DE3025799C2

DE3025799C2 - Preßwalze, deren Durchbiegung einstellbar ist

Info

Publication number: DE3025799C2
Application number: DE3025799A
Authority: DE
Inventors: Christian 7920 Heidenheim Schiel; Robert 7922 Herbrechtingen Wolf
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1980-07-08
Filing date: 1980-07-08
Publication date: 1982-11-25
Also published as: SU1097208A3; IT8122795A0; YU166981A; CS489081A2; FI69188B; IT1137289B; FI69188C; ATA265281A; FI812076L; AT382409B; CS231179B2; DE3025799A1; US4399747A

Description

a) Die Kulisse (19) weist eine Verlängerungsbüchse (22) auf, die sich konzentrisch zum Walzenmantel (11,12) bis an dessen Ende erstreckt und mit einer Durchtrittsöffnung (8) für das Stützelement (21,21') versehen ist;

b) zwischen der Verlängerungsbüchse (22) und dem Walzenmantel (11,12) ist ein Radial-Dichtring (23) vorgesehen;

c) zwischen der Verlängerungsbüchse (22) und dem Abstützbock (14) ist ein Axial-Dichtring (26) vorgesehen.

5. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb einer am Walzenmantel (11) vorgesehenen Preßzone (BL) zwischen dem Joch (13) und dem Walzenmantel (11) ein Zusatz-Stützelement (Z) vorgesehen ist, das ebenfalls in der Preßebene relativ zum Joch (13) verschiebbar ist.

6. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer Antriebseinrichtung für den Walzenmantel gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) der Walzenmantel (H₁12) weist im Bereich der Kulisse (19) eine Innenverzahnung (28) auf, die das Hohlrad eines Planetengetriebes (28 bis 31) ist;

b) die Kulisse (19) bildet den Planetenträger für zwei Planetenräder (29), deren Drehachsen (30) sich in einer wenigstens angenähert senkrecht zur Preßebene liegenden Ebene befinden;

c) ein lose zwischen den Planetenrädern ruhendes Sonnenrad (3!) ist mittels einer Irr seinem Inneren angeordneten Zahnkupplung (33) mit einer Antriebswelle (32) verbunden;

d) das Joch (13) weist eine Ausnehmung für das Sonnenrad (31) und für die Antriebswelle (32) auf.

7. Preßwalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der Ausnehmung für die Antriebswelle (32) kleiner ist als die lichte Weite der Ausnehmung für das Sonnenrad (31), und daß das Joch (13) einen seitlichen Durchbruch für das Einführen des Sonr.enrades aufweist.

8. Preßwalze nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (13) an seinen Führungsflächen für die Kulisse (13) hydrostatische Entlastungsfelder aufweist

Die Erfindung geht aus von einer Preßwalze nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Preßwalzen dieser Art sind bekannt aus der DE-PS 10 26 609 und aus der DE-AS 22 54 392. Eine solche Preßwalze bildet in der Regel zusammen mit einer Gegenwalze eine Walzenpresse, die zwischen den beiden Walzen einen Preßspait aufweist, durch den eine zu behandelnde Materialbahn hindurchgeführt wird. Solche Walzenpressen werden beispielsweise im Naßteil von Papiermaschinen verwendet (als Entwässerungspressen) oder zur Glättung des getrockneten Papiers, z. B. in Kalandern. Insbesondere in dem zuletzt genannten Anwendungsfall ist eine äußerst präzise Paßform zwischen der Preßwalze und der Gegenwalze erforderlich, damit die Dicke des Papiers über die Papierbahnbreite gleichmäßig wird, so daß beim Aufrollen der Papierbahn ein zylindrischer Wickel entsteht. Wenn nämlich die Paßform zwischen den Walzen ungenau ist, dann entstehen beim Aufrollen der Papierbahn ungleichförmige Wickel, die sich nur schlecht weiterverarbeiten lassen und zu Ausschuß führen.

Bei der Behandlung eines Papierbahn in einer solchen Walzenpresse kann es erwünscht sein, auf die Randbereiche der Papierbahn einerseits und auf den Mittelbereich andererseits unterschiedliche Preßkräfte auszuüben. Dadurch versucht man, Ungleichförmigkeiten der Papierdicke zu beseitigen, die an anderen Stellen der Papiermaschine verursach» worden sein können (Beispiele: Ungleiche Flächengewichtsverteilung, ungleiche Feuchtigkeit eines Trockenfilzes, ungleicher Trockengehalt der Papierbahn vor einem Glättwerk). Die bekannten Walzenpressen, die eine Preßwalze mit einstellbarer Durchbiegung und eine massive Gegenwalze aufweisen, haben den Nachteil, daß die gewünschte Gleichförmigkeit der Dicke der behandelten Materialbahn häufig noch nicht erreicht werden kann. Es entstehen immer wieder Abweichungen, die je nach

Höhe der Preßkraft ve.^-hteden groß sein können und die anscheinend darauf beruhen, daß die Entfernung zwischen den Lagern bei der Gegenwalze größer ist als beim Walzenmantel der Preßwalze (siehe Zeitschrift »Das Papier«, 1980, Heft 4, Seiten 125 bis 129).

Der vorbeschriebene Nachteil haftet allen bekannten Bauarten an. gleichgültig ob es sich um eitle sogenannt2 sein, i;r,-,e!.d gelagerte Walze (DE-PS 10 26 609) oder um eine sogenannte hydrostatisch gestützte Walze (DE-AS 22 54 392) handelt.

Zwar ist es aus der Zeitschrift »Das Papier« 1980, Heft 5. S«iier. lic bis 168 und Seiten 168 bis 171, bekannt, .mit Hilfe zusätzlicher Maßnahmen die bisher beobachteten Ungleichförmigkeiten in der Bahndicke zu verringern. Jedoch ist die Bauform der Walzenpressen im Prinzip unverändert geblieben. Dadurch ist es nicht gelungen, die Ursache für die Ungleichförmigkeiten von Grund auf zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Preßwalzen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit möglichst geringem Aufwand dahingehend zu verbessern, daß eine optimale Gleichförmigkeit der Dicke der behandelten Materialbahn über deren Breite erzielba·- ist. Dabei soll die Beweglichkeit des Walzenmantels in radialer Richtung relativ zum Joch erhalten bleiben.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Preßwalze gelöst D.iiach wird der Walzenmantel gegenüber den bekannten Bauarten bis hin zu den Lagerstellen für das Joch verlängert und es wird an jeder dieser Lagerstellen ein zwischen Joch und Walzenmantel wirksames Stützelement vorgesehen. Dadurch gelingt es, beim Betrieb der Preßwalze (d. h„ wenn sie an die Gegenwalze angepreßt wird) einen Zustand herbeizuführen, der bei einer Preßwalze vorliegt, bei welcher der Walzenmantel unmittelbar im Maschinen-Gestell gelagert und die Entfernung zwischen den Walzenmantellagern gleich der Lagerentfernung der Gegenwalze ist. Mit anderen Worten: Gemäß der Erfindung ist im Bereich jeder Joch-Lagerstelle und somit wenigstens angenähert in der Mittelebene des Gegenwalzen-Lagers (im Längsschnitt gesehen) ein das äußerste Ende des Walzenmantels stützendes Stützelement vorgesehen. Dabei bleibt die Lagerung des Walzenmantels auf den Kulissen erhalten. Diese Lagerung ist aber beim Betrieb der Preßwalze bekanntlich unbelastet, jedenfalls in der Anpreßrichtung. Durch die Erfindung wird es soMit möglich, die Ursache für die bisher beobachteten Ungleichförmigkeiten in der Bahndicke von Grund auf zu beseitigen, ohne daß die Beweglichkeit des Walzenmantels in der Anpreßeinrichtung verlöret: geht. Je nach Belastungsfail muß das genannte Stützelement derart angeordnet werden, daß iie von ihm ausgeübte Kraft in Richtung zur Gegenwalze oder entgegengesetzt wirkt. Man kann auch zwei entgegengesetzt wirkende Stützelemente vorsehen und entwtder das eine oder das andere benutzen. Dadurch daß die Entfernung zwischen den beiden Joch-Lagerslellen — wie bei den bekannten Preßwalzen — wenigstens angenähert gleich groß belassen wird wie die Entfernung zwischen den beiden f>o Lagern der Gegenwalze, bleibt es gewährleistet, daß im Maschinengestell keine nennenswerten Biegemomente auftreten. Dies wäre der Fall bei einer Vergrößerung der Entfernung zwischen den beiden Joch-Lagerstellen, also bei einer Verlängerung des |ochs. In diesem Fall «>' müßten auch noch andere Nachteile in Kauf genommen werden, so insbesondere ein höheres Biegemoment in der Mitte des lochs. Dies wurde eine Vergrößerung des Joch-Durchmesseis erforderlich machen, in der Regel auch des Walzenmantel-Durchmessers. Deniciicsprechend würden sich die H^rs^iiiirigEkusifr, ffr, die Pit:.-walze erhöhen.

,■^ui eier DE-AS 28 26 316 ist eine Preßwalze der eingangs angegebenen Gattung bekannt, bei der zwischen de' Kulisse und dem Joch ein Hydraulikkorber. angeordnet ist Dieser dient jedoch nur zum Abheben des Walzenmantels von der Gegenwalze. Die erfindungsgemäße Wirkung, nämlich präzise Paßform zwischen Walzenmantel und Gegenwalze, kann mit der bekannten Konstruktion nicht erzielt werden, weit tin großer Abstand besteht zwischen einerseits dem Hydraulikkolben und andererseits der Joch-Lagerstelle und somit auch dem Lager der Gegen walze.

Weitere Gedanken der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Anstelle des im Anspruch 3 angegebenen rohrförmigen Kragstücks könnte auch ein in das Innere des Jochs eingreifender Kragzapfen vorgesehen werden. Durch die Merkmale des Anspruches 4 wird das schwierige Teilproblem der Abdichtung des Innenraumes des Walz(..<manteis gelöst Eine bekannte Dichtungseinrichtung (Dt-AS 25 50 366) hat als dynamische Dichtung einen Axialdichtring (20). Die erfindungsgemäße an der Kulisse angeordnete, nicht rotierende Verlängerungsbüchse ermöglicht es dagegen, (laß als dynamische Dichtung ein Radialdichtring verwendet werden kann und daß ein Axialdichtring im wesentlichen nur als statische Dichtung wirksam sein muß. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung (Anspruch 5) kann außerhalb der Preßzone des Walzenmantels ein zusätzliches Stützelement angeordnet werden, und zwar entweder derart, daß es in der Anpreßrichtung wirkt oder derart, daß es entgegen der Anpreßrichtung wirkt. Hierdurch kann im Zusammenwirken mit den im Bereich der Lagerstellen für das Joch angeordneten Stützelementen die Biegelinie des Walzenmantels je nach Bedarf in verschiedener Weise beeinflußt werden. Mit anderen Worten: Man kann entlang dem Preßspalt die Preßkräfte beliebig in unterschiedlicher Weise einstellen. Dabei wird ein grundsätzlicher Vorteil der Erfindung deutlich. Durch die große Entfernung zwischen den Stützelementen, die im Bereich der Lagerstellen für das Joch angeordnet sind, wird es möglich, eine bestimmte Durchbiegung des Walzenmantels mit geringeren Kräften als bei bekannten Walzen zu erzeugen.

Als Konsequenz aus dem Hauptgedanken der Erfindung kann gemäß den Ansprüchen 6 und 7 eine Antriebseinrichtung mit besonders geringem Aufwand verwirklicht werden. Einige Teilmerkmale der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung sind zwar aus der DE-OS 20 50 696 bekannt. Dort handelt es sich aber um eine andere Preßwalzen-Gattung; denn der Wrizenman'.el !it dort unmittelbar auf dem Joch gelage;.. Es fehlen die Kulissen, die es erlauben, den Walzenmantel in Richtung der Preßkraft relativ zum Joch zu verschieben. Ähnlichkeil mit der erfindungsgemäßen Anordnung besteht nur insoweit, als der Walzenmantel eine Innenverzahnung aufweist, die das Hohlrad eines Planetengetriebes mit zwei Planetenrädern und einem lose zwischen Planetenrädern ruhenden Sonnenrad ist. und daß das loch eine Ausnehmung für das Sonnenrad und für eine Antriebswelle aufweist. Unterschiede bestehen in den fo'gi.iJen Merkmalen: Die Planetenräder sin i auf dem Jodi gelagert, und zwar auf su -r ;».ιι Joch befestigten Colzen. Dadurch müssen die PLnet?:nträger relativ ; λ den Bolzen neigbar sein. Außerdem ist

es dort notwendig, daß beim Durchbiegen des Jochs die Achsen des Hohlrades, der Planetenräder und des Sonnenrades in zueinander \ ersetzte Positionen wandern (F ig. 3).

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfol- > gend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt

Fig.] einen Teillängsschnitt durch eine Preßwalze 22 nach Linie Il der F i g. 2;

F i g. 2 einen Querschnitt nach Linie H-II der Fig. 1: F i g. 3 einen Querschnitt nach Linie IH-III der F i g. I. in Die wesentlichen Teile der dargestellten Preßwalzen, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist, sind: 23

Walzenmantel, der um seine Achse drehbar ist; rohrförmiges Verlängerungsstück, das an einem π 24 Flansch I la des Walzenmantels 11 befestigt ist;

feststehender Biegeträger (oder »Joch«), der sich 25 durch das Innere des Walzenmantels erstreckt; Abstützbock, der auf einem Maschinengestell 14a, 26 rundaiTicniplaiic oder dcrglcichcr; ruht ur.d der ein :·.·■ sich in Richtung der Walzenachse erstreckendes 27 rohrförmiges Kragstück 146aufweist; Buchse, deren Außenfläche kugelig ist und die eine 28 Lagerstelle für das Joch 13 im Abstützbock 14 bildet, wobei es die kugelige Außenfläche erlaubt, >5 daß sich das (och durchbiegt:

Gegenwalze, mit der zusammen die Preßwalze 10 29 eine Walzcnpi esse bildet;

Lager für die Gegenwalze (nur schematich dargestellt), wobei die Buchse 15 und das Lager 17 jo 30 wenigstens angenähert eine gemeinsame Mittelebene aufweisen;

hydrostatisches Stützelement zum Übertragen der Preßkraft vom Walzenmantel 11 auf das Joch 13: 31

33

es werden in bekannter Weise mehrere Stützelemente 32 dieser Art in einer Reihe entlang dem Preßspalt 33 angeordnet;

Stützkolben ist in einem vom Abslützboek gebildeten Druckraum 9 in Richtung der Preßkraft verschiebbar und relativ zum Abstützbock 14 neigbar und liegt an der Innenfläche des am Walzenmantel 11 befestigten Verlängerungsstiikkesan;

an der Kulisse 19 befestigte Verlängerungsbüchse, die konzentrisch zum Walzenmantel 11/12 angeordnet ist und sich bis an dessen Ende erstreckt und die eine Durchtrittsöffnung 8 für den Stützkolben 21 aufweist;

Radialdichtung zwischen dem Verlängerungsstück 12 des Wal/enmantels 11 und der Verlängerungsbüchse 22:

Scheibe, die in Achsrichtung auf dem Kragstück I4ö verschiebbar ist:

Dichtung zwischen der Scheibe 24 und dem Kragstück Ι4Λ;

Axialdichtung zwischen der Verlängerungsbüchse 22 ::r:d der Scheibe 24-

Dichtung zwischen dem Joch 13 und dem Abstützbock 14;

Innenverzahnung, die in das Verlängerungsstück 12 des Walzenmantels 11 eingearbeitet ist; das Verlängerungsstück 12 bildet somit das Hohlrad eines Planetengetriebes;

zwei Planetenräder, deren Drehachsen sich in einer senkrecht zur Richtung der Preßkraft liegenden f.cne befindet;

Zapfen, die in der Kulisse 19 ruhen und auf denen die Planeten 29 drehbar gelagert sind; die Kulisse ist somit der Plane'enträger des genannten

PUnetengetriebes;

Sonnenrad, das eine Innenverzahnung als Teil einer Zahnkupplung aufweist.

Antriebswelle;

Zahnkupplung, die ein Neigen der Antriebswelle relativ zum Sonnenrad 31 erlaubt.

Z Zusatz-Stützelemente, die außerhalb der Preßzone BL angeordnet sind;

Kulisse, die eine Ausnehmung mit zwei zueinander parallelen Flächen aufweist, die zu entsprechenden Flächen des Jochs 13 passen und die in Richtung der Preßkraft angeordnet sind;

zwei Wälzlager zur Lagerung des Walzenmantels 11/12 auf der relativ zum loch 13 verschiebbaren Kulisse 19:

hydrostatisches Stützelement (»Stützkolben«), dessen Achse wenigstens angenähert in der Mittelebene des Lagers (17) der Gegenwalze 16 liegt und zugleich in der Mittelebene der Buchse 15; der

40 An dem äußeren, in der Zeichnung nicht sichtbaren Ende ist die Abtriebswelle mit Hilfe eines Pendellagers im äußeren Ende 13a des Jochs gelagert und dort mittels einer weiteren gelenkigen Kupplung mit Antriebselementen verbunden.

Zusätzlich zu dem dargestellten Stützkoiben 21 kann bei Bedarf ein weixcer, in der Gegenrichtung wirkender Stützkolben vorgesehen werden, wie in Fig.3 bei 21 mit strichpunktierten Linien angedeutet worden ist. Die ZeicH-;:,ng zeig» nui das trieb?e^;»ige Ende der erfindungsgemäßen Preßwalze. Das nicht sichtbare andere Ende der Preßwalze ist in entsprechender Weise ausgebildet, jedoch ohne die Antriebselemente io bis 33.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Preßwalze (10), deren Durchbiegung einstellbar ist, insbesondere für die Papierindustrie, mit einem drehbaren Walzenmantel (11), der mit einer Gegenwalze (16) einen Preßspait bildet, sowie mit einem sich durch den Walzenmantel hindurch erstreckenden und feststehenden Biegeträger (Joch 13), der an seinen Enden in je einer Lagerstelle (15) ruht, wobei die Entfernung zwischen diesen beiden jo Lagerstellen (15) wenigstens angenähert gleich der Entfernung zwischen den beiden Lagern (17) der Gegenwalze (16) ist, ferner mit einer zum Übertragen einer Preßkrafi vom Walzenmantel (11) auf das Joch (13) in einer Preßebene dienenden, vorzugswei- j; se hydraulischen Stützeinrichtung (18) und mit zwei neben den genannten Lagerstellen (15) angeordneten Führungselementen (Kulissen 19), auf denen der Walzenmantel (11) gelagert isi und die mit dem Joch (13) drehfest verbunden, jedoch in der der Preßebene relativ zum Joch verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Walzenmantel (11, 12) bis in den Bereich der Lagerstellen (15} für das Joch (13) erstreckt, und daß dort je ein den Walzenmantel gegen das Joch stützendes und in der Preßwalze relativ zum joch verschiebbares Stützelement (21,2Γ) vorgesehen ist

2. Preßwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Walzenende, im Längsschnitt durch die Walze (10) gesehen, die Achse des Stützelements (21, 21') in der Mitte der Lagerstelle (15) für das lrx;h (13) liegt

3. Preßwalze nach Anspruch 1 oder 2, bei der jede Lagerstelle für das Joch einen Abstützbock aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abstützbock (14) ein rohrförmiges Kragstück _Kt4b) aufweist, das zwischen das Joch (13) und den Walzenmantel (11, 12) hineinragt, auf seiner Innenseite das Joch trägt und auf seiner Außenseite das Stützelement (21,2Γ) aufnimmt.

4. Preßwalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Walzenende zwecks Ausbildung einer Dichtung zwischen dem Walzermantel und dem Abstützbock folgendes vorgesehen ist: