Führungslagerung für den Mantel einer Druckwalze

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pührungslagerung für einen Mantel einer Druckwalze. der rotierbar um einen unverdrehbar feststehenden Träger angeordnet, mittels wenigstens eines Druckeinstellelements am Träger abgestützt und zu dem Träger entlang einer Druckebene der Druckwalze verschiebbar ist, wobei die Führungs- lagerung zum Führen des Mantels entlang der besagten Druckebene zum Träger ausgebildet ist.

Stand der Technik

Bei dieser in US 3 885 283 beschriebenen Druckwalze ist der rotierbare Walzenmantel entlang der Druckebene über seine gesamte Länge relativ zu dem unverdrehbar feststehenden Träger über die Druckeinstellelemente

verschiebbar. Die Lage des Mantels ist nicht nur von der Lage des Trägers abhängig. Zwischen dem Aussendurchmesser des Trägers und dem Innendurchmesser des Mantels ist ein Spiel vorgesehen, welches das Ausmass der möglichen Verschiebung des Mantels zu dem

Träger ergibt. Um nicht aus der Druckebene seitlich auszubrechen, muss der Mantel bei dieser Konstruktion der Walze im wesentlichen in der Druckebene geführt werden. Bisher wurde die Führungslagerung im Spielraum zwischen dem Mantel und dem Träger angeordnet, wobei der Innenring eines Wälzlagers mit einer Führung versehen war, womit das seitliche Ausbrechen des Mantels aus der Druckebene verhindert wurde. Diese Anordnung der Führungslagerung innerhalb des Walzenmantels bringt es mit sich, dass es konstruktionsmässig sehr schwierig und aufwendig ist, die dem Walzenmantel zugeordneten Hiifsvorrichtungen, wie z.Bo Schaber, ümlenksrollen u.a., synchron beim Aendern der Position des Mantels über die Druckeinstellelemente . in gleichem Masse. zu positionieren. Eine gewisse negative Rolle spielt auch die relativ schwere Zugängiichkeit zu der Lagerung, so¬ wie zu den hinter der Lagerung sich befindenden Teilen. Auch die Schmierung und ggf. Kühlung der Lagerung ist dabei erschwert.

Besonders bei beheizten Walzen dieser Art mit ümfangstemperaturen bis 250° C ist es schwierig, die zulässige maximale Lager empe tur und eine ausreichende LagerSchmierung aufrechtzuerhalten.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue An¬ ordnung der Führungslagerung für die anfangs angegebene Druckwalze zu finden, die neue Möglichkeiten zum Ver¬ meiden der oben angeführten Schwierigkeiten anbietet und eine einwandfreie LagerSchmierung mit einer einfachen Konstruktion auch unter schwierigen Betriebsbedingungen gewährleiste .

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, dass die Führungs¬ lagerung einen Innenring aufweist, der auf der Aussenfläche eines ringförmigen Abschnitts an der Seite des Mantels aufgesetzt ist, dass einem dem Innenring zur Lagerung zugeordneten Aussenring eine Führungs¬ vorrichtung zum Führen des Aussenrings und damit des Mantels entlang der besagten Druckebene angeschlossen ist, wobei die Aussenfläche des ringförmigen Abschnitts einen kleineren Durchmesser als der grösste Aussendurchmesser des Mantels hat, und wobei die Innenfläche des Abschnitts einen grösseren Durchmesser als der Durchmesser des Trägers im Bereich des Abschnitts zum Bildes eines Freiraumes zwischen dem Abschnitt und dem Träger hat.

Es ist eine gute Zugänglichkeit zu dem beim Betrieb rotierenden Innenring der Lagerung, sowie zu dem beim Betrieb stehenden Aussenring derselben erreicht. Dabei ergibt sich auch die Möglichkeit dem Aussenring direkt oder ggf. seinem Gehäuse die oben erwähnten Hilfs¬ vorrichtungen konstruktionsmässig einfach anzuhängen, die sich dann synchron und in gleichem Masse mit der

Positionierung des Walzenmantels bewegen. Die Lagerung lässt sich problemlos mit gewünschten Mitteln sowohl schmieren wie kühlen.

In den Unteransprüchen sind einige vorteilhafte Aus¬ führungsbeispiele der Erfindung gekennzeichnet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im weiteren wird der Erfindungsgegenstand und die damit erreichbaren Vorteile an Ηand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erklärt. Die Beschreibung bezieht sich auf eine Zeichnung, in welcher in schematischer Weise zeigen_

Fig.1 eine Druckwalze mit Führungslagerung im Schnitt,

Fig.2 die Führungslagerung in Ansicht,

Fig.3 und 4 ein zweites Ausführungsbeispiei in Ansicht von vorn und von der Seite,

Fig.5 und Fig.6 ein drittes Ausführungsbeispiel in Ansicht von vorn und von der Seite, und

Fig.7 ein viertes Ausführungsbeispiel im Schnitt.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Beispiel ist eine Führungslagerung 1 zum Lagern und Führen eines Walzenmantels 2 einer Druckwalze 3 vorgesehen. Der Mantel 2 ist rotierbar um einen unverdrehbar fest¬ stehenden Träger 4 angeordnet. Der Mantel 2 ist an sei¬ ner Innenfläche mittels wenigstens eines Druckeinstell¬ elementes 5 an dem Träger 4 abgestützt und im wesent¬ lichen senkrecht zu ihm hin und her jeweils in der Druckebene der Walzen 3 und 22 verschiebbar, und zwar im Ausmasse des Spieles zwischen der Innenfläche des Mantels 2 und dem Träger 4, bzw. des Freiraumes 40 zwischen dem Abschnitt 7 und einem dort jeweils vorhandenen Aussendurchmesser des Trägers 4. Die Druckeinstellelemente 5 sind zum Nachfahren, bzw. zum Ausführen dieser Bewegung ausgelegt. Die Führungslagerung 1 ist zwischen dem Mantel 2 und dem Träger 4 vorgesehen, und zum Vermeiden eines 7_us- brechens des Mantels aus der Druckebene sind bei der Führungslagerung Mittel 9,10 zum Führen des Mantels 2 zum Träger 4 in der Druckebene vorhanden. Der Träger 4 ist unverdrehbar, jedoch in der Druckebe e biegbar in einem Support 13 mittels eines Pendellagers 19 gela¬ gert. Der Support 13 ist in einer (nicht gezeichneten) Stuhlung eines Walzwerkes mit den Walzen 3 und 22 fest einmontiert.

Die Führungslagerung 1 weist einen Innenring 6 auf, der auf der Aussenfläche eines ringförmigen Abschnitts 7 an der Seite des Mantels 2 aufgesetzt ist. Der Abschnitt 7 kann zusammen mit dem Mantel 2, z.B. gegossen, herge-

stellt werden. Wie hier ausgeführt, ist der Abschnitt 7 ein Ring, der an dem Mantel 2 befestigt ist ^* und mit ihm, form- sowie kraftschlüssig eine Einheit bildet. Einem dem Innenring 6 zum Bilden eines Wälzlagers zu¬ geordneten Aussenring 8 sind Teile 9,9' einer Führungs- Vorrichtung zum Führen des ^' Aussenrings 8 und damit des Mantels 2 in der Druckebene zugeordnet. Die Führungs¬ vorrichtung und die Führungsweise werden später be¬ schrieben.

Um nicht über die Presslinie zwischen den Walzflächen der Walzen 3 und 22 mit der Anordnung der Ringe 6 und 8 auf der Aussenfläche des Abschnitts 7 zu kommen, weist die Aussenfläche des ringförmigen Abschnitts 7 einen entsprechend kleineren Durchmesser auf, als der grösste Aussendurchmesser des Mantels 2 ist. Um das vorgesehene Verschiebungsspiel zwischen dem Mantel 2, bzw. Ab¬ schnitt 7 und Träger 4 nicht zu beeinträchtigen, weist die Innenfläche des ringförmigen Abschnitts 7 einen entsprechend grösseren Durchmesser auf als der Durch¬ messer des Trägers 4 im Bereich des Abschnitts 7 ist.

Zu dem Aussenring 8 sind an seiner weg vom Mantel 2 weisenden Seite zwei parallel zueinander verlaufende Leisten 9 befestigt, die zwischeneinander eine Füh¬ rungskulisse mit länglicher Führungsbahn bilden, die im Wesentlichen parallel zur Achsebene des Aussenrings 8 verläuft. Beiderseits an dem Träger 4 sind vertikal, d.h. parallel zu der Pressebene verlaufende Führungs¬ flächen 10 vorgesehen. Die Distanz zwischen den Leisten 9 und 9* an dem Aussenring 8 entspricht der Distanz der Führungsflächen 10 über den Träger 4 in der Weise einer

gleitenden Passung zwischen der Führungsbahn der Füh¬ rungskulisse und den Führungsflächen. Damit ist sicher¬ gestellt, dass der Aussenring 8 beim Betrieb unverdreh¬ bar ist und nur zum Führen des Mantels 2 im wesent¬ lichen parallel zu der Pressebene verschiebbar ist. Die Führungsbahn ist mit Vorteil zur Begrenzung des Verschiebens begrenzt. Dazu sind quer zu den Leisten 9 und 9 verlaufende Stäbe vorgesehen, die mit Stellschrauben ergänzt werden können. Mit Vorteil sind hier z.B. hydraulische Stellvorrichtungen anwendbar.

Nach dem Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, sind an dem Aussenring 8 beiderseits zu¬ einander parallel verlaufende Führungsflächen 11 und 11' angebracht. Zum Führen dieser Flächen 11 und 11'. und damit des Aussenrings 8 und des Mantels 2 parallel zu der besagten Druckebene sind zum Anordnen beiderseits des Aussenrings 8 zwei eine Führungskulisse bildende, parallel zueinander verlaufende Flächen 12 und 12' vorgesehen, die an Platten 20 ausgebildet sind, welche zu dem Support 13 der Walze 3, in dem ihr Träger 4 unverdrehbar gelagert ist, befestigt sind. Auch zwischen diesen die Führungskulisse bildenden Flächen 12, 12' und den Führungsflächen 11, 11* am Aussenring 8 ist eine gleitende Passung ausgebildet. Mit Vorteil sind die Flächen 11, 11' und 12, 12* mit einer das Gleiten erleichternden KunststoffSchicht versehen. Mit Vorteil kann die Führung als eine Rollenführung ausgebildet sein. Es kommt auch eine hydrostatische Lagerung, oder eine geeignete Materialpaarung mit Vorteil in Anwendung. Vorteilhafterweise können die Platten 20 direkt an der (nicht gezeichneten) Stuhlung, in der der Support 13 befestigt ist, befestigt werden.

In der praktischen Ausführung ist ein nicht dargestelltes Lagergehäuse vorgesehen, in dem das Lager mit dem Innenring 6 und dem Aussenring 8 untergebracht ist, und welches z.B. in der Fig.7 angedeutet und mit 29 bezeichnet ist. In der konkreten Ausführung mit dem Gehäuse, bei der z.B. für angemessene Schmierung und/oder Kühlung des gekapselten Lagers gesorgt ist, wobei der Aussenring 8 mit dem Gehäuse kraft- sowie formschlüssig verbunden ist, sind die Führungsflächen 11 an der Aussenkontur des Gehäuses ausgeführt. Für eine angemessene Schmierung und/oder Kühlung des Lagers mit dem Aussenring 8 und dem Innenring 6 ist gesorgt, indem das Lager in einem zusätzlichen, getrennten Kreislauf mit einem Schmiermedium durch einen Einlass 35 durchströmbar ist.

Um einen Wärme luss vom Mantel 2 auf das Lager mit dem Innenring 6 und dem Aussenring 8 zu begrenzen, ist es vorteilhaft, wenigstens zwischen das Lager und den Mantel 2, zu dem auch der eingesetzte ringförmige Ab¬ schnitt 7 gehört, wenigstens eine thermisch isolierende Schicht vorzusehen, wie sie in Fig.l mit dicken Linien angedeutet und mit 18 bzw. 18' bezeichnet ist. Auf vorteilhafte Weise wäre es auch möglich, zwischen dem Lager und dem Mantel, insbesondere im Bereich des ringförmigen Ab- Schnitts 1 , Isolationsräume vorzusehen und diese event. einem Kühlsystem anzuschliessen, wie gezeigt, z.B. in Form eines Labyrinths 39, welches einem Kühlsystem angeschlossen ist, das mit_ einem wärmetragenden Medium durchströmbar ist. Solches Kühlsystem ist auch der Freiraum 40 zwischen dem Abschnitt 7 und dem Träger 4, welcher mit einem

wärmetragenden Medium durchströmbar ist, wozu das Medium durch den Träger 4 durch eine Leitung 34 zu führen ist. Aus dem Freiraum 40 führt in das Labyrinth 39 durch den Abschnitt 7 ein, bzw. mehrere Kanäle 33. Zur Verminderung des Wärmeflusses vom Raum 40 in den Abschnitt 7 kann auch eine thermisch isolierende, bis in den Bereich des Mantels 2 reichende Schicht 30 vorgesehen sein. Mit Vorteil ist sie aus einem schlechtleitenden rostfreien Stahl ausgeführt. Ein Heizmittelfluss, bzw. ein Druckmittelfluss aus dem Zwischenraum zwischen dem Mantel 2 und dem Träger 4, der mit den Druckeinstellelementen 5 besetzt ist, ist weiterhin mit einem DichtungsSystem 27 und 27' an den Grenzen des Zwischenraumes begrenzt.

Um thermisch bedingte Deformationen hauptsächlich im Bereich des Trägers zu vermeiden, sind die das Heizmedium für den Mantel 2 führenden Mittel Rohre 36, für welche in dem Träger 4 Kanäle 37 vorgesehen sind, die einen grösseren Durchmesser aufweisen als Rohre 36 Aussendurchmesser haben. Die Rohre 36 werden in den Kanälen 37 durch Befestigungen 38 im Abstand zu den Kanalwänden gehalten. Dadurch ist jeweils ein Isolationsraum zwischen den das Heizmedium führenden Rohren 36 und dem Korpus des Trägers 4 vorhanden.

Wie in Fig.3 gezeigt, ist es sinnvoll, die vertikale Verschiebung des Mantels 2 zu begrenzen, wozu die dort angedeuteten, mit 21 bezeichneten Stellschrauben dienen können. Zur Mechanisierung und/oder Regelung einer Ab- stützung des Aussenrings 8 zum Support 13, in dem der Träger 4 gelagert ist, ist mit Vorteil ein z.B. hydrau-

lischer Stellmotor 23 (Fig.4) mit einer Kolbenstange 24 an der Platte 20, in der die Flächen 12 ausgebildet sind, abgestützt, welcher mit seiner verschiebbaren Kolbenstange 24 den Aussenring direkt, oder ggf. über sein Gehäuse stützt. Mit diesem Stellmotor 23 ist es ermöglicht, die bekannten s.g. Ueberhanglasten über den Aussenring 8 beim s.g. Nip-Relieving abzustützen und aufzunehmen. Des weiteren benutzt man- diesen, oder einen solchen Stellmotor 23 beim Schnellδffnen des Pressspaltes zwischen den Walzen 3 und 22. Der Vorteil dieser Anordnung liegt neben anderem darin, dass z.B. beim Walzenwechsel die hydraulischen Anschlüsse des Stellmotors 23 nicht gelöst werden müssen. Wie oben erwähnt, können vorteilhafterweise die Platten 20 und auch dieser Stellmotor 23 direkt an der (nicht gezeich¬ neten) Stuhlung, in der der Support 13 befestigt ist, abgestützt sein. Der Stellmotor 23 kann mit Vorteil mittig in der Druckebene relativ zum Aussenring 8 angeordnet sein.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, das in der Fig.5 und 6 dargestellt ist sind am Aussenring 8, ggf. an seinem Gehäuse mindestens zwei Bolzen 14 für Augen 15 von Hebeln 28 einer Parallelogram-Führung angebracht, welche Hebel 28 andererseits an dem Support 13 der Walze 3 schwenkbar angehängt sind. Damit ist der Aussenring 8 und damit der Mantel 2 der Walze 3 ent¬ sprechend in der Druckrichtung im wesentlichen parallel zu der Druckebene der Walzen 3 und 22 geführt. Auch wäre es vorteilhaft, die Hebel 28 andererseits direkt an die (nicht gezeichnete) Stuhlung des Walzwerks anzu¬ hängen.

Mit Vorteil trägt der Aussenring 8 oder sein Gehäuse eine in ihm integrierte Konsole 26, zu welcher eine die Hilfs orrichtungen, wie z.B. Schaber und/oder Umlenk¬ rollen tragende Konstruktion kraft- und formschlüssig angeschlossen sind. Damit wird erreicht, dass die zu dem Mantel positionierten Hilfs orrichtungen bei Bewe¬ gungen des Mantels 2 im Raum synchron und in gleichem Masse mitbewegt werden.

In dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig.7 ist neben dem Lager mit dem Innenring 6 und dem Aussenring 8 auf dem Abschnitt 7 ein Zahnring 16 zum Antrieb des Mantels 2 fest kraftschlüssig aufgesetzt. Der Aussenring 8 ist von einem Gehäuse 29 umschlossen. An dem Gehäuse 29 ist ein Antriebsmotor 17 (gestrichelt) angeordnet, dessen Ritzel in den Zahnring 16 zum Antrieb eingreift. Wie hier dargestellt, handelt es sich um ein Schnecken¬ getriebe. Es versteht sich, dass der Antriebsmotor 17 seitlich zu der Druckebene an dem Gehäuse 29 so an¬ geordnet ist, dass sein Umriss nicht der Presslinie zwischen den Walzen 3 und 22 in die Quere kommt, bzw. über sie ragt. Es kann auch ein Stirnradgetriebe an¬ gewendet werden.