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    公开号:WO1989002038A1
    申请号:PCT/CH1988/000136
    申请日:1988-08-11
    公开日:1989-03-09
    发明作者:Mario Biondetti；Wolf-Gunter Stotz
    申请人:Sulzer-Escher Wyss Ag；
    IPC主号:F16C13-00
    专利说明:
    [0001] Druckwalze
    [0002] Technisches Gebiet
    [0003] Die Erfindung betrifft eine Druckwalze mit einem nicht-rotierbaren axialen Träger und einem um den Trä¬ ger rotierbaren, gegen den- Träger abgestützten, gegen¬ über dem Träger über seine gesamte Breite in einer Stützrichtung beweglichen Walzenmantel.
    [0004] Solche z.B. aus US-A-3 885 283 oder FR-A-2 205 134 be¬ kannten sogenannten Durchbiegungseinstellwalzen dienen zur Press- oder Druckbehandlung von Warenbahnen, z.B. Papier-, Faserstoff-, Textil-, Metall- oder Kunst¬ stoffbahnen. Stand der Technik
    [0005] Der Walzenmantel ist bei der aus US-Ä 3 885 283 bekann¬ ten Druckwalze mittels hydraulischer oder anderer" Stützelemente oder eines Druckkissens gegen den Träger abgestützt, und in Stützrichtung relativ zum Träger frei beweglich, so dass er einer Gegenwalze zu folgen vermag und eine gleichmässige Linienkraft oder ein ge¬ wünschtes Druckprofil auf die zwischen der Druckwalze und der Gegenwalze durchlaufende Warenbahn ausübt, unbeeinflusst durch Bewegungen oder Durchbiegungen der Gegenwalze. Die Stützelemente laufen dabei auf der zy¬ lindrischen Mantelinnenfläche und besitzen eine ent¬ sprechende zylindrische Lagerfläche.
    [0006] Um eine Verschiebung des Walzenmantels in Achsenrich¬ tung gegenüber dem Träger und um ein seitliches Auswei¬ chen des Walzenmantels beim Betrieb der Druckwalze in einer WalzVorrichtung zu verhindern, ist der Walzenman¬ tel dieser Druckwalze an seinen Enden auf dem Träger mit Wälzlagern auf einer Führungsvorrichtung, welche gegenüber den Trägerenden mittels einer Kulissenführung oder Zapfenführung in Stützrichtung beweglich geführt ist, drehbar gelagert.
    [0007] Durch die an den Enden des Walzenmantels vorgesehenen Lager wird zwar der Walzenmantel in Achsenrichtung fi¬ xierte Nachteilig ist jedoch, dass ein aufwendiges La¬ ger notwendig ist, dessen Dimensionen vom Walzendurchmesser abhängig sind, dass für die Lager¬ schmierung ein Spezialöl erforderlich ist, dass wegen der Wälzlager die Temperatur begrenzt werden muss, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Walzenπantels durch die Lager begrenzt ist und dass die Lager bei hohen Drehzahlen der Walze eine hohe Leistungsaufnahme des Antriebes verursachen. Zudem verursacht die Kulisse bei den im Betrieb auftretenden Querkräften eine störende Reibung.
    [0008] Weiter ist aus TJS-A-3 494 675 eine Durchbiegungsein¬ stellwalze bekannt, bei der beide Enden des Walzenman¬ tels mit hydraulisch geεchmierten Ealbkugelschalenla- gern auf dem Träger gelagert sind. Solche Lager fixie¬ ren jedoch die Position der Walzenmantelenden gegenüber dem Träger in Radialrichtung und gestatten nicht die erforderliche radiale Beweglichkeit des Walzenmantels über seine gesamte Breite in der Stützrichtung. Ausser- dem erlauben diese Halbkugelschalenlager keinen Längen¬ ausgleich, der durch unterschiedliche Wärmedehnungen des Walzenmantels und des Trägers sowie infolge einer Trägerdurchbiegung beim Betrieb der Druckwalze entste¬ hen, so dass im Betrieb eine einwandfreie Lagerung nicht immer gewährleistet ist.
    [0009] Darstellung der Erfindung
    [0010] Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Druckwalze der eingangs bezeichnenden Art zu schaffen, bei welcher der Ualzen antel bei freier Beweglichkeit in Stützrichtung reibungsarm und unter Vermeidung von Wälzlagern in Achsenrichtung fixiert ist, und zwar mit einfacherer Konstruktion, unter Ver¬ wendung eines billigen Arbeitsmediums als Schmiermit¬ tel, bei höheren zulässigen Temperaturen, bei grösseren Drehzahlen des Walzenmantels, unter Reduktion der Leistungsaufnahme des Walzenantriebes bei hohen Ge¬ schwindigkeiten und unter Gewährleistung eines Längen¬ ausgleichs zwischen Walzenmantel und Träger, sowie un¬ ter Verhinderung des seitlichen Ausbrechens des Walzen¬ mantels.
    [0011] Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass wenigstens ein den Walzenmantel gegen den Träger abstützendes und axial fixierendes, in Stützrichtung bewegliches hydrostatisches Stützelement mit sphäri¬ scher Lagerfläche, sowie am Walzenmantel eine entspre¬ chende sphärische Lauffläche mit gleicher Krümmung vor¬ gesehen ist.
    [0012] Mit Vorteil sind diese hydrostatischen Stützelemente mit sphärischer Lagerfläche als hydraulisch nachfahren¬ de Stützelemente ausgebildet, welche mittels einer Kol¬ ben/Zylinder-Führung in einem mit Druckmittel versorg¬ ten Druckraum in Stützrichtung beweglich sind, und an ihrer Lagerfläche Drucktaschen aufweisen, die mit dem Druckraum über eine Drosselbohrung in Verbindung ste¬ hen.
    [0013] Solche Stützelemente können an beiden Walzenmantelenden vorgesehen sein, jedoch ist eine Sicherung gegen axiale Verschiebungen auch mit nur einem Stützelement an einem Walzenende oder in Walzenmitte möglich, wobei auch bei grösserem Hub des Walzenmantels und bei grösseren Trä¬ ger-Durchbiegungen eine einwandfreie Lagerung gewähr¬ leistet ist.
    [0014] Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    [0015] Die Erfindung wird anhand der in den Figuren darge¬ stellten 'Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zei¬ gen:
    [0016] Fig. 1 eine Druckwalze mit sphärischer Form der Lager¬ fläche des Stützelementes,
    [0017] Fig. 2 eine ähnliche Ausführung mit einem Lagerring mit sphärischer Lauffläche.
    [0018] Fig. 3 eine Druckwalze mit mittigem Stützelement mit spärischer Lagerfläche und
    [0019] Fig. 4 a-c verschiedene Anordnungen von Lagertaschen.
    [0020] Wege zur Ausführung der Erfindung
    [0021] Bei der in Fig. 1 im Axialschnitt dargestellten Druck¬ walze ist ein Walzenmantel 1 um einen nicht-rotierbaren Träger 2 rotierbar. Der .Walzenmantel 1 ist dabei auf dem Träger in Stützrichtüng S zu einer Gegenwalze mit einer Reihe von in Achsenrichtung nebeneinander ange¬ ordneten hydrostatischen Stützelementen 3 abgestützt, wie sie beispielsweise aus ÜS-A-3 802 044 bekannt sind, oder auf andere Weise, beispielsweise mit anders auf¬ gebauten Stützelementen, Stützleisten oder Druckkissen, so dass der Walzenmantel 1 gegenüber dem Träger 2 in Stützrichtung S beweglich ist und Bewegungen oder Durchbiegungen der Gegenwalze zu folgen vermag. Bei Ausübung einer Gegenkraft biegt sich der Träger 2 durch, wobei jedoch der Walzenmantel 1 zufolge der nachfahrenden hydrostatischen Stützelemente 3 den Bewe¬ gungen oder Durchbiegungen der Gegenwaϊze zu folgen vermag und eine gleichmässige Linienkraft oder ein ge¬ wünschtes Druckprofil einstellbar ist» Die Lagerflächen der Stützelemente 3 sind dabei als Ausschnitte eines Zylinders geformt, entsprechend der zylinderis.chen Lauffläche 4 an der Innenseite des Walzenmantels 1.
    [0022] An seinen Enden weist der Walzenmantel 1 jedoch abweichend von der Zylinderform sphärische_ _La. flächen 5 in der Form eines durchgehenden Kugelringes auf. Ana¬ log dazu sind in zylindrischen Bohrungen 11 an den En¬ den des Trägers 2 hydrostatische Stützelemente 6 vorge¬ sehen, deren sphärische Lagerflächen 9 mit den sphäri¬ schen Laufflächen 5 des Walzenmantels zusammenwirken.
    [0023] Die äusseren hydrostatischen Stützelemente 6 bilden wegen ihrer sphärischen Lagerungen eine Führungsvor¬ richtung, welche den Walzenmantel !L in axialer Richtung fixiert und in der vorgesehenen axialen Position fest¬ hält. Wegen der nachfahrenden Eigenschaften der Stütz¬ elemente 6 und auch der inneren Stützelemente 3 passen sich diese automatisch an den in Stützrichtung S über die ganze Breite frei beweglichen Walzenmantel 1 an. Für den Betrieb der hydrostatischen Stützvorrichtungen ist kein Spezialöl als Schmiermittel erforderlich, son¬ dern es können preiswerte Flüssigkeiten eingesetzt wer¬ den, gegebenenfalls auch Wasser. Wegen der Kühlwirkung des Druckmittels treten auch geringere Temperaturpro¬ bleme auf als bei Wälzlagern. Infolge des äusserst ge¬ ringen Reibungswiderstandes hydrostatischer Lagerungen ist auch eine höhere Drehzahl und Betriebsgeschwindig¬ keit der Walze ermöglicht, und die Leistungsaufnahme des Antriebes ist auch bei hohen Geschwindigkeiten sehr gering.
    [0024] Zur Zentrierung können auf der von der Gegenwalze abgewandten Seite der Druckwalze in Gegenrichtung wir¬ kende Stützelemente 7 vorgesehen sein, deren Druck auf den Druck der oberen Stützelemente 6 abgestimmt ist. Je nach Gegebenheiten kann er kleiner, gleich oder grösser als dieser gewählt, sein.. Die äusseren Stützelemente 6 oder 7 können im übrigen gleich aufgebaut sein wie die inneren Stützelemente 3 oder aber auch andere Dimensio¬ nen oder eine abweichende Konstruktion aufweisen, bzw. mit einem anderen Druckmittel-Druck gespiesen werden.
    [0025] Es wird bemerkt, dass es bei Verwendung einer sphäri¬ schen Lagerfläche im Prinzip ausreichend ist, nur an einem Ende des Walzenmantels eine solche Führungsvor¬ richtung mit sphärischen Stützelementen vorzusehen, so dass eine Expansion des Walzenmantels im Betrieb unter Temperatur- oder Druckeinfluss nicht störend wirkt. Jedoch können auch an beiden Enden solche Stützelemente mit sphärischer Lagerfläche vorgesehen sein, wobei zwecks Längenausgleich jedoch für eine hinreichende Neigbarkeit dieser Stützelemente in der Achsenebene gesorgt sein muss. Dabei können die Stützelemente auch etwas schräg gestellt sein, d.h. einen Winkel mit der Stützrichtung S bilden, wobei zufolge der sphärischen Ausbildung der Lagerflächen trotzdem eine einwandfreie" Lagerung gewährleistet ist.
    [0026] Zur Verhinderung eines Kippens oder Verkantens der sphärischen Lagerfläche des hydrostatischen Stützele¬ mentes 6 gegen die sphärische Lauffläche 5 des Walzen¬ mantels 1 und somit zur Verhinderung des seitlichen Ausweichens des Walzenmantels 1 sind auf der Lagerflä¬ che des Stützelementes 6 mehrere Lagertaschen vorgese¬ hen, und zwar vier zentrale Lagertaschen 18 und in ge¬ wissem Abstand dazu acht periphere Lagertaschen 19. Die zentralen Lagertaschen dienen hierbei zur Erzeugung der Press- oder Stützkraft, während durch die peripheren Lagertaschen die Lagerfläche und damit der Walzenmantel automatisch stabilisiert und ein seitliches Ausweichen verhindert wird.
    [0027] Auf der entgegengesetzten Seite zum Stützelement 6 kann ein Gegenstützelement 7 mit ebenfalls sphärischer La¬ gerfläche vorgesehen sein, welches analog aufgebaut sein kann, wie das Stützelement 6. Es kann jedoch auch zweckmässig sein, bei den Gegenstützelementen 7 auf deren Lagerfläche nur periphere Drucktaschen 19' vorzu¬ sehen, so dass sich die von den peripheren Lagertaschen 19 und 19' ausgeübten Kräfte gegeneinander aufheben und die resultierende Stützkraft nur von den zentralen La¬ gertaschen 18 erzeugt wird. Für die zentralen und die peripheren Lagertaschen genügt ein einziger Speisedruck des Druckmittels, welcher im übrigen gleich dem Speise¬ druck der Stützvorrichtungen 3 gewählt sein kann.
    [0028] Die Führungsvorrichtung der Walze nach Fig. 2 unter¬ scheidet sich vom vorangehenden Beispiel nur dadurch, ' dass die sphärische Lauffläche im Inneren des Walzen¬ mantels 1 an einem separaten, in den Mantel eingesetz¬ ten Laufring 20 vorgesehen ist. Eine Schwächung des Walzenmantels im Bereich der Führungsvorrichtung wird hierdurch vermieden, was insbesondere bei dünnen Wal¬ zenmänteln von Vorteil ist. Dieser Laufring 20 kann als Kugelring analog ausgeführt sein, wie der Aussenring eines Pendelrollenlagers, und ist einfach herzustellen. ■ Ein schwieriges und teueres Anschleifen der Walzenmantel-Innenseite in einer genau zentrierten Ku¬ gelform ist hierbei nicht erforderlich. Ausserdem kann der Walzenmantel einfach gegen einen neuen Mantel aus¬ getauscht und ausgewechselt werden, indem lediglich der Laufring in den neuen Mantel eingesetzt wird.
    [0029] Um Neigungen des Trägers 2 gegen den Walzenmantel 1 aufzufangen und gleichzeitig ein seitliches Ausweichen des Walzenmantels noch sicherer zu verhindern, ist es vorteilhaft, an einem Walzenende die oberen Stützele¬ mente 6 mit möglichst geringer Neigbarkeit in allen Richtungen auszuführen, d.h. nur in Stützrichtung zu führen, jedoch die Gegenstützele ente 7 so auszubilden, dass sie in Axialrichtung, d.h. in der Stützebene, eine gewisse Neigbarkeit aufweisen, jedoch nicht in Quer¬ richtung, d.h. in der Ebene senkrecht zur Walzenachse M, z.B. durch längliche oder schlitzförmige Ausbildung der Bohrung 11 und des entsprechenden Fusses 8 des Ge- genstützelementes 7. Die Stützelemente und die Gegen- stützelemente am anderen Walzenende sollten dann so ausgebildet sein, dass sie beide nur in Achsenrichtung neigbar sind, jedoch nicht in Querrichtung oder Umfangsrichtung. Damit wird erreicht, dass der Walzen-- mantel in Stützrichtung, d.h. radial beweglich geführt ist, in Achsenrichtung jedoch positioniert ist, wobei ein seitliches Ausweichen des Walzenmantels in Quer¬ richtung verhindert wird.
    [0030] Zufolge der Neigbarkeit der Stützelemente 6 und 7 wird trotzdem eine sichere und einwandfreie Lagerung an den sphärischen Lagerflächen 5 ohne Verkanten und Verklem¬ men der Stützelemente auch bei Trägerdurchbiegungen, d.h. einer lokalen Neigung des Trägers 2 gegen den Walzenmantel 1,- oder bei einer Bewegung oder Längenän¬ derung des Walzenmantels 1 erreicht.
    [0031] Eine vergrösserte Neigbarkeit ist jedoch entbehrlich, wenn die Führungsvorrichtung, d.h. die sphärischen Stützelemente 6, 7 etwa in Walzenmitte vorgesehen sind, wo die Neigung des Trägers 2 gegen die Walzenmantelach¬ se in der Regel Null ist, wie in Fig. 3 dargestellt.
    [0032] Die Anordnung und Anzahl der Lagertaschen der Stützele¬ mente mit sphärischer Lagerfläche kann auch abweichend von den vorstehend beschriebenen Beispielen gewählt werden. Fig. 4 zeigt drei verschiedene Möglichkeiten der Anordnung der Lagertaschen. Im Beispiel a) ist die Lagerfläche länglich ausgebildet und mit vier Lagerta-' sehen versehen, wobei die in Umfangsrichtung orientier¬ ten Lagertaschen 12 einen weiter ab vom Zentrum gelege en Schwerpunkt aufweisen als die axial orientierten Lagertaschen 13, so dass auch hier eine Stabilisie¬ rungswirkung in Ümfangsrichtung auftritt. Das Gleiche gilt vom Beispiel b) bei einem kreisförmigen Stützele- me'nt mit asymmetrischer Aufteilung in periphere Lager-' taschen 14 und axiale Lagertaschen 15. Im Beispiel c) sind bei einer länglichen Lagerfläche nur randständige Lagertaschen, und zwar periphere 16 und axiale 17 vor¬ gesehen, während das Zentrum frei von Lagertaschen ist.
    权利要求:
    Claims

    Patentansprüche
    1. Druckwalze mit einem nicht-rotierbaren axialen Trä¬ ger (2) und einem um den Träger (2) rotierbaren, gegen den Träger abgestützten, gegenüber dem Träger über seine gesamte Breite in einer Stützrichtung (S) beweglichen Walzenmantel (1) , dadurch gekenn¬ zeichnet, dass wenigstens ein den Walzenmantel (1) gegen dem Träger (2) abstützendes und axial fixie¬ rendes, in Stützrichtung (S) bewegliches hydrosta¬ tisches Stützelement (6) mit sphärischer Lagerflä¬ che (9), und am Walzenmantel (1) eine entsprechende sphärische Lauffläche (5) mit gleicher Krümmung vorgesehen ist.
    Druckwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur an einem Ende des Walzenmantels (1) ein Stützelement (6) mit sphärischer Lagerfläche (9) vorgesehen ist.
    Druckwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mitte des Walzenmantels (1) ein Stütz- element (6) mit sphärischer Lagerfläche (9) vorge¬ sehen ist. 4. Druckwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden des Walzenmantels (1) Stütz¬ elemente (6) mit sphärischer Lagerfläche (9) vorge¬ sehen sind, welche spiegelbildlich zueinander aus¬ gebildet sind.
    5. Druckwalze nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl ein Stützelement (6) auf der Seite der Stützrichtung (S) als auch ein Stützelement (7) auf der dazu entgegengesetzten Seite der Walze vorgesehen sind.
    Druckwalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (7) auf der der Stützrichtung (S) entgegengesetzten Seite der Walze in der Axial¬ ebene eine vergrösserte Neigbarkeit aufweist, als in der Ebene senkrecht zur Walzenachse (M) .
    •Druckwalze nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrostatischen Stützele¬ mente (6, 7) als hydraulisch nachfahrende Stützele¬ mente ausgebildet sind, welche mittels einer Kol- ben/Zylinder-Führung (10, 11) in einem mit Druck¬ mittel versorgten Druckraum (11) in der Stützrich¬ tung (S) beweglich sind, und an ihrer Lagerfläche (9) Drucktaschen (12 - 19) aufweisen, die mit dem Druckraum (11) über eine Drosselbohrung in Verbin¬ dung stehen. Druckwalze nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrostatischen Stützele¬ mente (6, 7) an ihrer Lagerfläche (9) mehrere in verschiedenen Richtungen orientierte Drucktaschen (12 - 19) aufweisen, welche mit dem gleichen Druck¬ mittel versorgt sind.
    Druckwalze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (6, 7) auf ihrer Lagerfläche (9) sowohl zentrale Lagertaschen (18) als auch im Abstand zu den zentralen Lagertaschen zusätzlich periphere Lagertaschen (19) aufweisen.
    10. Druckwalze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich¬ net, dass das Stützelement (6) auf der Seite der Stützrichtung (S) sowohl zentrale (18) als auch periphere (19) Lagertaschen, und das Stützelement (7) auf der dazu entgegengesetzten Seiten nur pe¬ riphere Lagertaschen (19') aufweist.
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    1989-03-09| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): FI JP |
    1989-03-09| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    CH333787||1987-08-31||
    CH3337/87-5||1987-08-31||DE19883862860| DE3862860D1|1987-08-31|1988-08-11|Druckwalze.|
    AT88907132T| AT63620T|1987-08-31|1988-08-11|Druckwalze.|
    FI891760A| FI891760A|1987-08-31|1989-04-13|Pressvals.|
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