DE20005499U1

DE20005499U1 - Anordnung zur Durchbiegungskorrektur bei Quetschwalzen

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Publication number: DE20005499U1
Application number: DE20005499U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Suchy Textilmaschinenbau De GmbH
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2000-08-10
Anticipated expiration: 2010-03-24

Description

Anordnung zur Durchbiegungskorrektur bei Quetschwalzen

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Durchbiegungskorrektur bei Quetschwalzen mit mittenabgestützten Mantelrohren, insbesondere zur Druckbehandlung von Textil- und ähnlichen Bahnen, mit der bei jeweils unterschiedlichen Belastungen des Walzenpaares über deren Breite eine gleichmäßige Druckverteilung entlang der Berührungslinie hergestellt wird.

Bei derartigen Quetschwalzen, wie Foulards oder Kalander, werden über die außenliegenden Lagerzapfen radiale Kräfte eingeleitet, die zu einer elastischen Verformung, insbesondere einer Durchbiegung der Walzen, führen. Eine solche Durchbiegung läßt eine Biegelinie entstehen, die eine unterschiedliche Druckverteilung entlang der Berührungslinie beider Walzen verursacht. Für Foulards oder Kalander kommen vorwiegend Hohlwalzen zum Einsatz, bei denen durch die unterschiedlichsten Maßnahmen einer Durchbiegung entgegengewirkt wird.

So haben sich aufgrund ihres einfachen Aufbaus Walzentypen mit Stützkern bewährt, bei denen mittig auf dem Stützkern das Mantelrohr drehfest mit diesem verbunden ist. Auf diese Weise werden die Anpreßkräfte in den Bereich des Mantelrohres eingeleitet, in welchem bei an ihren Enden abgestützten Mantelrohren die Durchbiegung am größten ist. Mit bekannten Rechenprogrammen können für die verschiedensten Geometrien Kräfte und Verformun-

25 gen hinreichend genau ermittelt werden

Durch die mittige Abstützung der Mantelrohre weichen deren Ränder am meisten von der Ideallinie ab. Der Walzenkern kann sich bei dem zwischen den Lagerkräften und der Streckenlast sich

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einstellenden Kräfte- und Momentengleichgewicht frei durchbiegen.

Mit einer solchen mittenabgestützten Walze wird mit einfachen
Mitteln, unabhängig von der Durchbiegung der Walzenachse, in
Abhängigkeit von dem Widerstandsmoment der Mantelrohre eine
weitgehende Anpassung der Biegelinie des Walzenpaares erreicht. Die Abweichungen von der Ideallinie werden so auf ein Minimum begrenzt.

Nachteilig ist, daß die mittenabgestützten Mantelrohre für das erforderliche Widerstandsmoment eine große Massenträgheit besitzen
müssen. Das erfordert insbesondere bei großen Walzenbreiten
und Drücken relativ schwere Stahlkörper mit einem großen Durchmesser, was einen hohen Fertigungsaufwand und damit
verbunden hohe Kosten erfordert.

Große Walzendurchmesser haben darüber hinaus gegenüber kleineren Durchmessern den Nachteil, daß bei gleichen Gesamtdrücken ein geringerer spezifischer Druck erzeugt wird, wodurch derartige Walzen dann weniger effektiv sind.

Übersteigt die Linienlast das Widerstandsmoment der Mantelrohre, so weichen bei diesen Walzentypen dann insbesondere deren Ränder deutlich von der Ideallinie ab.

Zur Korrektur der Durchbiegung der Randbereiche von mittenabgestützten Mantelrohren ist es bekannt, deren Enden mittels
Druckkissen entsprechend der jeweiligen Linienlast elastisch
veränderbar abzustützen.

Nach dem Gebrauchsmuster G 93 19 240.1 ist eine Lösung beschrieben,
bei der die Kompensation an den Rändern durch Druckkissen, die mit einem Druckmittel beaufschlagt werden, erfolgt. Zu diesem Zweck ist an den Enden jeweils eine radiale Doppellagerung angebracht, zwischen der die einzelnen Druckkissen ange-

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ordnet sind,. Dadurch wird erreicht, daß die Druckkissen nicht mitrotieren und so mit Druckmittel über Kanäle und Schlauchanschlüsse versorgt werden können. Über den einstellbaren Druck des Druckmittels in den Druckkissen wird in Abhängigkeit des Anpreßdruckes beider Walzen eine Korrektur der Verformung an den Rändern ermöglicht.

Diese Lösung ist sehr aufwendig. Die Lagerstellen sind Verschleißteil, zu der recht komplizierte Flansche gehören. Die Druckkissen müssen hohen Drücken standhalten und dürfen nicht leck werden. Da als Druckmittel in der Regel eine Flüssigkeit Verwendung findet, können Leckagen eine Verschmutzung verursachen und damit größere Schäden im Arbeitsprozeß anrichten.
Für die Druckerzeugung durch ein Hydraulikaggregat wird zusätzlieh Platz und Energie benötigt.

Zur schnellen Erfassung von Störungen im Drucksystem, die Fehler bei der gewünschten Korrektur an den Enden der Mantelrohre verursachen, ist ein Mehraufwand für eine aufwendige Meßtechnik erforderlich.

Wie sich herausgestellt hat, ist eine Einstellung der Korrektur der Durchbiegung der Randbereiche eines mittenabgestützten Walzenpaares stets nur zu Beginn eines neuen Arbeitsprozesses erforderlich. Mit Hilfe der Hydraulik müssen demzufolge während eines Arbeitsprozesses lediglich die eingestellten Druckverhältnisse konstant aufrechterhalten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Herstellung einer annähernd gleichmäßigen Linienpressung entlang der Berührungslinie eines Walzenpaares mit mindestens einer mittenabgestützten Quetschwalze, bei dieser eine Durchbiegungskorrektur der Randbereiche für unterschiedliche Linienlasten, ohne zusätzliche Druckerzeuger, mit konstruktiv einfachen Mitteln zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Quetschwalze mit auf einem Stützkern drehfest mittenabgestützten Mantelrohr dadurch gelöst, daß den jeweils unterschiedlichen Linienlasten angepaßte Vollgummiringe bzw. Ringe aus einem Elastomer als Abstützelemente an den Enden der Mantelrohre, zwischen diesen und dem Stützkern der Quetschwalze, eingesetzt sind.

Die Abstützelemente sind zwischen dem Mantelrohr und dem Stützkern einvulkanisiert oder sind als Austauschteile ausgebildet und in Belastungsstufen austauschbar gestaltet. Die Austauschteile bestehen in vorteilhafter Weise aus unterschiedlichen Materialhärten. Sie können aber auch unterschiedliche Abmessungen besitzen oder unterschiedlich profiliert sein.

Die unterschiedlichen Materialhärten oder Gestaltungen der Austauschteile sind zweckmäßig nach einer Zuordnungstabelle für die verschiedenen Anpreßdrücke farblich gekennzeichnet. Um eine leichte Austauschbarkeit im eingebauten Zustand der Quetschwalzen zu ermöglichen, sind die Austauschteile einfach oder mehrfach in Segmenten geteilt.

Mittels skalierter Einstelleinrichtungen sind die Abstützelemente der Belastung entsprechend vorgespannt.

Die Vorspannung kann durch Spannelemente erfolgen, die konisch ineinander verschiebbar sind und so radial eine Keilwirkung erzeugen.

Nach einer anderen konstruktiven Lösung besteht die Einstelleinrichtung zur Herstellung der Vorspannung aus einer Preßanordnungen, mit der die Abstützelemente axial gegen jeweils einem auf den Enden des Stützkerns ortsfesten Bund gepreßt sind.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung des Kräfte- und Momentengleichgewichts an einen schematischen Schnitt eines Quetschwalzenpaares mit mittenabgestützten Man

telrohren,

Fig. 2 eine Darstellung des Kräfte- und Momentengleich gewichts an eine mittenabgestützten Quetschwalze, deren Enden durch Abstützelemente elastisch abgestützt sind,

Fig. 3 eine Teilansicht nach Fig. 2 mit einer radial auf das Abstützelemente wirkenden Preßvorrichtung,

Fig. 4 eine Teilansicht nach Fig. 2 mit einer axial auf das Abstützelement wirkenden Preßvorrich

tung,

Fig. 5 einen schnitt A-A nach Fig. 2 mit in Segmenten geteiltem Abstützelement.

In der Fig. 1 ist ein bekanntes Quetschwalzenpaar 1 dargestellt, das zur Druckbehandlung von Textil- und ähnlichen Bahnen bestimmt ist. Die außenseitig beschichteten Mantelrohre 2, 2" des Quetschwalzenpaares 1 sind auf eine Mittenabstützung 4, 4" mit den Stützkernen 3, 3" fest verbunden. Mit den Lagerzapfen 5, 5" ist das Quetschwalzenpaar 1 in einem Walzengestell gelagert. Über die Lagerzapfen 5, 5" werden die Kräfte F in die Stützkerne 3, 3" eingeleitet und über die Mittenabstützungen 4, 4" auf die Mantelrohre 2, 2" übertragen.

Für eine bestimmte Belastung durch die Kräfte F kann das Quetschwalzenpaar 1 konstruktiv so ausgelegt werden, daß eine annähernd konstante Druckverteilung Fl entlang der Berührungslinie der mit dem Walzgut 6 aufeinandergepreßten

Mantelrohre 2, 2" entsteht und die verbleibende Restdurchbiegung an den Enden nur noch ein Minimum ergibt. Wie in der Darstellung der Fig. 1 erkennbar ist, können sich die Stützkerne 3, 3" dabei frei durchbiegen.

Für voneinander abweichende Geometrien können mit bekannten Rechenprogrammen Kräfte und Verformungen schnell und hinreichend genau für bestimmte vorgegebene Linienlasten ermittelt werden.

Fig. 2 zeigt eine einzelne Quetschwalze 1.1, deren Mantelrohr in 4 auf dem Stützkern 3 mittenabgestützt und an den Enden 2.1, 2.2 durch Abstützelemente 7 elastisch abgestützt ist. Bei einem Quetschwalzenpaar können beide aber auch nur eine der Quetschwalzen als mittenabgestützte Rohrwalzen ausgebildet sein.

Die Abstützelemente 7 erzeugen bei dem Kräfteeintrag F durch die als Linienlast Fl erzeugte Gegenkraft eine Durchbiegung des Stützkerns 3 im Bereich der beiden Enden 2.1, 2.2 des Mantelrohres 2. Aufgrund der dadurch verursachten Verringerung des Abstandes zwischen dem Stützkern 3 und dem Mantelrohr 2 wird durch die Abstützelemente 7 eine auf das Mantelrohr 2 wirkende Korrekturkraft aufgebracht, die eine Durchbiegungskorrektur an den beiden Enden 2.1, 2.2 des Mantelrohres 2 bewirkt. Je stärker der auf die Quetschwalzen 1.1 wirkende Liniendruck in der Quetschfuge zu einer, in der Zeichnung nicht mit dargestellten Gegenwalze ist, um so größer wird über das dann stärker gedrückte Abstützelemente 7 die Korrekturkraft auf die inneren Mantelrohrenden 2.1, 2.2.
Die minimierte Restdurchbiegung an den Mantelrohrenden 2.1, kann sich im Bereich von Hundertstel bis Zehntel mm bewegen.

Die erforderliche Korrekturkraft kann mit Hilfe eines speziellen Rechenprogramms für Stützkernwalzen zur Berechnung der

Durchbiegung an den Rändern eines Mantelrohres nach der Beziehung, Kraft ist gleich Wegänderung mal Elastizitätswert, berechnen werden.

Die Abstützelemente 7 bestehen aus Vo11gummiringen bzw. Ringen aus einem Elastomer. Sie können zwischen dem Mantelrohr 2 und dem Stützkern 3 einvulkanisiert oder auch nur eingepreßt sein. Die Durchbiegungskorrektur erfolgt in diesem Fall dadurch, daß die Abstützelemente 7 vorzugsweise mittels skalierter Einstel- !einrichtungen 9, der Linienlast entsprechend, vorgespannt werden.

Die Vorspannung auf die Abstützelemente 7 kann sowohl radial als auch axial zu beiden Seiten 2.1, 2.2 der Quetschwalze 1.1 erfolgen.

Die Herstellung der radialen Vorspannung der Abstützelemente 7 ist in Fig. 3 dargestellt. Die Einstelleinrichtung 9 besitzt konisch ineinander verschiebbare Spannelemente ^0, die durch ein Ineinanderdrücken eine Spreizwirkung auf die Abstützelemente 7 ausüben.

Fig. 4 zeigt die Einstelleinrichtung 9, mit der die axiale Vorspannung hergestellt wird. Die Einstelleinrichtung 9 besteht aus einer Preßanordnung 11, mit der die Abstützelemente 7 axial gegen einen ortsfesten Bund bzw. einen Absatz 8 gepreßt werden.

Durch die Einengung der Abstützelemente 7 nach den Figuren 3 und 4 wird dessen Material mehr oder weniger inkompressibel und damit die Korrekturkraft verändert.

Nach einer weiteren Lösungsvariante sind die Abstützelemente 7 als Austauschteile gestaltet und in Belastungsstufen austauschbar ausgebildet. Die Austauschteile bestehen vorzugsweise aus unterschiedlichen Materialhärten. Sie können aber auch unterschiedliche Abmessungen besitzen oder unterschiedlich profiliert sein.

Die unterschiedlichen Materialhärten bzw. Gestaltungen der Austauschteile sind nach einer Zuordnungstabelle für die verschiedenen Anpreßdrücke farblich gekennzeichnet.

In Fig. 5 ist eine Lösung für eine leichte Austauschbarkeit der als Austauschteile gestalteten Abstützelemente 7 dargestellt. Dazu sind die Austauschteile einfach oder mehrfach in Segmenten 12, 12", 12'" geteilt, die in ihrem Kernmaterial· durch die Preßanordnung 11 verspannt werden. Zur Vereinfachung der Entnähme der Segmente 12, 12", 12"" aus der Quetschwalze 1.1 können in diese Gewindebuchsen einvulkanisiert sein.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung stellt sich bei einer richtigen Auswahl der Materialqualität der Abstützelemente 7 und deren richtige Vorspannung automatisch die erforderliche Korrekturkraft ein. Eine zusätzliche Hilfsenergie für eine Hydraulikanlage wird somit nicht benötigt. Es sind keine flüssigen Druckmittel erforderlich, bei denen stets die Gefahr für eine Verschmutzung und eine Beeinträchtigung des Arbeitsprozesses besteht. Die Abstützelemente 7 sind einfach auszutauschen.

Patentanwalt Manfred Treffurth .!..·.·*· ·· · Anordnung zur Durchbiegungskorrektur bei Quetschwalzen

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1	Quetschwalzenpaar mit mittenabgestützen Mantelrohren,
1.1	mittenabgestützte Quetschwalze, mit an den Enden elastisch abgestütztem
	Mantelrohr,
2,2'	Mantelrohre,
2.1,2.2	Enden des Mantelrohres,
3,3'	Stützkern,
4,4'	Mittenabstützung,
5,5'	Lagerzapfen, 3
6	Walzgut,
7	Abstützelemente,
8	Bund/Ab satz,
9	Einstelleinrichtung,
10,11	Spannelemente,

12, 12\ 12" in Segmenten geteiltes Abstützelement, F Lagerkräfte,

Fl Linienlast

Claims

1. Anordnung zur Durchbiegungskorrektur bei einer Quetschwalze mit auf einem Stützkern drehfest mittenabgestützten Mantelrohr, insbesondere zur Druckbehandlung von Textil- und ähnlichen Bahnen, deren Enden entsprechend der jeweiligen Linienlast zur Herstellung einer gleichmäßigen Druckverteilung entlang der Berührungslinie eines Quetschwalzenpaares durch Abstützelemente mit veränderbaren Abstützdrücken elastisch abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstützelemente (7) Vollgummiringe bzw Ringe aus einem Elastomer an den Enden (2.1, 102.2) des Mantelrohres (2), zwischen diesem und dem Stützkern (3) der Quetschwalze (1.1), eingesetzt und den jeweils unterschiedlichen Linienlasten (F1) anpaßbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützelemente (7) zwischen dem Mantelrohr (2) und dem Stützkern (3) einvulkanisiert sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützelemente (7) als Austauschteile ausgebildet und in Belastungsstufen austauschbar sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Austauschteile unterschiedliche Materialhärten besitzen und nach einer Zuordnungstabelle für die verschiedenen Anpreßdrücke farblich gekennzeichnet sind.

5. Anordnung nach Ansprüchen 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Austauschteile für eine leichte Austauschbarkeit einfach oder mehrfach in Segmenten 12, 12', 12" geteilt sind.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützelemente (7) mittels skalierter Einstelleinrichtungen (9) der Linienlast (F1) entsprechend vorgespannt sind.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtungen (9) konisch ineinander verschiebbare Spannelemente (10) besitzen, durch deren Keilwirkung die Abstützelemente (7) radial vorgespannt sind.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtungen (9) aus Preßanordnungen bestehen, mit der die Abstützelemente (7) axial gegen jeweils einem auf den Enden des Stützkerns (3) ortsfesten Bund/Absatz (8) gepreßt sind.