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Patent Searching and Data


Title:
ROLLER DRIVING PROCESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/003545
Kind Code:
A1
Abstract:
A roller (100) has a rotary hollow cylinder (3) through which extends a non-rotary crosshead (5). The hollow cylinder (3) is supported on the crosshead (5) by two opposite rows (8, 12) of hydrostatic supporting elements (9, 13). When the roller is operated at particularly low linear pressures in the roll gap (1), a uniform linear force over the whole width of the paper web (2) is exerted in the row (12) of supporting elements (13) opposite to the roll gap (1), causing an increase in the hydraulic pressures required in the row (8) of supporting elements (9) that faces the roll gap (1), until said pressures reach a range in which perfect operation of the supporting elements (9) is ensured.

Inventors:
BRENDEL BERNHARD (DE)
Application Number:
PCT/DE1995/000948
Publication Date:
February 08, 1996
Filing Date:
July 19, 1995
Export Citation:
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Assignee:
KUESTERS EDUARD MASCHF (DE)
BRENDEL BERNHARD (DE)
International Classes:
D21G1/02; F16C13/00; (IPC1-7): D21G1/02; F16C13/00
Foreign References:
EP0201783A21986-11-20
EP0315567A21989-05-10
DE4203497A11993-08-12
DE4202373C11993-04-22
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Claims:
P a e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Steuerung einer Walze (100) mit einer umlaufenden, den arbeitenden Walzenumfang (4) bildenden Hohlwalze (3) , mit einem undrehbaren, die Hohlwalze (3) der Länge nach durchgreifenden, ringsum radialen Abstand vom Innenumfang (16) der Hohlwalze (3) belassenden Querhaupt (5), auf wel¬ ches an den Enden äußere Kräfte (7) übertragbar sind, mit einer ersten Reihe (8) mehrerer an dem Querhaupt (5) angeordneter und sich an diesem abstützender, in dessen Längsrichtung dicht aufeinanderfolgender, einzeln oder höch¬ stens in kleinen Gruppen von bis etwa drei Stützelementen (8) separat ansteuerbarer hydrostatischer Stützelemente (9) , mittels deren einander unabhängige, gegen den Walzspalt (1) gerichtete Kräfte (K'9) gegen den Innenumfang (6) der Hohl¬ walze (3) ausübbar sind, und mit mindestens einer zweiten Reihe (12) mehrerer an dem Querhaupt (5) angeordneter und sich an diesem abstützen¬ der, in dessen Längsrichtung aufeinanderfolgender, hydro¬ statischer Stützelemente (13), mittels deren vom Walzspalt (1) hinweggerichtete Kräfte (K13) gegen den Innenumfang (6) der Hohlwalze (3) ausübbar sind, mit in oder an dem Querhaupt (15) vorgesehener Zulei¬ tungen für hydraulische Druckflüssigkeit zu jedem einzelnen Stützelement (9,13) und mit einer Steuereinrichtung, mittels derer die Drücke in den einzelnen Zuleitungen unabhängig voneinander wählbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Gruppe (G) von mehreren aufeinanderfol¬ genden Stützelementen (13) der zweiten Reihe (12) so ange¬ steuert wird, daß sie eine über die Erstreckung der Gruppe in Längsrichtung der Walze (100) gleichmäßige GegenLinien¬ kraft erzeugen, die zur Erzeugung einer bestimmten Linien¬ kraftverteilung im Walzspalt (1) eine Erhöhung der Kräfte (K'9) der ersten Reihe (8) bedingt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Stützelemente (13) der zweiten Reihe (12) so angesteuert werden, daß sie eine über die Länge der Walze (100) gleichmäßige GegenLinienkraft erzeugen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Linienkraftverteilung im Walzspalt (1) an mindestens einem Ende der Walze (100, ,200,300) zusätzlich korrigiert wird.
4. Walze zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Walze (100,200,300) außer den beiden Reihen (8,12) der Stützel¬ emente (9,13) zusätzliche Einrichtungen zur Beeinflussung des Linienkraftverlaufs an den Enden der Walze (100,200,300) vorgesehen sind.
5. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Walze (300) jeweils einige (13') der Stüt¬ zelemente (13) der zweiten Reihe (12) unabhängig von der Gruppe (G) der dazwischenliegenden Stützelemente (13) der zweiten Reihe (12) ansteuerbar sind.
6. Walze Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Walze (300) nach beiden Seiten der Wirk¬ ebene wirkende Spreizelemente (17) vorgesehen sind, die auf den Innenumfang (6) der Enden der Hohlwalze (3) quer zur Wirkebene (W) wirkende Kräfte ausüben.
7. Walze nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Walze (300) Mittel zur thermischen Profilierung des Endes der Hohlwalze (3) vor¬ gesehen sind.
8. Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur thermischen Profilierung eine Einrichtung (19) zur Beaufschlagung nur des Endbereichs des Innenumfangs (6) der Hohlwalze (3) von innen mit einem fluiden Wärmeträ¬ germedium umfassen.
Description:
Verfahren zur Steuerung einer Walze

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Die im Oberbegriff beschriebene Walze ist z.B. aus der EP 210 388 bekannt. Die Reihen der Stützelemente wirken in der Wirkungsebene der Walze, d.h. im allgemeinen in der Verbindungsebene der Achse der Walze mit der Achse einer Gegenwalze, nach verschiedenen Seiten auf die Hohlwalze, so daß auf diese über die Länge variable Kraftprofile ausübbar sind, sich im Walzspalt ein gewünschtes meist nicht gleich¬ mäßiges Linienkraftprofil einstellt. Dieses Linienkraftpro- fil hängt von den von den einzelnen Stützelementen ausge¬ übten Kräften und von den Verformungseigenschaften der Hohl- walze und des Produkts ab. Die für die Erzielung eines be¬ stimmten Linienkraftprofils im Einzelfall von den Stützel¬ ementen aufzubringenden Kräfte können z.B. unter Zuhilfen¬ ahme der Finite-Elemente-Methode errechnet werden.

Die Stützelemente bei der bekannten Walze wirken nach Art von Kolben und Zylinder mit dem Querhaupt zusammen. Jedes Stützelement hat eine eigene Zuleitung und kann da¬ durch unabhängig von den anderen Stützelementen mit Druck¬ flüssigkeit beaufschlagt werden. Die Zuleitungen im Quer-

haupt münden bei jedem Stützelement in eine diesem zugeord¬ nete Druckkammer, und die zugeführte Druckflüssigkeit drückt das Stützelement radial nach außen, so daß dieses mit einer der Wölbung des Innenumfangs der Hohlwalze angepaßten An¬ lagefläche gegen diesen Innenumfang anliegt. In der Anlage¬ fläche sind flache Lagertaschen ausgebildet, die über Dros¬ selbohrungen mit der Druckkammer in Verbindung stehen. Die der Druckkammer zugeführte Druckflüssigkeit tritt über die Drosselbohrungen in die Lagertaschen aus und bildet dort ein hydrostatisches Druckpolster, über die das die Stützelemente ihre Kraft gegen den Innenumfang der Hohlwalze ausüben. Die Druckflüssigkeit strömt außerdem ständig über den Rand der Lagertaschen nach außen ab und bildet in den Randbereichen der Lagertaschen einen Flüssigkeitsfilm, der eine metalli¬ sche Berührung zwischen den Stützelementen und den Innen¬ umfang der Hohlwalze verhindert und durch den zusätzlich Kraft auf die Hohlwalze übertragen wird.

Bei der vorgenannten bekannten Walze werden die Kräfte durch die in dem Stützelement wirkende Druckflüssigkeit übertragen und ist der Zwischenraum zwischen Querhaupt und Innenumfang der Hohlwalze an der Ausbildung der Linienkraft nicht beteiligt, d.h. es spielt keine Rolle, ob er mit Druckflüssigkeit gefüllt ist oder nicht.

Die Erfindung hat aber auch Bedeutung für Walzen nach der DE 38 20 974 C2. Bei derartigen Walzen ist der Zwischen¬ raum zwischen Querhaupt und Innenumfang der Hohlwalze in Umfangsrichtung nicht durch Längsdichtungen oder dergleichen unterbrochen, sondern ganz mit Druckflüssigkeit eines steu¬ erbaren Drucks gefüllt. Die einzelnen Stützelemente erhalten ebenfalls Druckflüssigkeit eines steuerbaren Drucks, der wahlweise über oder unter dem Druck in dem umgebenden Zwi¬ schenraum liegen kann. Liegt der Druck über dem Druck in dem umgebenden Zwischenraum, so üben diese Stützelemente eine entsprechende positive Kraft gegen den Innenumfang der Hohl¬ walze aus. Liegt der Druck in den Stützelementen jedoch unterhalb des Drucks in dem Zwischenraum, so bildet das betreffende Stützelement eine Zone, die aus dem ansonsten

gleichmäßigen Druck in dem Zwischenraum ausgespart ist. Hier wirkt also eine geringere Kraft pro Querschnittseinheit als in dem umgebenden Zwischenraum. Ein solches Stützelement begrenzt also ein "Loch" in der gleichmäßigen Druckausübung der Druckflüssigkeit in dem Zwischenraum und hat etwa die gleiche Wirkung, wie ein mit der Druckdifferenz positiv wirkendes Stützelement, welches auf der diametral gegenüber¬ liegenden Seite des Querhaupts angebracht wäre.

Auch für Walzen dieser Art ist die Erfindung geeignet.

Bei manchen Behandlungen des Papiers, besonders im letzten Stadium der Veredlung sind nur sehr geringe Linien- kräfte im Bereich von einigen wenigen 10 N/cm Walzenlänge erwünscht. Derartige Linienkraftverläufe zustandezubringen, stößt in der Praxis häufig auf Schwierigkeiten, weil dabei einzelne Stützelemente nur ganz geringe Drücke erfahren dürfen, wenn sich nicht sogar die theoretische Notwendigkeit "negativer" hydraulischer Drücke in bestimmten Stützelemen¬ ten ergibt. Die Erfahrung zeigt aber, daß ein zufriedens¬ tellendes Arbeiten mit hydrostatisch gestützten Walzen der in Rede stehenden Art erst bei Betriebsdrücken der hydrauli¬ schen Flüssigkeit oberhalb etwa 3 bar möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Walze der beschriebenen Art die Ausübung besonders niedriger Linienkräfte zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergege¬ bene Erfindung gelöst.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Maßnahme beruht da¬ rauf, daß die nach außen hin von der Walze ausgeübte Linien¬ kraft sich aus der Differenz der von den beiden Reihen der Stützelemente ausgeübten Kräfte ergibt. Die Hohlwalze wird mit einer gleichmäßige Linienkraft von den Stützelementen der zweiten Reihe von dem Walzspalt "weggezogen". Damit die gegen den Walzspalt gerichteten Stützelemente in dem Walz¬ spalt die gewünschte positive, wenn auch geringe, Linien¬ kraft erzeugen können, müssen sie mit einem entsprechend erhöhten Druck beaufschlagt werden. Ein Teil dieses Druckes wird dafür verbraucht, die von dem Walzspalt hinweggerichte-

ten Kräfte der Stützelemente der zweiten Reihe wettzumachen. Die im Walzspalt in Erscheinung tretende Linienkraft ergibt sich aus den Anteilen der Stützelemente der ersten Reihe, die über den vom Walzspalt hinweggerichteten gleichmäßigen Linienkräfte liegen. Durch die Vorgabe einer gleichmäßigen von dem Walzspalt hinweggerichteten Linienkraft wird der Betriebsdruck der gegen den Walzspalt gerichteten Stützel¬ emente künstlich erhöht, und zwar in einem Bereich hinein, der ein einwandfreies Arbeiten der Stützelemente ermöglicht.

Die Stützelemente der zweiten Reihe können in gleicher Ausbildung und Anzahl den Stützelementen der ersten Reihe diametral gegenüberliegend vorgesehen sein. Dies ist jedoch nicht zwingend. Notwendig ist nur, daß die Stützelemente der zweiten Reihe eine gleichmäßige vom Walzspalt hinweggerich¬ tete Kraftverteilung erzeugen. Es können also auch weniger Stützelemente in einer anderen Anordnung als in der ersten Reihe vorhanden sein, sofern sie nur Gleichmäßigkeit der Kraft in der Gegenrichtung erbringen.

Die erfindungsgemäße Maßnahme ist in erster Linie in dem Fall sinnvoll, daß es um niedrige Linienkräfte im Walz¬ spalt geht. Wenn das geforderte Liniendruckprofil im Walz¬ spalt so hoch gelegen ist, daß die von den einzelnen gegen den Walzspalt gerichteten Stützelemente auszuübenden Kräfte hinreichend hohe hydraulische Drücke in den Stützelementen verlangen, so daß die Stützelemente einwandfrei arbeiten, bedarf es der künstlichen Erhöhungen nicht mehr und würde diese nur einen unnötigen zusätzlichen Energieverbrauch darstellen.

Das grundsätzliche Bestreben bei der Erfindung geht dahin, die Feineinstellung der Linienkraftverteilung über die Breite der Bahn ohne die Zuhilfenahme externer Hilfs¬ mittel zustande zu bringen, wie sie bisher in Gestalt von Warmluftdüsen oder induktiven Heizvorrichtungen üblich wa¬ ren. Die dichte Staffelung der Stützelemente im Verein mit einer ausreichend anpassungsfähigen Hohlwalze und der erfin- dungsgemäßen Ausgestaltung ergibt eine feinfühlige Justie¬ rung der Linienkraftverteilung bis hin zu ganz geringen

Linienkraftwerten.

Die Erfindung ist bereits verwirklicht, wenn die gleichmäßige Linienkraft in der zweiten Reihe nur auf einem Längenabschnitt der Walze vorliegt.

In vielen Fällen wird es aber in Betracht kommen, sämt¬ liche Stützelemente der zweiten Reihe mit der gleichen Li¬ nienkraft zu betreiben, so daß also auf der ganzen Länge der Walze eine konstante Gegen-Linienkraft pro Längeneinheit vorliegt (Anspruch 2).

Im Bereich niedriger Liniendrücke ist die Einhaltung eines bestimmten vorgegebenen Linienkraftverlaufs längs des Walzspalts einerseits besonders wichtig, andererseits beson¬ ders schwierig.

In diesem Bereich bedeuten schon Abweichungen um rela¬ tiv geringe absolute Kraftbeträge von dem vorgegebenen Li- nienkraftverlauf erhebliche relative Abweichungen und ent¬ sprechend hohe Schwankungen längs des Walzspalts in dem beabsichtigten Behandlungseffekt. Wenn also die Behandlung z.B. einer Papierbahn mit niedrigen Liniendrücken richtig zur Wirkung kommen soll, muß auf eine besonders getreue Einhaltung eines vorgegebenen Linienkraftverlaufs geachtet werden.

Die Einhaltung eines vorgegebenen Linienkraftverlaufs ist erschwert, weil die Verformungseigenschaften der Hohl¬ walze und insbesondere der Endeneinfluß als Störfaktoren zu berücksichtigen sind. Die Hohlwalze ist ja ein endlicher Rohrabschnitt, der im Innern eine Streckenlast erfährt, die mit Abstand von den Enden aufhört.

Im Innern der Längserstreckung der Hohlwalze erfährt diese durch die in einander entgegengesetzten Richtungen wirkenden Stützelemente der beiden Reihen eine ovale Quer¬ schnittsverformung, die im Innern zu einer bestimmten Li¬ nienkraftverteilung führt. Gegen die Enden hin jedoch nimmt mangels dort in gleicher Weise wie im Innern wirkender Stüt¬ zelemente die Ovalität wieder ab, was sich naturgemäß auch im Linienkraftverlauf an den Enden auswirkt. Bei Walzen der in Rede stehenden Art ist es ein Charakteristikum, daß schon

zur Erzielung eines konstanten Linienkraftverlaufs bei einer über die Breite vollkommen gleichmäßigen Bahn eine starke ungleichmäßige Druckverteilung in den gegen die Walzenenden gelegenen Stützelementen erforderlich ist. Die Drücke in den endständigen Stützelementen müssen deutlich über einen im Mittelbereich der Walze vorliegenden Mittelwert erhöht wer¬ den, die Drücke in den innen benachbarten Stützelementen ebenso deutlich darunter erniedrigt werden, um zu einer gleichmnäßigen Linienkraftverteilung zu kommen. Schon die Eigenschaften der Walze selbst stellen also erhebliche An¬ forderungen an die Korrekturmöglichkeit im Randbereich.

Neben den internen, d.h. durch die Walze selbst bzw. ihre Begrenzung in Längsrichtung bedingten Einflüssen können aber auch im Randbereich noch externe Einflüsse vorliegen, denen es zusätzlich zu begegnen gilt und die damit zusammen¬ hängen, daß meist eben nicht eine über die Breite gleichmä¬ ßige Bahn zu bearbeiten ist.

Einer dieser Einflüsse ist das Temperaturprofil der Gegenwalze, die meist am Rand, wo die Papierbahn keine Wärme abführt, wärmer ist als in den inneren Bereichen.

Außerdem ist die Papierbahn am Rand meist trockener, was zur Erzielung eines gleichmäßigen Behandlungseffekts eine Anpassung des Behandlungsdrucks erfordert.

Die Papierbahn könnte in der Trockenpartie der Papier¬ maschine in Querrichtung geschrumpft sein, was ebenso wie das ungleichmäßige Temperaturprofil eine Anpassung der Druckausübung notwendig macht.

Schließlich können Profilprobleme des Stoffauflaufs und der Filze einem Korrekturbedarf am Rand verursachen.

Alle diese Einflüsse müssen durch Korrekturen am Rand der Walze ausgeglichen werden, wo also auch von der Walze selbst her schon Korrekturen notwendig sind, die die ver¬ bleibende Korrekturkapazität beschränken, so daß für die Berücksichtigung externer Effekte nicht mehr viel Korrektur¬ potential vorhanden ist. Es kann hierbei Fälle geben, in denen die Walze aus sich heraus mit ihren beiden Reihen von Stützelementen den Korrekturbedarf nicht mehr bewältigen

kann .

Der Erfindung liegt daher auch noch die weitere Aufgabe zugrunde, bei einer Walze der in Rede stehenden Art die Korrekturmöglichkeiten am Rande zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 3 dadurch gelöst, daß die Linienkraftverteilung im Walzspalt an mindestens einem Ende der Walze zusätzlich, d.h. über das der Walze mit ihren Reihen von Stützelementen innewohnende Korrekturpotential hinaus korrigiert wird, was vorrichtungsmäßig durch die zusätzlichen Einrichtungen nach Anspruch 4 verwirklicht ist.

Dieser Gedanke kann nicht nur unter dem Aspekt gesehen werden, der Walze gewissermaßen zu Hilfe zu kommen, wenn die Randungleichmäßigkeiten der Bahn das eigene Korrekturpoten¬ tial der Walze auszuschöpfen drohen. Eine wichtige Einsatz¬ weise der zusätzlichen Einrichtungen besteht vielmehr darin, die walzenimmanenten Ungleichmäßigkeiten unter der Annahme einer gleichmäßigen Belastung durch die Bahn von vornherein anzugleichen. Die Stützelemente sollen am Rand nicht mehr, nur um die gestaltbedingten Verformungscharakteristiken der Hohlwalze auszugleichen, stark unterschiedliche Kräfte aus¬ üben müssen, sondern davon entbunden sein und über die Brei¬ te der Bahn im wesentlichen gleiche Kräfte ausüben können. Wenn dann im Betrieb durch die Bahn Unregelmäßigkeiten am Rand und ein entsprechender Korrekturbedarf auftreten, kann dieser auf rein hydraulischem Wege durch geeignete Steuerung der Stützelemente befriedigt werden, die dann ja nicht mehr durch die Endenkorrektur der Hohlwalze beansprucht sind. Die hydraulische Korrektur durch die Stützelemente selbst kann relativ einfach und vor allem verzögerungsfrei vor sich gehen.

Die zusätzlichen Einrichtungen können auf mindestens drei Weisen konkret ausgeführt werden, wobei die verschiede¬ nen Merkmale durchaus auch gleichzeitig an einer Walze vor¬ handen sein können.

Bei einer ersten Ausführungsform einer entsprechend ausgestalteten Walze ist die gleichmäßige Gegenlinienkraft nur im Innern der Längserstreckung der Walze vorgesehen und

werden an den Enden in der zweiten Reihe davon unabhängige "rückwärts gerichtete" Kräfte angebracht, um eine gewünschte Endenkorrektur herbeizuführen (Anspruch 5), wie es für sich genommen aus der DE-PS 23 25 721 bekannt ist.

Auch bei der zweiten Aus ührungsform dieser Art gemäß Anspruch 6 sind zusätzliche gegen den Innenumfang der Hohl¬ walze wirkende Elemente vorgesehen, nämlich zu beiden Seiten der Wirkebene wirkende Spreizelemente, die auf den Innen¬ umfang des Endes der Hohlwalze quer zu der Wirkebene wirken¬ de Kräfte ausüben und das Ende der Hohlwalze gewissermaßen quer zur Wirkebene auseinanderziehen, wodurch die Hohlwalze im Walzspalt am Ende von dem Walzspalt fortgezogen wird.

Auch diese Maßnahme ist für sich genommen bekannt, nämlich aus der Firmenschrift der Firma Kleinewefers GmbH "Das Hydrein-Walzsystem" und der entsprechenden DE 33 25 385 C2.

Ein dritter Gedanke zu Endenbeeinflussung bei einer erfindungsgemäßen Walze sieht gemäß Anspruch 7 zusätzliche Mittel zur thermischen Profilierung des Endes der Hohlwalze vor, beispielsweise zur Erwärmung, um eine Durchmesserver¬ größerung und eine Linienkrafterhöhung im Walzspalt zustan¬ dezubringen, oder eine Kühlung für das Gegenteil.

Bevorzugt können die Mittel eine Einrichtung zur Be¬ aufschlagung nur des Endbereichs des Innenumfangs der Hohl¬ walze mit einem fluiden Wärmeträgermedium umfassen (Anspruch 8). Auch dieser Gedanke ist für sich genommen durch die EP 328 503 bekannt.

In der Zeichnung sind schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt das Prinzip der Erfindung an einer geeig¬ neten Walze, teilweise im Längsschnitt;

Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines gewünschten Linien¬ kraftverlaufs;

Fig. 3 und 4 zeigen Diagramme der für die Erzielung des Linienkraftverlaufs nach Fig. 2 an den einzelnen Stützel¬ ementen notwendigen Kräfte;

Fig. 5 und 6 zeigen Ausführungsbeispiele;

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch eine Walze mit zwei "zweiten" Reihen von Stützelementen;

Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch eine Walze mit in Querrichtung wirkenden Spreizelementen;

Fig. 9 zeigt zwei zusammengehörige Diagramme, die die zur Erzielung eines gleichmäßigen Linienkraftverlaufs not¬ wendige Druckverteilung in der erstens Reihe von Stützel¬ ementen veranschaulichen.

Die in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Walze ist die Unterwalze eines Walzenpaars und arbeitet mit einer Walze 10 zusammen. Die in dem Walzspalt 1 zu behandelnde Papierbahn 2 soll eine Druckbehandlung mit niedriger Linien¬ kraft erhalten, die über die Breite der Papierbahn 2 ein bestimmtes Profil 15 hat, welches sich aus Ungleichmäßig- keiten der Papierbahn in Breitenrichtung ergeben mag und in der Kurve der Fig. 2 dargestellt ist, die den Verlauf der im Walzspalt 1 von der Walze 100 ausgeübten Linienkraft LK (= Kraft pro cm Walzenlänge) über der Länge der Walze 100 ge¬ messen von deren in Fig. 1 linkem Ende, wiedergibt. Die Ungleichmäßigkeiten können z.B. ungleichmäßige Feuchte, ungleichmäßiger Glanz o.dgl. sein, denen durch die Behand¬ lung entgegengewirkt werden soll. In dem Beispiel soll also in der rechte Hälfte eine Erniedrigung bzw. eine Art Tal 15' der Linienkraft vorhanden sein. Es versteht sich jedoch, daß auch ein gleichmäßiger, relativ niedriger Liniendruck in Be¬ tracht kommt.

Die Walze 100 umfaßt eine Hohlwalze 3 mit einem arbei¬ tenden Walzenumfang 4 und einen zylindrischen glatten Innen¬ umfang 6, die der Länge nach von einem Querhaupt 5 durch¬ griffen ist, welches an seinen Enden äußere Abstützungskräf- te 7 erfährt. Die Hohlwalze 3 beläßt ringsum radialen Ab¬ stand zu dem Querhaupt 5. An dem Querhaupt 5 ist auf dem Walzspalt 1 zugewandte Seite eine erste Reihe 8 von dicht aufeinanderfolgenden Stützelementen 9 vorgesehen, denen durch nicht dargestellte Zuleitungen im Querhaupt einzeln Druckflüssigkeit mit pro Stützeleraent unterschiedlichem Druck zuführbar ist. Es können aber auch kleine Gruppen von

Stützelementen 9, beispielsweise Randgruppen von zwei oder drei Stützelementen 9, gemeinsam beaufschlagt werden.

Gegenüber der Reihe 8 ist eine in Umfangsrichtung um 180° versetzte zweite, sich über die gesamte Länge der Walze 100 erstreckende Reihe 12 von Stützelementen 13 vorgesehen, die von dem Walzspalt 1 hinwegwirken und die Hohlwalze 3 also von der Gegenwalze 10 hinwegzuziehen bestrebt sind. Statt der einen Reihe 12 von Stützelementen 13 könnten auch beispielsweise zwei Reihen 12' und 12" vorhanden sein, wobei zweckmäßig jeweils zu den Reihen 12,12' und 12" gehörende einander zugeordnete Stützelemente 13 in zur Achse senkrech¬ ten Ebenen und die Resultierenden der Kräfte der Stützel¬ emente 13 der beiden Reihen 12',12" in der Wirkebene der Walze 100 gelegen bzw. der jeweiligen Kraft K 9 entgegenge¬ setzt ist (Fig. 7).

Die Stützelemente 9,13 folgen in den Reihen 8,12 längs der Walze 100 dicht, d.h. ohne vermeidbare Lücken ihrer Wirkungsbereiche, jedoch ohne einander zu berühren, aufein¬ ander und haben üblicherweise in Längsrichtung der Walze 100 gesehen Erstreckungen in der Größenordnung von 150 bis 300 mm, während die Walze 100 eine Arbeitsbreite im Bereich von 5 m bis 10 m haben kann. Es können dementsprechend pro Reihe 8,12 etwa dreißig und mehr Stützelemente 9,13 hintereinander vorgesehen sein. Die Wiedergabe in Fig. 1 ist also nicht maßstäblich. Im allgemeinen sind die Stützelemente 9 und 13 jeder Reihe 8,12 untereinander gleich ausgebildet und liegt jeweils ein Stützelement 13 einem Stützelement 9 gegenüber.

In Fig. 1 liegen die Stützelemente 9,13 einander je¬ weils diametral in der Wirkebene gegenüber. In Fig. 7 ist jedoch angedeutet, daß die die Stützelemente 13 auf der dem Walzspalt abgewandten Seite auch zu beiden Seiten der Wirk¬ ebene in zwei gegenüber der Wirkebene gleiche Winkel α bil¬ denden Reihen 12' und 12" angeordnet sein könnten. Die Re¬ sultierende der Kräfte der den einzelnen in einer gleichen zur Achse der Walze senkrechten Ebene gelegenen Stützelemen¬ te 13,13 liegt dabei in der Wirkebene, ist jedoch der Kraft des in der gleichen zur Achse senkrechten Ebene gelegenen

Stützelements 9 entgegengesetzt.

Zur Ausbildung des gewünschten Linienkraftprofils 15 quer zur Papierbahn 1 sind alle Stützelemente 9 unterschied¬ lich ansteuerbar. Die einzelnen Stützelemente 9 üben in ihrem Längenbereich lokale Kräfte aus, die gegen den Innen¬ umfang 6 in Richtung auf den Walzspalt 1 wirken und sich im Walzspalt 1 auf dem arbeitenden Walzenumfang 4 der Hohlwalze 3 in einem Linienkraftprofil 15 äußern, bei dessen Zustande¬ kommen die Steifigkeit der Hohlwalze 2 eine wesentliche Rolle spielt. Die von den einzelnen Stützelementen 9 für die Erzielung eines bestimmten Linienkraftprofils 15 auszuüben¬ den Kräfte müssen in ihrem Verlauf längs der Walze dem Li¬ nienkraftprofil 15 durchaus nicht proportional folgen.

In Fig. 3 sind die von den einzelnen Stützelementen 9 der Fig. 1 auszuübenden Kräfte K 9 angedeutet, die notwendig wären, um das in Fig. 2 wiedergegebene Linienkraftprofil 15 zu erzeugen, wenn die Reihe 12 der Stützelemente 13 nicht vorhanden oder außer Betrieb wäre. Das Linienkraftprofil 15 würde in diesem Fall also ausschließlich durch die oberen Stützelemente 9 erzeugt. Es zeigt sich, daß zu beiden Seiten des Linienkrafttals 15' bei den dortigen, durch die Pfeile hervorgehobenen Stützelementen 9 eine Erhöhung der ausge¬ übten Kraft vorgenommen werden muß, während dazwischen eine Erniedrigung stattfindet. Nur so kann das seitlich recht scharf begrenzte Linienkrafttal 15' realisiert werden.

Die Stützelemente 9 bedürfen zu einer einwandfreien Funktion eines gewissen hydraulischen Mindestdrucks in der Größenordnung von etwa 3 bar, der in Fig. 3 und 4 mit K f bezeichnet ist. Es zeigt sich, daß die drei im Bereich des Linienkraftprofiltals 15' gelegenen Stützelemente 9 mit einem Druck gefahren werden müßten, der unter K f liegt oder in bestimmten Fällen sogar negativ sein müßte. Das gewünsch¬ te Linienkraftprofil 15 ließe sich also mit einer derartigen Anordnung von Stützelementen nicht darstellen.

In Fig. 4 ist eine Anordnung dargestellt, die der Walze 100 der Fig. 1 entspricht und bei der zwei Reihen 8,12 mit in Umfangsrichtung um 180° versetzten Stützelementen 9,13

vorhanden sind, die nach oben, also gegen den Walzspalt 1 hin Kräfte K 9 . und nach unten Kräfte K 13 ausüben.

Die Stützelemente 13 der zweiten, von dem Walzspalt 1 hinweggerichteten Reihe 12 werden so angesteuert, daß sie alle den gleichen hydraulischen Druck erhalten und über die Länge der Walze eine gleichmäßige Gegen-Linienkraft erzeu¬ gen. Wenn bei Vorhandensein einer solchen Gegenlinienkraft das Linienkraftprofil 15 erzeugt werden soll, ist es notwen¬ dig, die in den einzelnen Stützelementen 9 der ersten Reihe 8 herrschenden hydraulischen Drücke zu erhöhen, um zu posi¬ tiven Linienkräften im Walzspalt 1 zu kommen. Auf diese Weise werden die Kräfte K' 9 und damit die zu ihrer Bereit¬ stellung in den einzelnen Stützelementen 9 notwendigen hy¬ draulischen Betriebsdrücke künstlich in einem Bereich ver¬ schoben, in dem alle Kräfte K' 9 über K f liegen und eine ein¬ wandfreie Funktion der Stützelemente 9 sichergestellt ist.

Bei der das Prinzip wiedergebenden Fig. 1 erstreckt sich die Reihe 12 der gleichmäßig angesteuerten Stützelemen¬ te 13 über die gesamte Länge der Walze 100.

Eine solche Ausbildung kommt konkret in erster Linie bei einer Walze 200 nach Fig. 5 in Betracht, bei der die Hohlwalze 3 über an ihren beiden Enden vorgesehene Lager 14 auf dem Querhaupt 5 gelagert ist.

Es ist aber auch möglich, nur eine Gruppe G mehrerer aufeinanderfolgender Stützelemente 13 der zweiten Reihe 12 gleichmäßig anzusteuern, wie es bei der Walze 300 der Fig. 6 wiedergegeben ist. Die Walze 300 ist eine solche mit inneren Hub, bei der an den Enden keine Lager vorgesehen sind, die den Lagern 14 der Fig. 5 vergleichbar sind. Die Hohlwalze 3 ist in geeigneten nicht dargestellten Führungen in der Wirk¬ ebene, d.h. parallel zur Zeichenebene quer zum Querhaupt 5 im Sinne der Pfeile 16 beweglich. Hier sind in der zweiten Reihe 12 an den Enden kleine Gruppen R von in dem Beispiel zwei Stützelementen 13' vorgesehen, die nicht zu der gleich¬ mäßig angesteuerten Gruppe G gehören, sondern unabhängig davon angesteuert werden, um rückwärts, d.h. vom Walzspalt 1 hinweggerichtete Kräfte zu erzeugen. Eine solche Maßnahme

kann erforderlich werden, um die Hohlwalze an ihren Enden von dem Walzspalt 1 hinwegzuziehen und gegebenenfalls dort eine überhöhte Kantenpressung der Papierbahn 2 zu vermeiden.

In Fig. 6 ist eine weitere Möglichkeit zur zusätzlichen Beeinflussung des Endbereichs der Hohlwalze 3 angedeutet. Es handelt sich um in Querrichtung wirkende zusätzliche Spreiz¬ elemente 17, deren Anordnung aus Fig. 8 hervorgeht und die ebenso wirken wie die Stützelemente 9,13, nur in einer um 90° in Umfangsrichtung verdrehten Wirkrichtung. Die durch die Stützelemente 9,13 erzeugte Ovalität der Hohlwalze 3 nimmt zwar gegen das Ende hin ab, so daß sich der Quer¬ schnitt der Hohlwalze 3 dort von selbst wieder mehr der Kreisform annähert. Der damit einhergehende Abfall der Li¬ nienkraft im Walzspalt 1 kann jedoch durch die Spreizelemen¬ te 17 noch unterstützt werden. Die Spreizelemente müssen nicht zwangsläufig in einer zur Wirkebene senkrechten Ebene W senkrechten Ebene angeordnet sein, wie es in Fig. 8 darge¬ stellt ist. Wenn bei der Ausführungsform nach Fig. 7 die Winkel α größer als dargestellt gewählt werden, ergibt sich auch hier ein gewisser Spreizeffekt bei gleichzeitiger Auf¬ bringung einer vom Walzspalt 1 hinwegwirkenden Gegenkraft.

In Fig. 6 sind auch noch Möglichkeiten zur thermischen Beeinflussung der Enden der Hohlwalze angedeutet. Es könnten z.B. induktive Spulen 18 an den Enden dicht außerhalb der Hohlwalze 3 angeordnet sein. Alternativ könnte die thermi¬ sche Profilierung auch von innen erfolgen, was durch den Sprüheinrichtung 19 wiedergegeben sein soll. Die Einwirkung des von innen gegen den Innenumfang 6 der Hohlwalze 3 ge¬ sprühten Wärmeträgermediums beschränkt sich auf den Endbe¬ reich der Hohlwalze 3 und verleiht diesem eine abweichende Temperatur mit entsprechender Abweichung von der Zylindrizi- tät und Beeinflussung des Linienkraftverlaufs am Ende.

Fig. 9 dient zur detaillierteren Erläuterung der beson¬ deren Bedeutung der anhand der Fig. 6 bis 8 beschriebenen zusätzlichen Maßnahmen zur Beeinflussung des Linienkraft¬ profils an den Enden der Walze 100. Die Fig. 3 und 4 sind insoweit sehr schematisch und sollen nur das Prinzip ver-

anschaulichen. Fig. 9 jedoch basiert auf einer konkreten berechneten Verteilung der in den einzelnen Stützelementen 9 notwendigen hydraulischen Drücke. Es sei angenommen, die zu behandelnde Bahn habe über ihre Breite W B gleichmäßige Eigen¬ schaften und erstrecke sich über die Länge der Walze 100. Es sei angestrebt, auf diese Bahn eine über ihre Breite gleich¬ mäßige Linienkraft L von 100 N/mm Warenlänge auszuüben, die durch die horizontale Linie 20 wiedergegeben ist. Die dem Beispiel zugrundeliegende Walze 100 hat zweiunddreißig Stüt¬ zelemente 9. Die von einem einzelnen Stützelement S t ausge¬ übte Kraft ist proportional dem darin herrschenden hydrauli¬ schen Druck Pi (i = 1 ... 32) . Das Diagramm im unteren Teil der Fig. 9 zeigt deutlich, daß die Verteilung der Drücke p L bzw. der von den entsprechenden Stützelementen 9i ausgeübten Einzelkräfte die für einen konstanten Verlauf der Linien¬ kraft L im Walzspalt 1 erforderlich ist, an den Enden der Walze 100 weit von einer Konstanz entfernt sind. Die end¬ ständigen Stützelemente 9 X und 9 32 müssen Drücke erhalten und Kräfte aufbringen, die erheblich über dem im Bereich der mittleren Stützelemente 9 13 bis 9 20 vorhandenen mittleren Wert liegen. Die den endständigen Stützelementen 9ι und 9 32 innen benachbarten Stützelemente 9 2 bis 9 6 und 9 28 bis 9 30 hingegen müssen Kräfte zustande bringen, die erheblich unter dem genannten Mittelwert liegen.

Die starke Ungleichmäßigkeit der geforderten Kraftaus¬ übung durch die Stützelemente im Randbereich ist schon durch die Eigenschaften der Walze 100 selbst bedingt. Wenn dann noch äußere Einflüsse hinzukommen und die Bahn eben nicht, wie vorstehend angenommen, über die ganze Länge der Walze 100 gleichmäßig ist, können am Rand zusätzliche Korrekturen notwendig sein, d.h. es können die endständigen Stützelemen¬ te 9 X und 9 32 noch höhere Kräfte und die benachbarten Stützel¬ emente noch niedrigere Kräfte ausüben müssen. Dabei kann die Walze 100, wenn sie nur mit den Stützelementreihen 8 und 12 arbeitet, an technische Grenzen stoßen.

In diesen Fällen sind zusätzliche Korrektureinrichtun¬ gen von Bedeutung, wie sie anhand der Fig. 6 bis 8 beschrie-

ben worden sind. Die Korrektureinrichtungen können aller¬ dings auch so eingesetzt werden, daß sie zur Vergleichmäßi¬ gung der von den einzelnen Stützelementen 9 geforderten Kräfte K'g t dienen, deren zur Walzenkorrektur, d.h. zum Ausgleich der Verformungseigenschaften der Hohlwalze 3 not¬ wendige ungleichmäßige Verteilung sich aus dem unteren Dia¬ gramm der Fig.9. ergibt. Die Korrektureinrichtungen beein¬ flussen also ohne Berücksichtigung von Ungleichmäßigkeiten der Bahn die Walze 100 so, daß die Stützelemente 9 auch am Rand eine im wesentlichen gleichmäßige Kraft erzeugen kön¬ nen, um die Gleichmäßigkeit der Linienkraft im Walzspalt zu gewährleisten. Die gleichmäßige Kraftverteilung ist durch die gestrichelte Linie 21 angedeutet.

Wenn dann die Bahn mit ihren Ungleichmäßigkeiten am Rande kommt, haben die dortigen Stützelemente 9 noch ihr Korrekturpotential zur Verfügung und kann die Bahnkorrektur mittels dieser Stützelemente 9, also einfach und verzöge¬ rungsfrei, erfolgen, ohne daß die zusätzlichen Korrekturein¬ richtungen dann dafür noch herangezogen werden müßten.