DE2739551A1

DE2739551A1 - Heating or cooling calendar roller - with efficient heat transfer due to long asymmetrical elements inside bores

Info

Publication number: DE2739551A1
Application number: DE19772739551
Authority: DE
Inventors: Rudi Buczek; Horst Samblebe
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1977-09-02
Filing date: 1977-09-02
Publication date: 1979-03-08

Abstract

Heated or cooled rollers for e.g. calenders are bored for heating/cooling liq. and rigid frictional elements of e.g. metal or ceramic move freely inside the bores, these elements have projections in their section and their length is several times their greatest cross-section. System prevents formation of pptes. or contaminations of the bore walls and thus eliminates costly cleaning operations.

Description

Heiz- oder kühlbare Walze für Walzwerke oder Kalander"Heatable or coolable roll for rolling mills or calenders "

Die Erfindung bezieht sich auf heiz- oder kühlbare Walzen für Walzwerke oder Kalander, mftvoneinerHeiz- oder Kühlfl:issigkeit durchströmten Bohrungen im Walzenkörper.The invention relates to heatable or coolable rolls for rolling mills or calender, with bores in the Roller body.

Auf den verschiedensten Gebieten der Technik stellt sich für das Durchführen von Druckbearbeitungs- oder Mischvorgängen mit Walzen das Problem einer genauen Regelung der Walzentemperatur, vor allem der in Bereich des Walzenaußenmantels auftretenden und unmittelbar auf das Walzgut rückwirkenden Temperaturen. Während beispielsweise die zum Mastizieren von Kautschukmischungen dienenden Walzen in Mischwalzwerken oder auch die Walzen in Metallwalzwerken mit Kühleinrichtungen zum Abführen der Friktionswärme und der von dem erwärmten Walzgut aufgenommenen Konvektionswärme versehen sein müssen, kann es beim Durchlauf von Kunststoffolien durch Kalander und in anderen Fällen wiederum erwünscht sein, die Walzen zusätzlich zu beheizen oder im wechselsdiel zu kühlen und zu beheizen. Die für Wärme- und Kühlgeräte ailgemein geltende Forderung nach der Verwendung nur besonders aufbereiteten Wassers hat zwar auch für die Heiz- und Kühleinrichtungen an Walzen ihre Berechtigung. Sie läßt sich aber in der Praxis z. B. wegen ungünstigen Standorts, bevorzugter Versorgung übergeordneter Wasserverbraucher und aus anderen entgegenstehenden Gründen nicht immer in dem erwünschten a erfüllen. Je nach Beschaffenheit des Rohwassers setzen sich dann gelöste und ungelöste Verunreinigungen, Karbonate und andere CoSze, Kalkspat und such feste Schmutzteilchen an den Irnenwandunger der durchflossenen Bohrungen ab und bilden mit der Zeit wachsende Verkrustungen, die den Wärmeübergang erheblich beeintr.#chtigen und die Regelung der dalzentemperaturen innerhalb der ~#>rgegebenen Grenzwerte unmöglich machen. xber- oder Unterschreitungen der g';nstigen Betriebsterperatur haben aber wiederum mehr oder weniger deutliche Qualitätseinbußen der Fertigerzeug nisse zur Folge.In the most diverse areas of technology arises for performing of printing processing or mixing operations with rollers, the problem of accurate Regulation of the roll temperature, especially that occurring in the area of the roll outer shell and temperatures directly affecting the rolling stock. While for example the rollers used to masticate rubber compounds in mixing mills or the rollers in metal rolling mills with cooling devices for discharging the Frictional heat and the convection heat absorbed by the heated rolling stock must be provided, it can be when plastic films run through calenders and in other cases it may again be desirable to additionally heat the rollers or alternating between cooling and heating. The general for heating and cooling devices valid requirement for the use of specially treated water only also for the heating and cooling devices on the rollers. She lets herself but in practice z. B. because of unfavorable location, preferential care of higher-level Water consumers and for other conflicting reasons not always in the desired a meet. Depending on the nature of the raw water, dissolved and undissolved water will then settle Impurities, carbonates and other CoSze, calcite and look for solid dirt particles on the inner wall of the boreholes through which it flows and form growing ones over time Encrustations that significantly affect the heat transfer the roll temperatures within the ~ #> given limit values make impossible. However, if the operating temperature is exceeded or fallen below the favorable operating temperature more or less significant loss of quality of the finished product.

Der Erfindung liegt demgegenüber als Aufgabe zugrunde, die Notwendigkeit zu wiederholten arbeitsaufwendigen Reinigungen der Kühl- bzw. Heizbohrungen in den Walzen zu vermeiden und das Anlagern von Ausfällungen und Verschmutzungen an den Bohrungswandungen von vornherein zu verhindern. Diese Aufgabe wird für Walzen der eingangs geschilderten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus starren, vorzugsweise aus metallen oder keramischen Werkstoffen hergestellte Reibkörper mit Spiel frei bewegiich in die Bohrungen eingelegt werden. Die Reibkörper weisen zweckmäig einen kantigen oder mit Vorsprüngen ausgebildeten Querschnitt und eine einem mehrfachen ihrer größten Querschnittsabmessung entsprechende Länge auf und sind jeweils zu mehreren in Hintereinander-Anordnung in die Bohrungen eingelegt, wobei sie wahlweise voneinander unabhängig sein oder über biegsame oder gelenkige Verbindungselemente untereinander zusammenhängen können.In contrast, the object of the invention is the necessity to repeated labor-intensive cleaning of the cooling and heating holes in the To avoid rolling and the accumulation of precipitates and dirt on the To prevent bore walls from the outset. This task is done for rolling the initially described genus is solved according to the invention in that from rigid, preferably made of metal or ceramic materials with friction bodies Play can be inserted freely into the holes. The friction bodies point appropriately one angular or protruding cross-section and one multiple length corresponding to their largest cross-sectional dimension and are each to several laid in a row arrangement in the holes, whereby they are optional be independent of each other or via flexible or articulated connecting elements can be related to each other.

Die gemäß der Erfindung vorgesehenen Reibkörper werden mit der Drehbewegung der Walzen in der Weise wirksam, daß tie sich auf den Bohrungswandungen abwälzen und diese mechanisch von allen Ablagerungen freihalten. Dieser Reinigungseffekt wird durch die kantige Querschnittsform udd die Werkstoffeigenschaften - es werden bevorzugt korrosionsbeständige Stahllegierungen oder keramische Massen, gegebenenfalls mit Schleifmittel zusätzen verwendet - besonders begünstigt. Vorteilhaft wirkt sich eunerdem die ait der Verengung des Bohrungsquerschnitts erhöhte Lurchströmgeschwindigkeit der Kühl- bzw. Heizflüssigkeit aus, die das Aufbauen von Verkrustungen schon im Entstehen hindert. Und schließlich hat die zwangsläufig verstärkte Turbulenz einen verbesserten, beschleunigten Wärmeübergang vom Walzenkörper auf die Flüseigkcit und umgekehrt zur Folge.The friction bodies provided according to the invention are moved with the rotary movement the rollers effective in such a way that tie roll on the bore walls and keep them mechanically free of all deposits. This cleaning effect the angular cross-sectional shape udd the material properties - it will preferably corrosion-resistant steel alloys or ceramic masses, if necessary used with abrasive additives - particularly favored. Has beneficial effects In addition, the increased flow velocity due to the narrowing of the bore cross-section the cooling or heating fluid, which already builds up incrustations in the Prevents emergence. And finally, the inevitably increased turbulence has one improved, accelerated heat transfer from the roller body to the fluid and vice versa.

Im allgemeinen werden die Reibkörper schon von der Wahl des Werkstoffes her erheblich schwerer als die von ihnen verdrängte Heiz-oder Kühlflüssigkeit ausfallen. Es liegt aber im Rahmen der Erfindung, sie z. B. durch Herstellen aus Leichtstoffen mit eingelagerten Schleifkörpern oder durch Einformen größerer Hohlräme schwimmfähig auszubilden1 so daß sie stets die oberen Bereiche der Bohrungsouerschnitte als Ruhelage einzunehmen streben.In general, the friction bodies depend on the choice of material be considerably heavier than the heating or cooling liquid displaced by them. However, it is within the scope of the invention she z. B. by manufacturing made of lightweight materials with embedded grinding tools or by molding larger ones To design cavities so that they can float1 so that they always cover the upper areas of the bore overshoots strive to take as a rest position.

Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil auf Walzen mit in Umfangsnähe in Axialrichtung durchlaufenden Kühl- oder Heizbohrungen anzuwenden. Sie ist aber keineswegs hierauf beschränkt, sondern sie ergibt den erwünschten Reinigungseffekt im Grundsätzlichen auch an Walzen mit in anderer Weise eingebrachten Bohrungen. Gegebenenfalls kann es sich als zweckmäßig erweisen, den Reibkörpern zusätzlich eine Drehbewegung aufzuzwingen, beispielsweise durch Ausbilden mit gewindeartig verdrehten Außenflächen oder Querschnittsvorsprüngen, woraus unter der Einwirkung der anströmenden Kühl oder Heizflüssigkeit eine Rotation unabhängig von dem Walzenumlauf entsteht. Es wäre denkbar, die Reibkörper stattdessen auch über dichtend nach außerhalb der Bohrungen geführte Getriebmittel, beispielsweise eine pendelbelasteve oder mit dem Walzenantrieb gekoppelte Welle, in Drehrichtung anzutreiben. Um das unerwünschte Einschleifen von Umfangsriefen in die Bohrungswandungen zu vermeiden, kann es sich als zweckmä#Ig ereisen, den mit seitlichem Spiel eingelegten Reibkörpern eine Hin- und Herbewegung in Axialrichtung aufzuzwingen. Hierzu sind ebenfalls dichtend nach außerhalb der Bohrungen geführte Getriebemittel heranzuziehen.The invention is particularly advantageous on rollers with in the vicinity of the circumference to use cooling or heating bores running through in the axial direction. but she is in no way limited to this, but rather it gives the desired cleaning effect Basically also on rollers with holes drilled in a different way. If necessary, it can prove to be expedient to add the friction bodies in addition force a rotary movement, for example by forming with a thread-like twisted outer surfaces or cross-sectional projections from which under the action the inflowing cooling or heating fluid rotates independently of the roll rotation arises. It would be conceivable, instead, also to seal the friction bodies to the outside the bores guided transmission means, for example a pendelendungeve or with the shaft coupled to the roller drive to be driven in the direction of rotation. To the undesirable Avoid grinding circumferential grooves into the bore walls as expedient, the friction bodies inserted with lateral play and impose reciprocation in the axial direction. For this purpose are also sealing use gear means guided outside the bores.

Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung verschiedener Ausführungsformen in der Zeichnung verdeutlicht. In der Zeichnung ist: Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine mit Reibkörpern ausgestattete Walze; Fig. 2 eine Einzelheit aus Fig. 1 im Querschnitt in vergrößertem Maßstab und Fig. 3 enReibkörper in gegenüber Fig. 1 veränderter Form in perspektivischer Ansicht.The invention is different based on the schematic representation Embodiments illustrated in the drawing. In the drawing: Fig. 1 is a Longitudinal section through a roller equipped with friction bodies; Fig. 2 shows a detail from Fig. 1 in cross section on an enlarged scale and Fig. 3 enReibkörper in opposite Fig. 1 changed form in perspective view.

Die in Fig. 1 gezeichnete Walze 4 ist in sogenannter peripherisch gebohrter Ausführung mit einer größeren Zahl von in der Nähe des Außenmantels über den Umfang verteilt in Axialrichtung durchlaufenden Bohrungen 5 versehen. Die Bohrungen 5 sind an den Stirnenden der Walze durch abnehmbare Dichtstopfen 6 nach außen abgeschlossen, während sie über schräg von außen nach innen eingebrachte Zweigbohrungen 7 mit von den Lagerzapfen 14 aus sich in den Walzenkörper hinein erstreckenden Zu- und Abführbohrungen 8, 9 in VerbIndung stehen. Mit der gezeichneten Anordnung ist es möglich, einen ständigen Kühlwasserdurchfluß in Pfeilrichtung zu unterhalten.The roller 4 shown in Fig. 1 is so-called peripheral Drilled version with a larger number of over near the outer jacket provided bores 5 extending through the circumference distributed in the axial direction. The holes 5 are closed to the outside at the ends of the roller by removable sealing plugs 6, while they are inclined from the outside inwardly introduced branch bores 7 with from the bearing pin 14 from supply and discharge bores extending into the roller body 8, 9 are related. With the arrangement shown, it is possible to create a to maintain a constant flow of cooling water in the direction of the arrow.

In Jede der Bohrungen 5 sind drei Reibkörper 10 in Hintereinanderanordnung eingelegt. Die Reibkörper 10 sind beispielsweise aus gehärtetem Werkzeugstahi in der Gestalt von Quadern mit quadratischem Querschnitt und einem mehrfachen der Querschnittsdiagonale enteprecender Länge hergestellt, wobei ihre Querschnittsabmessungen so auf den Bohrungsinnendurchmesser abgestimmt sind, daß sie sich ohne die Gefahr des Festklemmens frei innerhalb der Bohrung abwälzen können.In each of the bores 5, three friction bodies 10 are arranged one behind the other inserted. The friction bodies 10 are, for example, made of hardened tool steel the shape of cuboids with a square cross-section and a multiple of the cross-section diagonal Enteprecender length made, with their cross-sectional dimensions so on the bore inside diameter are coordinated so that they can move freely within the Can roll off the bore.

Die in der Seitenansicht gemäß Fig. 1 verschieden gror gezeichneten Querschnittshöhen versinnbildlichen die mit dem Rotieren der Walze 4 wechselweise durchlaufenen Grenzlagen: einmal auf einer Seitenfläche und zum anderen auf einer Kante des Quadratquerschnitts liegend.The drawn in the side view of FIG. 1 different sizes Cross-sectional heights symbolize those with the rotation of the roller 4 alternately traversed boundary layers: once on one side surface and the other on one Edge of the square cross-section lying.

Der in Fig. 3 gezeichnete Reibkörper 10 ist ebenfalls mit quadratischer Querschnittsform, im Unterschied zu den Reibkörpern gemäß Fig. 1 und 2 aber um seine Längsache in sich verdreht ausgebildet.The friction body 10 shown in FIG. 3 is also square Cross-sectional shape, in contrast to the friction bodies according to FIGS. 1 and 2 but around his Longitudinal axis twisted in itself.

Er bietet daher den anströmenden Khlwasser schräge Leitflächen, so daß er zusätzlich zu dem Walzenumlauf eine von der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers abhängige Drehbewegung ausführt.It therefore offers inclined guide surfaces for the incoming cooling water, see above that in addition to the roller circulation, one of the flow velocity of the Water-dependent rotary movement executes.

Claims

Claims: 1. Heatable or coolable roll for rolling mill or calender, with bores in the roller body through which a heating or cooling fluid flows, characterized in that from rigid, z.

B. metallic or ceramic materials produced friction bodies (10) are inserted freely movable with play in the bores (5).

2. Roller according to claim 1, characterized in that the Reno body (10) have an angular or protruding cross-section.

3. Roller according to claims 1 and 2, characterized in that the Friction body (10) one that corresponds to a multiple of its major size Have length.

4. Roller according to claims 1 to 3, characterized in that Eek the friction bodies (10) lighter than the stimulating or cooling liquid they displace are.

5. Roller according to claims 1 to 4, characterized in that a plurality of friction bodies (1z) are inserted in a row arrangement in each of a bore (5) are.

6. Roller according to claim 5, characterized in that the vines (10) are connected to one another via flexible or articulated connecting elements.

7. Roller according to claims 1 to 6, characterized in that the friction bodies (10) with thread-like twisted outer surfaces or cross-sectional projections are trained.

8. Wslze according to claims 1 to 6, characterized in that.

the friction body (10) sealingly to the outside of the bores (5) guided gear means can be driven in the direction of rotation and / or in the axial direction.