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Gegenstand
dieser Erfindung ist eine in Papiermaschinen einzusetzende durchbiegungssteuerbare
Zonenwalze, insbesondere eine Mehrzonenwalze, die einen nicht rotierenden
Achsenkörper,
einen auf dem Achsenkörper
drehbar gelagerten Walzenmantel und an dem Achsenkörper im
wesentlichen auf der Seite des Walzenspalts angeordnete, zur Regelung
des Walzenspaltprofils dienende, auf die Innenfläche des Walzenmantels wirkende
hydraulische Stütz-
oder Belastungselemente umfasst, von denen jedes mit einer von der
Versorgungsseite der Walze ausgehenden, über die Achsenkörper-Zentralausnehmung
und einer an den Achsenkörper
angeordnete Bohrung führenden
Rohrleitung verbunden ist.
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Bei
der durchbiegungssteuerbaren Papiermaschinenwalze lässt sich
das Walzenspaltprofil mit eigens dafür in der Walze angeordneten
Belastungselementen regeln. Die Zonenwalze hat mehrere solcher Belastungselemente,
wobei die auf den Walzenmantel gerichteten Druckwirkungen einzeln
geregelt werden. Das Walzenspaltprofil lässt sich so über die gesamte
Walzenlänge
zonenweise regeln. Zur Erzeugung einer ausreichenden Kraft werden
als Belastungselemente im allgemeinen hydraulische Elemente eingesetzt.
Um eine zonenweise Regelung zu ermöglichen, muss jedes Belastungselement
für sich über eine
eigene Rohrleitung mit Drucköl
versorgt werden. In der Regel wird diese Rohrleitung über die Achsenkörper-Zentralausnehmung
und eine radiale Bohrung in den Achsenkörper geführt. Die Anordnung zahlreicher
Rohrleitungen in der Achsenkörper-Zentralausnehmung
gestaltet sich jedoch schwierig. Besonders bei der Mehrzonenwalze,
die im Vergleich zur Zonenwalze noch mehr Belastungselemente aufweist,
wird die Verrohrung zusätzlich
erschwert.
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Für die Anordnung
der Ölversorgungsleitungen
im Inneren der Zonenwalze wurden zahlreiche verschiedene Lösungen entwickelt.
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Eine
Art der Verrohrung ist in der FI-Patentschrift 98089 beschrieben.
Die Rohrleitung wird hier durch die Achsenkörper-Zentralausnehmung und eine radiale Bohrung
in den Achsenkörper
geführt. Als
Verbindungsstelle der besagten Rohrleitungen dient ein gegen die
Zentralausnehmung abgedichteter Zwischenflansch, durch dessen Öffnung die übrigen Rohre
laufen. Diese Konstruktion umfasst neben den an jeder der Bohrungen
angeordneten Zwischenflanschen zahlreiche Rohrverbindungen, was die
Montage kompliziert und die Gefahr von Leckbildungen erhöht. Auch
die Wärmeausdehnung
der Rohrleitung muss hier durch verschiedenartige Zusatzkonstruktionen
berücksichtigt
werden. Außerdem
muss die Zentralausnehmung in der Regel gehont werden, weil ja die
Zwischenflansche gegen die Zentralausnehmung abgedichtet werden.
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Eine
weitere Art ist in der DE-Patentschrift 195 21 860 beschrieben.
Bei dieser Lösung
sind die Rohre auf herkömmliche
Weise an einem Träger
befestigt, der bei der Montage einschließlich der Rohre in die Zentralausnehmung
geschoben wird. Zum Schluss wird in jede Bohrung ein Rohr eingebaut,
das an den besagten Träger
befestigt wird. Auch hier weist die Verrohrung zahlreiche Verbindungsstellen auf,
und die starre Konstruktion erlaubt keine Wärmeausdehnung der Rohre. Außerdem gestaltet
sich die Montage des langen und schweren Rohrpakets schwierig und
erfordert viel Platz seitlich von der Walze.
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Bei
der Zonenwalze der
DE
295 20 243 U1 werden die flexiblen oder starren Rohrleitungen
ausgehend vom Belastungselement zunächst jeweils in einer radialen
Bohrung geführt,
wobei die radiale Bohrung anschließend in eine axiale Bohrung
mündet,
so dass die Rohrleitungen um 90° umgelenkt werden.
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Auch
die Bohrungen der Presswalze der
DE 26 55 894 A1 verlaufen zunächst radial
und münden dann
in einzelne, parallel zur Walzenachse verlaufende Bohrungen.
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Die
in der
DE 44 30 667
C1 offenbarte durchbiegungsgesteuerte Walze weist ebenfalls
Druckleitungen auf, die einen zunächst radialen Verlauf ausgehend
vom Belastungselement aufweisen.
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Aufgabe
dieser Erfindung ist es, eine durchbiegungssteuerbare Zonenwalze,
insbesondere eine Mehrzonenwalze zu schaffen, deren innere Verrohrung
für das
Drucköl
dicht und elastisch, aber dennoch einfach in der Herstellung ist
und die eine einfache und sichere Montage der Rohrleitungen ermöglicht,
und die derart konstruiert ist, dass ein Platzen der flexiblen mit Öldruck beaufschlagten
Rohrleitungen vermieden wird.
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Die
kennzeichnenden Merkmale dieser Erfindung gehen aus den beigefügten Patentansprüchen hervor.
Jede der Einzelrohrleitungen kann über die gesamte Walzenlänge durch
ein Rohr in einem Stück
verwirklicht werden, so dass die Zahl der Rohrverbindungen im Walzeninneren
auf ein Minimum reduziert wird. Außerdem können die Rohrleitungen einzeln,
ohne Bedarf an besonderem Montageplatz, montiert werden. Die Rohrleitung
passt sich auch gut der Wärmeausdehnung
an. Außerdem
können
aus verschiedenen Werkstoffen hergestellte, auch dünnwandige
Rohre eingesetzt werden, ohne dass Leckagegefahr besteht.
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Im
folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,
die eine Ausführungsform
der Erfindung zeigen, im einzelnen beschrieben. Es zeigen:
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1 die
erfindungsgemäße Zonenwalze, Achsenkörper und
Mantel teilweise längsgeschnitten;
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2 eine
Teilvergrößerung aus 1 am Versorgungsende;
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3 einen
Querschnitt der axonometrisch dargestellten Achsenkörpers vor
der Herstellung der zylindrischen Bohrungen.
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In 1 ist
die erfindungsgemäße durchbiegungssteuerbare
Walze 10 in teilweise längsgeschnittener
Form schematisch dargestellt. Die Walze 10 umfasst den
stationären
Achsenkörper
bzw. den Achsenkörper 11 auf
dem über
die Lager 12 der zylindrische Walzenmantel 13 drehbar
angeordnet ist. An den beiden Enden der Walze 10 sind außerdem am
Walzenmantel 13 befestigte abnehmbare Stirnseiten 14 vorhanden.
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Zur
Regelung des Walzenspaltprofils hat die Walze 10 mehrere
auf die Innenfläche 15 des
Walzenmantels 13 auf bekannte Weise wirkende Belastungselemente 16.
Diese kolbenartigen Belastungselemente 16 sind in im wesentlichen
auf der Walzenspaltseite befindlichen zylindrischen Bohrungen 17 angeordnet.
Vom Druckölversorgungsende 21 führt zu den
einzelnen Belastungselementen 16 je eine Rohrleitung 22,
die in der Zentralausnehmung 18 des Achsenkörpers 11 und
der beim Belastungselement 16 vorhandenen Bohrung 19 verläuft. Somit
kann jedes einzelne Belastungselement 16 getrennt mit dem jeweils
gewünschten
Druck beaufschlagt werden. Zur Abführung des Lecköls hat die
Walze 10 außerdem
gewöhnlich
einen mit einer Abölleitung
verbundenen Sammelschaber oder ein entsprechendes Leitblech, der/das
jedoch in den Figuren nicht dargestellt ist. Vor der Stirnseite 14 sind
zwischen Achsenkörper 11 und
Mantel 13 Dichtungen 20 geschaltet.
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Gemäß der Erfindung
ist die Bohrung 19 schräg
zu dem beim entsprechenden Belastungselement 16 gedachten
Radius geführt.
Die Bohrung 19 ist so schräg geführt, dass sie an der Zentralausnehmung 18 in
Richtung zum Versorgungsende 21 hin weist, wodurch die
Montage der Rohrleitung 22 erleichtert wird. Außerdem wird
die einzelne Rohrleitung 22 vom Belastungselement 16 bis
hin zum Versorgungsende 21 der Walze 10 von einem
biegsamen Rohr in einem Stück
gebildet. Das Rohr 22 ist so einheitlich und biegsam, dass
es über
die Bohrung 19 und die Zentralausnehmung 18 bis
zum Versorgungsende 21 geführt werden kann. Außerdem steht die
Bohrung 19 in einem Winkel von 25° bis 60°, bevorzugt von 40° bis 50°, zur Mittellinie
der Achse 11. In 1 ist die
Rohrleitung 22 durch Harz, das gleichzeitig als Dichtung
dient, in der Bohrung 19 befestigt. Neben Harz kommen für die Füllung 23 auch andere
Polymere in Frage. In 1 ist die erste Bohrung 19 ohne
Füllung
dargestellt. Neben den Bohrungen 19 kann auch die gesamte
Zentralausnehmung 18 mit Harz verfüllt werden. Dabei können dann dünnwandige
Rohre eingesetzt werden, die ohne solche Füllung dem Öldruck nicht standhalten würden. Hauptsächlich je
nach Harzmenge kann das Rohr außer
aus Metall auch aus Kunststoff hergestellt sein.
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In 2 ist
das Versorgungsende 21 der Walze 10 vergrößert im
Längsschnitt
dargestellt. Unter dem Versorgungsende 21 ist hier jenes
Ende des Achsenkörpers 11 zu
verstehen, über
das die Rohre 22 in die Zentralausnehmung 18 eingeführt werden. Gewöhnlich erstreckt
sich diese Zentralausnehmung von einem Achsenkörperende zum anderen, so dass beide
Enden als Versorgungsenden fungieren können. Die Bohrungen 19 erstrecken
sich auf der der Zentralausnehmung zugewandten Seite stets in Richtung
Versorgungsende. Das Arbeiten mit zwei Versorgungsenden erleichtert
zwar die Rohrmontage, erhöht
aber den Rohrbedarf, weil die Rohrleitungen in der Regel von einer
Stelle aus gesteuert werden, so dass die von den beiden Versorgungsenden ausgehenden
Rohrleitungen auf jeden Fall miteinander verbunden werden müssen. Unabhängig von
der Zahl der Versorgungsenden hat jede Rohrleitung am Achsenkörperende
eine Anschlussstelle, so dass die Walze ohne Demontage äußerer Rohrleitungen
ausgewechselt werden kann.
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In 2 ist
eine Anschlussalternative gezeigt. Die Walze 10 hat hier
am versorgungsseitigen Ende 21 einen gegen den Achsenkörper 11 abdichtenden
Flansch 24. Die Walze 10 wird mit Hilfe des Flansches 24 und
des diesem entsprechenden zweiten Flansches 25 an die mehrere
Rohre umfassende Ölversorgungslinie
angeschlossen. Zwischen den Flanschen 24 und 25 ist
außerdem
eine Dichtung 26 angeordnet, die im Allgemeinen aus Aluminium
besteht. Dabei wird dann einfach durch Aneinanderfügen der
Flansche 24 und 25 jede der Rohrleitungen an das
entsprechende Rohr der Ölversorgungslinie angeschlossen.
Dank der Konstruktion der Flansche 24 und 25 und
der Dichtung 26 erfolgt kein gegenseitiges Vermischen der Ölströme der einzelnen
Rohrleitungen.
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Zur
Befestigung der im Inneren des Achsenkörpers 11 befindlichen
Rohre 22 am Flansch 24 hat dieser Durchbrüche 27,
in denen mit Dichtung 29 versehene Rohrhalterungen 28 sitzen.
Gemäß der Erfindung
werden die Rohre 22 auch mit Harz oder dergleichen am Flansch 24 befestigt.
Die Rohrhalterung 28 kann zum Beispiel aus einem Innengewinde,
an das sich das Harz haftet, bestehen. Auf diese Weise kann die
gesamte Verrohrung im Walzeninneren mit einer minimalen Zahl von
Anschlüssen
und ohne herkömmliche
Rohrverbindungen verwirklicht werden. Das Gewinde 28 des
Durchbruchs 27 hält
die Harzfüllung 29 und
gleichzeitig das Rohr 22 dicht und fest an der Stelle und
verhindert, dass das Rohr 22 infolge des Druckes nach innen
gedrückt
wird. Bei einem eventuellen Auswechseln der Verrohrung wird der Flansch 24 vom
Achsenkörper 11 entfernt,
um die Zentralausnehmung 18 sauberbohren zu können. Selbst
wenn die zur Walze gehörende
Abölleitung
dicker ist als die Ölversorgungsrohre 22,
kann auch sie auf die oben beschriebene Weise gegen den Flansch abgedichtet
werden.
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Die
Herstellung der Verrohrung der erfindungsgemäßen Walze beginnt mit dem Einarbeiten der
Zentralausnehmung. Die Zentralausnehmung 18 wird im Allgemeinen
mit einem Kanonen- oder D-Bohrer
gebohrt. Danach werden die Schrägbohrungen 19 hergestellt,
deren Richtung im Wesentlichen zum Versorgungsende 21 hin
weist. Nach Beseitigung des Bearbeitungsabfalls und dem übrigen Finish
werden in die Bohrungen 19 die biegsamen Rohre 22 eingeführt. Die
Zentralausnehmung 18 braucht allerdings nicht gehont zu
werden, weil sie nicht als Dichtungsfläche dient. Das Rohr 22 wird durch
die Bohrung 19 hindurch zur Zentralausnehmung 18 und
weiter zum Versorgungsende 21 geführt. Die Schrägbohrungen 19 lenken
das Rohr 22 in die richtige Richtung, das somit keinen
scharfen Knick aufweist. Nach der Montage des Rohres 22 wird
die Bohrung 19 mit Harz abgedichtet. Nach Erstarren der
Füllung 23 werden
in den Achsenkörper 11 zylindrische
Bohrungen 17 für
die Belastungselemente 16 eingearbeitet. Bedingt durch
die Reihenfolge der Arbeitsgänge
ist die zylindrische Bohrung 17 sauber und kratzerfrei,
was den Bedarf an Endbearbeitung reduziert und die Betriebszuverlässigkeit
der Belastungselemente 16 erhöht. Zur Führung der Rohre 22 können als
Hilfsmittel am Rohr befestigte Seile benutzt werden.
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Nach
der Montage der Rohre 22 werden diese am Flansch 24 befestigt.
Die elastischen Rohre 22 ermöglichen ein Befestigen am noch
nicht montierten Flansch 24, wobei dann die Durchbrüche 27 von
beiden Seiten des Flansches 24 aus abgedichtet werden können. Zum
Schluss wird der Flansch 24 ans Ende des Achsenkörpers 11 montiert,
womit die Verrohrung komplett ist. Die biegsamen Rohre 22 passen
sich außerdem
der Wärmeausdehnung
an, die, werden Kunststoffrohre benutzt, sehr gering ist. Muss die
gesamte Zentralausnehmung verfüllt
werden, so wird diese Verfüllung
unmittelbar vor der Montage des Flansches durchgeführt.
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3 zeigt
den Querschnitt des Achsenkörpers 11 vor
der Herstellung der zylindrischen Bohrungen. Am leichtesten lässt sich
die Bohrung 19 in Richtung der Mittellinie des Achsenkörpers 11 herstellen,
aber auch schräg
zur Mittellinie verlaufende Bohrungen sind möglich. In 3 sind
zwei Bohrungen 19 und 19' punktiert dargestellt, von denen
die rechte, längere
seitlich in die Zentralausnehmung 18 mündet.
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Dabei
hat dann das Rohr praktisch keine Knickstelle an der Bohrung 19', wodurch seine
Montage erleichtert wird. Eine in zwei Rich-tungen schräge Bohrung
ist allerdings in der Herstellung schwieriger und zeitraubender.
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Zur
Erneuerung der Verrohrung wird die Walze auf normale Weise auseinander
genommen. Das Harz einschließlich
der Rohre wird aus den Bohrungen ausgebohrt. Ist die Zentralausnehmung
mit Harz verfüllt,
wird auch sie ausgebohrt. Vor Einbau der neuen Rohre werden die
Bohrungen und die Zentralausnehmung gesäubert. Wurden Kunststoffrohre eingesetzt,
erfolgt das Ausbohren schnell und erfordert auch keine Präzisionswerkzeugmaschinen,
wodurch das Auswechseln der Rohre insgesamt beschleunigt wird.
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Die
erfindungsgemäße Verrohrung
kann auch auf andere Öl
erfordernde Stellen der Walze angewendet werden. Auch können am
versorgungsseitigen Walzenende statt des Flansches verschiedenartige
Kupplungselemente vorhanden sein. Allen erfindungsgemäßen Walzen
gemeinsam ist jedoch das biegsame Rohr in der schrägen Bohrung.