonen" befindet. Die gegenüberliegende Längskammer enthält natürlich keine "Zone"* In dem der "Zone" in der dem Walzspalt zugewandten Längskammer entsprechenden Bereich wirkt somit in der dem Walzspalt abgewandten Längskammer deren hydraulischer Druck, Diesem Bereich steht auf der anderen Seite nur der ggf."auf Hull erniedrigte Druck der "Zone" gegenüber. Es verbleibt also eine Differenz, die auf der dem Walzspalt abgelegenen Seite gegen den Innenumfang der Hohlwalze wirkt und die Hohlwalze dort bei ausreichend hohem Druck in der dem Walzspalt abgewandten Längskammer vom Walzspalt hinv/egzuziehen bestrebt ist.

In den benachbarten Längenbereichen der Walze, in denen sich keine "Zonen" befinden, sind die Kräfteverhältnisse vom Druckniveau unabhängig; dort kommt es lediglach auf die Druckdifferenz an, die bei verschieden hohen Drücken in den beiden Längskammern immer gleich eingestellt werden kann. Je höher jedoch der Druck in der dem Walzspalt abgelegenen Längskammer ist, um so stärker wirkt sich das Vorhandensein der "Zonen" in den diese enthaltenden Längenbereichen der Walze aus und um so stärker wird die Walze in diesen Längenbereichen entlastet, \Yesentlich hierbei ist, daß für die Steuerung des Korrektureinflusses lediglich zv/ei relativ niedrige Drücke' gesteuert werden müssen, nämlich die Drücke in den beiden Längskämmern, während bei den Walzen des Standes der Technik eine Vielzahl von hohen Drücken unabhängig voneinander gesteuert werden müssen.

Die Erfindung verkörpert sich auch in der Walze, an der das Steuerverfahren ausführbar ist.

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Eine Walze zur Durchführung des Verfahrens mit in einer Längskammer durch ringförmige, am Querhaupt angebrachte und gegen den Innenumfang der Hohlwalze anliegende Dichtungsglieder abgeteilten Zonen gegenüber der Längskammer unterschiedlichen Drucks, in die im Querhaupt angeordnete Zuleitungen münden, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen wahlweise durch ein Ventil absporrbar oder drosselfrei mit einem Bereich gegenüber der Längskammer niedrigen Drucks verbindbar sind.

Der Bereich niedrigen Drucks, mit dem die "Zonen" verbindbar sind, ist vorzugsweise der Druckmittel-Vorratsbehälter, so daß also der sich in den "Zonen" einstellende Druck der Atmosphärendruck ist.

Eine Möglichkeit der praktischen Verwirklichung der Abteilung der Zonen besteht darin, daß die Dichtungsglieder durch in zylindrischen radialen Ausnehmungen des Querhaupts, in die die Zuleitungen münden, unter Abdichtung geführte, stirnseitig gegen den Innenumfang der Hohlwalze unter der Wirkung einer nachgiebigen Kraft unmittelbar dicht anliegende Ringe gebildet sind» .

Die dichte Anlage der Rohrabschnitte ist natürlich nicht so zu verstehen, als ob ein hermetischer Abschluß vorlage. Vielmehr wird es beim Umlauf der Hohlwalze ebenso wie an den Längsdichtungen auch an den Rohrabschnitten ständig zu einem geringen Übertritt von Druckmittel in das Innere der Rohrabschnitte kommen. Es bildet sich am Innenumfang der Hohlwalze ein Druckmittelfilm, der zu einem gewissen Anteil unter der Stirnseite der Rohrabschnitte hindurch mitgenommen wird. Wenn dann die Zuleitung abgesperrt ist, füllt sich das Innere des Rohrabschnittes relativ schnell mit dem Druckmittel, und es baut sich wegen der Absperrung

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dort ein Druck auf, der dem Druck in der umgebenden Längskammer entspricht. In diesem Zustand nehmen auch die durch die Rohrabschnitte gebildeten "Zonen" an der Druckausübung auf den Innenumfang der Hohlwalze teil bzw· treten praktisch nicht in Erscheinung, Wird aber die Zuleitung geöffnet, so kann jegliches in das Innere des Rohrabsc.hnittes übertretende Druckmittel sogleich abströmen, ohne daß es wegen der Drosselfreiheit zu einem Druckaufbau kommen kann. Der Ausdruck "drosselfrei" ist natürlich in praktischem Sinne zu verstehen: Selbstverständlich hat jede Leitung schon eine gewisse Drosselwirkung, Dies ist jedoch hier nicht gemeint. Vielmehr soll in der Zuleitung keine ausgesprochene Engstelle "vorhanden sein, die bei dem Hindurchströmen der in Betracht kommenden Flüssigkeitsmengen zu einem merklichen Druckaufbau führt. Im Zustand der offenen Zuleitung findet in den durch die Rohrabsc.hnitte gebildeten "Zonen" keine Druckausübung statt, sondern es kommt zu der*gewünschten gezielten Verungleichmäßigung der Druckausübung in der Längskammer,

Die Anordnung der "Zonen" richtet sich nach der gewünschten Beeinflussung der Liniendruckverteilung, Die Anbringung der "Zonen" ist also nicht nur auf die dem Walzspalt zugewandte Längskammer beschränkt, sondern kann auch in der dem Walzspalt abgewandten Längskammer erfolgen. Die Verteilung der "Zonen" längs der Walze richtet sich nach den Bedürfnissen der Liniendruckbeeinflussung,

Bei einer bevorzugten Ausführungsform jedoch ist in der dem Walzspalt zugewandten Längskammer in der Mitte und an den Enden der Walze je eine Zone verringerten Drucks vorgesehen..

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Diese Ausführungsform ist besonders für die Fälle geeignet, in denen die Liniendruckverteilung die sogenannte W-Linie ergibt und kann dann dazu dienen, diese unerwünschte Abweichung von der gleichmäßigen Liniendruckverteilung zu mildern*

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden* In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig· 1*: eine schematische Darstellung eines Walzenpaares, bei dessen Unterwalze die Erfindung verwirklicht ist,

Fig# 2: einen Teil-Querschnitt durch eine einzelne, durch einen Ring gebildete Zone,

Fig» 3: einen Querschnitt durch die Unterwalze in Fig. 1 nach der Linie III - III,

Fig· 4J einen entsprechenden Querschnitt nach der Linie IV - IY,

Fig· 5: noch einmal schematisch einen Querschnitt entsprechend Fig· 3 mit angedeuteter Steuerung der Zonen,

Fig· '6: ein Diagramm der Wirkungsweise der Zonen,

Fig« 7: eine schematische Ansicht eines Fig· 1 entsprechenden Y/alzenpaares, bei welchem die erfindungsgemäße Walze die Unterwalze ist,

Fig· 8: ein Diagramm der Liniendruckverteilung - die sogenannte W-Linie·

Die in Fig· 1 dargestellte Walz-enanordnung umfaßt eine Unterwalze -10 und eine Oberwalze 20, zwischen denen eine

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Warenbahn 30 einer Druckbehandlung in einem Walzspalt 31 ausgesetzt wird» Die Oberwalze 20 ist eine konventionelle massive Walze» Die Unterwalze 10 hingegen umfaßt eine umlaufende Hohlwalze 1, deren Außenumfang 2 den arbeitenden Walzenumfang bildet und die der Länge nach von einem stillstehenden Querhaupt 3 durchgriffen ist, welches allseitig Abstand zum Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 beläßt, so daß es sich innerhalb der Hohlwalze 1 durchbiegen kann, ohne mit dem Innenumfang 4 in Berührung zu kommen.

Die Zapfen 21 der Oberwalze 20 sowie die aus der Hohlwalze 1 an den Enden vorstehenden Enden 5 des Querhauptes 3 sind im Walzenständer geführt und werden durch geeignete, nicht dargestellte Belastungsvorrichtungen gegeneinander gedrückt.

In dem Zwischenraum zwischen dem Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 und dem Querhaupt 3 sind durch längs des Querhauptes 3 auf beiden Seiten desselben verlaufende, am Querhaupt 3 angeordnete Längsdichtungen 6 sowie geeignete, an den Enden der Hohlwalze 1 angeordnete, durch nicht dargestellte Querdichtungen, Längskammem abgeteilt, von denen die auf der Seite des Walzspalts gelegene Längskammer die Bezugszahl 7» die auf der gegenüberliegenden Seite gelegene Längskammer die Bezugszahl 8 trägt. Die Längskammer 7 wird mittels einer Pumpe 9 über eine Leitung 11 mit Druckflüssigkeit gefüllt. Der sich einstellende hydraulische Druck wirkt gleichmäßig gegen den Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 auf der Seite des Walzspaltes und ergibt den erforderlichen Liniendruck· Auf der anderen Seite stützt sich die Druckflüssigkeit gegen das Querhaupt 3 ab, welches sich unter dieser Belastung durchbiegt, d. h. die zur Erzeugung der dem Liniendruck entsprechenden Gegenkräfte erforderliche Durchbiegung übernimmt und von "der Hohlwalze 1 fernhält. Die Hohlwalze 1 kann natürlich tatsächlich auch gebogen

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sein, wenn sie sich unter der Wirkung des gleichmäßig von innen wirkenden Drucks der Druckflüssigkeit an eine gebogene Gegenwalze anlegt b2w. deren Biegung folgt.

Der gegen den Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 in der Längskammer 7 ausgeübte Druck ist nun zwangsläufig über die Längserstreckung der Längskammer 7 gleichmäßig. Unter bestimmten Umständen kann es erwünscht sein, diese gleichmäßige Druckausübung an bestimmten Stellen zu modifizieren. Hierzu sind gemäß Pig* 1 in der Längskammer 7 durch Ringe 12 Zonen 13 ausgespart_s die druckmäßig von der Längskammer 7 getrennt sind.

Die Ausbildung der Ringe 12 im einzelnen geht aus Pig, 2 hervor«. Die Ringe 12 sind auf ihrer dem Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 zugewandten Stirnseite 25 entsprechend der Gestalt des Innenumfangs 4 geformt und liegen dicht an diesem an. Die Ringe 12 sind mit ihrem rückwärtigen Teil in entsprechenden zylindrischen Ausnehmungen 14 des Querhauptes 3 untergebracht und durch sich über ihren Umfang erstreckenden Dichtungen 15 gegen die Innenwand der Ausnehmung 14 abgedichtet. Die Ringe 12 stehen ferner unter der Y/irkung einer Feder 16, die sich gegen den Boden 17 der Ausnehmung und einem Innenbund des Ringes 12 abstützt und den Ring 12 in Anlage am Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 hält. '

In die Ausnehmung 14 und damit in die durch das Innere des Ringes 12 gegebene Zone 13 mündet eine Zuleitung 18, die über ein Ventil 19 mit einer Rückleitung 22 in Verbindung steht, die in den unter Atmosphärendruck stehenden Vorratsbehälter 23 führt«, Jeder Zone 13 bzw. jedem Ring ist eine solche Leitung 18 mit einem Ventil 19 zugeordnet.

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Das Ventil 19 kann wahlweise die Leitung 18 absperren oder öffnen* Die Leitungsquerschnitte sind groß gewählt, so daß Druckflüssigkeit aus der Zone 13 praktisch ohne Drosselwirkung in den Rückleitungen 22, d* h. ohne Druckaufbau, in den Vorratsbehälter 23 abströmen kann.

Die Ringe 12 und die Ausnehmungen 14 sind in dem Ausfüh-* rungsbeispiel von kreisförmigem Querschnitt mit in der Wirkebene auf der Walzenachse senkrechter Achse* Es kommen jedoch auch andere Formen in Betracht, z, B* längliche, sich in Umfangsrichtung erstreckende Ausbildungen, Die Erstreckung der Zonen 13 in Walzenlängsrichtung soll nur einen Bruchteil der Walzenlänge betragen, v/eil die Zonen 13 nur eine stellenweise Korrektur der Druckverteilung ausüben sollen*

Die Punktion der Ringe 12 ist die folgende/ Wenn beispielsweise die Hohlwalze 1 gemäß Pig* 2 im Sinne des Pfeiles 24 umläuft, so gleitet sie an der Stirnseite 25 des Ringes 12 entlang. Die Längskammer 7 ist mit Druckflüssigkeit gefüllt, die am Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 einen PiIm bildet, der zumindest teilweise bei der relativ hohen Relativgeschwindigkeit des Innenumfanges 4 gegenüber der Stirnseite 25 unter dieser entlang mit in das -Innere der Zone 13 genommen wird. An dem im Sinne des Pfeiles 24 gegenüberliegenden Rand des Ringes 12 wird ein Teil der Druckflüssigkeit abgestreift, so daß sich in der Zone 13 beim Umlauf der Hohlwalze 1 Druckflüssigkeit ansammelt. Ist nun das Ventil 19 geschlossen, so baut sich in der Zone 13 ein Druck auf, der im wesentlichen dem Druck in der Längskammer 7 entspricht* Dieser Druckaufbau geht,· da im allgemeinen die Zone.13 und die Zuleitung 18 ohnehin schon mit Druckflüssigkeit gefüllt sind, relativ rasch vo-r sich. Wenn der Druck in der Zone 13 den Wert

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des Drucks in der Längskammer 7 angenommen hat, macht sich das Vorhandensein der Zone 13 praktisch nicht bemerkbar· Es findet keine oder kaum eine Beeinflussung der ,durch die Druckflüssigkeit in der Längskammer 7 gegebenen Liniendruckverteilung statt. Wird aber das Ventil 19 geöffnet, so kann die in die Zone 13 eintretende Druckflüssigkeit drosselfrei in den Vorratsbehälter 23 abströmen, und es baut sich in der Zone 13 kein Druck auf. Die Zone 13 ist dann aus der durch die Druckflüssigkeit in der Längskammer gegebenen ansonsten gleichmäßigen Druckausübung ausgespart. Es wird an dieser Stelle Druck weggenommen und die Liniendruckverteilung im Walzspalt 31 entsprechend beeinflußt.

Die Zonen 13 sind in Pig. 1 in der Längskammer 7 gezeigt. Dies ist zwar die meist in Betracht kommende Ausführungsform, doch ist es prinzipiell auch möglich, Zonen verringerten Drucks in der gegenüberliegenden Längskammer 8 anzubringen, die durch die gestrichelten Zonen. 13 * angedeutet ist, die statt der oder zusammen mit den Zonen 13 in der Längskammer 7 vorhanden sein können.

In Pig# 1 ist. nur jeweils eine durch einen Ring 12 gegebene Zone 13 in der Wirkebene der Unterwalze 10, d. h. in der die Achsen der Unterwalze 10 und der Oberwalze 20 verbindenden Ebene, dargestellt. Um die Beeinflussung des Liniendrucks zu verfeinern, sind gemäß Pig. 3 in gleicher Höhe, d# h. in gleichem Längenbereich der Unterwalze 10 jeweils drei Ringe 12 vorgesehen, die getrennt gesteuert werden können und eine Variation der Druckentlastung an der betreffenden Stelle ermöglichen. Die beiden äußeren Ringe sind in dem Ausführungsbeispiel durch eine gemeinsame Zuleitung 18 mit einem Ventil 19 verbunden, welches in einer Ausnehmung 26 des Querhauptes 3 in der Längskammer 8 auge·;» ordnet ist. Der mittlere Ring 12 ist über eine unterhalb

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der Zeichenebene gelegene Zuleitung 18* mit einem hinter dem Ventil 19 gelegenen nicht dargestellten Ventil verbunden* Das Ventil 19 verbindet die Zuleitung 18 mit der Rückleitung 22. Das dahinter liegende Ventil verbindet die Zuleitung 18' mit der Rückleitung 22. Es können also wahlweise entweder die beiden äußeren oder alle drei Ringe 12 druckentlastet werden. Die Ventile 19 sind als Magnetventile ausgebildet, die in der Ausnehmung 26 leicht zugänglich sind und nur geringen Querschnitt für die elektrischen Zuleitungen benötigen. Die Darstellung der Ventile 19 in Pig. 1 ist natürlich nur schematisch»

Bei der bisher geschilderten Ausführung kann nur eine schrittweise Beeinflusnung des Liniendrucks erfolgen. Die Zonen 13 sind entweder abgesperrt oder mit dem Vorratsbehälter 23 verbunden, so daß ein fester Druckbetrag entweder vorhanden ist oder nicht. Es ist aber_c auch möglich, die Anordnung so auszugestalten, daß eine kontinuierliche Variation der durch die einzelnen Zonen 13 sich ergebenden Mniendruckbeeinflussung herbeigeführt werden kann.

Normalerweise wird Druckflüssigkeit über die Pumpe 9 und die Leitung 11 nur in die dem Y/alzspalt 31 zugewandte Längskammer 7 eingeleitet. An den Längsdichtungen 6 tritt natürlich Druckflüssigkeit in die Längskammer 8 über, die üblicherweise in den Vorratsbehälter zurückgeleitet wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist jedoch zwischen den Längskammern 7 und 8 eine Überströmleitung 27 vorgesehen, die ein Differenzdruckventil. 28 auf v/ei st. Es strömt also ein gewisser Anteil der Druckflüssigkeit in der Längskammer 7 ständig in die Längskammer 8 über und aus dieser über die Leitung 29 über das Druckeinstellventil 32 in den Vorratsbehälter 23· Die Längskammer 8 wird also nicht

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praktisch drucklos gehalten, sondern es wird in ihr ein definierter Druck erzeugt, der um einen durch die Einstellung des Dixferenzdruckventils 28 gegebenen Betrag niedriger liegt als der Druck in der Längskaramer 7· Der Liniendruck wird also nicht mehr durch den absoluten Druck in der Längskammer 7» sondern durch die Druckdifferenz zwischen den Längskammern 7 und 8 bestimmt· Der gleiche Liniendruck kann also bei einem niedrigeren Druckniveau, d. h. bei niedrigen Drücken in beiden Längskammem 7 und 8, und auch bei einem hohen Druckniveau, d· h. bei hohen Drücken in den Längskammem 7 und 8, erzeugt werden. Bei über die Länge der Längskammern I₉ 8 gleichmäßigen Verhältnissen tritt das Druckniveau nach außen nicht inErscheinung.

Wohl aber spielt das Druckniveau für die Präge der Stärke der Beeinflussung des Liniendruckverlaufs durch das Vorhandensein der drucklosen Zonen 13 eine Rolle.

In Pig. 5 ist die Betätigung von drei in der Längskammer über den Umfang verteilten Zonen 13 noch einmal schematisch wiedergegeben. In der Stellung a sind alle drei Zonen 13 abgesperrt und machen sich praktisch nicht bemerkbar. In der Stellung b des Ventils 19 sind die beiden äußeren Zonen 13 drucklos, während die mittlere Zone 13 abgesperrt ist. In der Stellung c schließlich sind alle drei Zonen 13 drucklos und vermindern in dem innen entsprechenden breiten Bereich die auf den Innenumfang der Hohlwalze 1 ausgeübten Kräfte.

In Pig» 6 ist schematisch die in den Zonen 13 entsprechenden Längenbereich auf den Innenumfang der Hohlwalze 1 ausgeübte resultierende Kraft K in Abhängigkeit vom Druck P in der Längskammer 8 dargesxei.lt.'. Es werde die Kurve 33 betrachtet, die einem Liniendruck von etwa 50 kp/cm ent-

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spricht, der sich in der Walze einstellen würde, wenn keine Beeinflussung durch die Zonen 13 stattfindet· Nun werden alle drei Zonen 13 gemäß Pig· 5 aktiviert, d· h· drucklos gemacht. Bei P=O, also keinem Druck in der Längskammer 8, ergibt sich dann bei der in "Pig· 5 dargestellten Konfiguration ein positiver, d· h· gegen den Walzspalt 31 gerichteter Kraftbetrag 33», weil eben die Zonen 13 in ihrem Längenbereich sich nicht über die gesamte Umfangsausdehnung der Längskammer 7 erstrecken und somit auch in dem Längenbereich der Zonen 13 durch die zwischen ihnen verbleibenden, den Druck der Längskammer 7 aufweisenden Bereiche 34 Druck ausgeübt wird, der die Hohlwalze 1 an dieser Stelle gegen die Walze 20 treibt·

Die Kraft K fällt aber ab, wenn der Druck P der Längskammer 8 gesteigert wird· Natürlich muß, um den Liniendruck auf dem geforderten Wert zu halten, dabei auch der Druck in der Längskammer 7 gesteigert werden· Da aber den Zonen 13 in der Längskammer 7, in denen kein Druck herrscht, in der Längskammer 8 spiegelbildlich Zonen gegenüberstehen, in denen sich nunmehr der erhöhte Druck P bemerkbar macht, treten bei einer Steigerung des Drucks P dem anfänglichen Wert 33^f der Kraft K entgegenwirkende Komponenten auf, die die gegen den Walzspalt 31 gerichtete Kraft K des den Zonen 13 entsprechenden Längenbereichs vermindern und schließlich sogar ins Negative verkehren, so daß bei entsprechender Steigerung des Drucks P die Hohlwalze 1 in dem in den Zonen 13 entsprechenden Längenbereich vom Walzspalt 31 weggezogen wird·

Nur durch die Wahl des Druckniveaus unter Beibehaltung des Liniendrucks kann also der Einfluß der Zonen 13 von Null, d# h· vom Herrschen des Drucks der Längskammer 7» auch in den Zonen 13 kontinuierlich vermindert und sogar in vom

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Walzspalt wegweisende Kraftkomponenten überführt werden·

Die Kurve zeigt die gleichen Verhältnisse, wenn von einem einzuhaltenden Liniendruck von 100 kp/cm ausgegangen wird.

Die bei druckloser Längskammer 8 sich einstellende Anfangskraft 35' ist dann natürlich doppelt so hoch wie die Anfangskraft 33'· Die Kurve 36 gilt für einen Liniendruck von 50 kp/cm ,wenn nur die beiden äußeren Zonsn 13 gemäß Pig. 5 über die Leitung 18 mit dem Vorratsbehälter 23 verbunden sind. Die Neigung dieser Kurve ist geringer, weil der drucklose Anteil in der Längskammer 7 und damit auch der Einfluß der spiegelbildlich gegenüberliegenden Druck P führenden Bereiche in der Längskammer 8 geringer ist. Die Kurve 37 zeigt den Verlauf bei der gleichen Konstellation und 100 kp/cm Liniendruck.

In den Pig. 7 und 8 ist, um die Bedeutung der Erfindung zu erläutern, ein häufig vorkommender Anwendungsfall dargestellt, der der Pig. 1 entspricht und bei dem die Oberwalze 20 eine konventionelle massive Walze und die Unterwalze 10 eine Walze mit drei auf der Seite des Walzspalts angeordneten, durch Ringe 12 ausgebildeten druckentlasteten Zonen 13 ist. Es sei zunächst der Pail betrachtet, daß die Zonen 13 nicht aktiv sind. In einem solchen Pail zeigt die Praxis und kann auch rechnerisch nachgewiesen werden, daß trotz der gleichmäßigen Druckausübung in der als schwimmende Walze gebildeten Unterwalze 10 sich über die Breite, d· h· längs des Walzspalt.s, keine gleichmäßige Liniendruckverteilung einstellt. Dies ist auf die unterschiedlichen Biegelinien der Hohlwalze 1 und der massiven Oberwalze 20 zurückzuführen. Pig. 8 stellt die

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Verteilung der Liniendrucks L über die Länge des Walzspalts der darüber gezeigten Unterwalze 10 und Oberwalze 20 dar· Gewonnen wurde die Mniendruckkurve über eine mit Hilfe der Methode der finiten Elemente durchgeführte Berechnung der Abweichung der Biegelinien der Unterwalze 10 und Oberwalze 20 voneinander» Der Verlauf dieser Abweichung längs des Walzspalts führt angenähert zum Verlauf des Liniendrucks. Es ergibt sich eine sogenannte W-Linie, d· h· eine Liniendruckverteilung, die in der Mitte und an den beiden Enden höhere Werte aufweist als in den dazwischenliegenden Bereichen·

Um die Entstehung dieser Kurve plausibel zu machen, ist es zweckmäßig, vom Anstellvorgang der beiden Walzen auszugehen· Die Unterwalze 10 kann dank ihrer Eigenschaften gerade eingestellt v/erden· Die Oberwalze 20 !hängt unter ihrem Gewicht in der Mitte nach unten durch· Beim Anstellen der Walzen gibt es also zunächst in der Mitte eine Anlage· Der Liniendruck ist also in der Mitte zunächst höher als am Rand· Werden die Walzenzapfen dann weiter angenähert, so legen sich, beide Walzen auf ihrer ganzen Länge gegeneinander, wobei aber die Erhöhung des Liniendrucks in der Mitte erhalten bleibt· Bei Steigerung der Anpreßkraft erfolgt· die Anlage vorzugsweise an den Enden, weil diese bei der konventionellen Oberwalze 20 am wenigsten ausweichen können· Zur Mitte hin fällt der Liniendruck ab, weil die Oberwalze 20 sich nach oben wegbiegt· Zusammen mit der durch das Gewicht gegebenen Liniendruckerhöhung in der Mitte stellt sich dann die in Pig« 8 wiedergegebene Verteilung ein·

Wenn nun an den angegebenen Stellen druckerniedrigte Zonen 13 vorgesehen werden, so wird von der durch die Druckflüs-

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sigkeit in der Längskammer T ausgeübten Kraft etwas weggenommen· Dadurch sinkt naturgemäß auch der Liniendruck an diesen Stellen und in ihrer Umgebung etwas ab» Die Anordnung der Zonen 13 in Pig· 7 entspricht den Stellen höchsten Liniendrucks in Fig_# 8· Diese Stellen höchsten Liniendrucks werden dadurch heruntergedrückt, so daß die aus Pig· 8 ersichtlichen starken Abweichungen von einer gleichmäßigen Liniendruckverteilung eingeebnet bzw. in günstigen Fällen praktisch zum Verschwinden gebracht werden können·

Claims (6)

6. 4. 1981 AP P 16 C / 226 Λ _ _ 58 544 27 22 63 65 - 21 - Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Steuerung der Idniendruckverteilung einer Walze mit einer den arbeitenden Walzenumfang bildenden umlaufenden Hohlwalze und einem diese der Länge nach durchgreifenden, einen rundum Abstand vom Innenumfang der Hohlwalze belassenden feststehenden Querhaupt und mit durch längs des Querhauptes zu beiden Seiten der Wirkebene der Walze zwischen Querhaupt und Innenumfang der Hohlwalze angeordneten längsdichtungen, an denen die Hohlwalze mit ihrem Innenumfang vorbeigleitet, abgeteilten Längskammern, von denen mindestens die auf der Seite des Walzspaltes gelegene mit einem fluiden Druckmittel füllbar ist, wobei der gegen den Innenumfang der Hohlwalze wirkende Druck in mindestens einer der Längskammern gegenüber dem in der Längskammer herrschenden Druck zonenweise verändert wird, gekennzeichnet dadurch, daß der Druck in den Zonen erniedrigt wird,

2· Verfahren nach Punkt 1, bei welchem auch in der der Walzspalte abgelegenen Längskammer ein gesteuerter Druckmitteldruck aufrechterhalten und der Liniendruck durch die Druckdifferenz in den beiden Längskammern bestimmt wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Walze zur Verringerung der Wirkung der zonenweisen Druckverringerung mit niedrigeren absoluten Drücken in den Längskammern, zur Erhöhung der Wirkung der zonenweisen Druckverringerung bei gleicher Druckdifferenz mit höheren absoluten Drücken betrieben wird·

3· Walze zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 oder 2 mit in einer Längskammer durch ringförmige, am Quer^ haupt angebrachte und gegen den Innenumfang der Hohl-

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walze anliegende Dichtungsglieder abgeteilten Zonen gegenüber der Längskammer "unterschiedlichen Drucks, in die im Querhaupt angeordnete Zuleitungen münden, gekennzeichnet dadurch, daß die Zuleitungen (18, 18') wahlweise durch ein Ventil (19) absperrbar oder drosselfrei mit einem Bereich gegenüber der Längskammer (7, 8) niedrigeren Drucks verbindbar sind·

4# Walze nach Punkt 3» gekennzeichnet dadurch, daß der Bereich niedrigeren Drucks der Druckmittel-Vorratsbehälter (23) ist,

5# Walze nach Punkt 3 oder 4» gekennzeichnet dadurch, daß die Dichtungsglieder durch in zylindrischen radialen Ausnehmungen (14) des Querhaupts (3)> in die die Zuleitungen (18) münden, unter Abdichtung geführte, stirnseitig gegen den Innenumfang (4) der Hohlwalze (1) unter der Wirkung einer nachgiebigen Kraft unmittelbar dicht anliegende Ringe (12) gebildet sind,

6· Walze nach einem der Punkte 3 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß in der dem Walzspalt (31) zugewandten Längskammer (7) in der Mitte und an den Enden der Unterwalze (10) je eine Zone (13) verringerten Drucks vorgesehen ist·

Hierzu.„.d„„. Seiten Zeichnungen