Breitstreckwalze

Die Erfindung betrifft einen Aktuator sowie eine mit wenigstens einem solchen Ak- tuator versehene Walze für eine bahnverarbeitende Maschine. Dabei kann es sich insbesondere um eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn handeln.

Zur linearen Höhenverstellung von Bauteilen wie beispielsweise Lagerungen ist eine Vielzahl von Mechanismen bekannt, die aus Hebeln, Spindeln oder einstellbaren Schraubverbindungen bestehen. Ein Nachteil dieser bekannten Verstelleinrichtungen oder Aktuatoren besteht darin, dass die Verstellung entweder sehr kompliziert ist, da Verklemmungen gelöst werden müssen, und/oder Bauteile nicht hinreichend starr miteinander verbunden werden können und daher arbeiten oder schwingen.

Für eine starre, schwingungsarme Verbindung wurden daher bereits Exzenterlagerungen eingesetzt, da mit diesen eine direkte, steife Lagerung von Bauteilen beispielsweise auf einer Exzenterwelle möglich ist, die ohne Gelenke über eine Gleitlagerung direkt mit dem betreffenden Bauteil verbunden ist.

Ein einfacher Exzenter bringt nun aber den Nachteil mit sich, dass eine Verstellung in einer Ebene gleichzeitig auch eine Veränderung in einer zweiten Ebene mit sich bringt, da ein solcher einfacher Exzenter stets eine Auslenkung in einer ent- sprechende Winkellage besitzt.

Bei einer aus der DE 199 27 897 A bekannten Walze mit einstellbarer Biegung sind zur variablen Einstellung der Biegung Stellschrauben vorgesehen.

Bisher sind für die Bahnführung in bahnverarbeitenden Maschinen Anordnungen vorgesehen, in denen insbesondere Leit-, Regulier- und Breitstreckwalzen aufeinanderfolgend angeordnet sind. Nachteil dieser bekannten Anordnungen sind unter anderem hohe Investitions- und Wartungskosten.

Aufgrund der einfachen Konstruktion einer Leitwalze sind deren Bauteile zwar äußerst kostengünstig. Von Nachteil ist jedoch, dass der Bahnlauf aufgrund einer Durchbiegung der Leitwalze negativ beeinflusst werden kann.

Breitstreckwalzen werden in bahnverarbeitenden Maschinen verwendet, um bei laufender Materialbahn eine Faltenbildung oder ein Durchhängen durch Breitstrecken der Materialbahn zu vermeiden. Des weiteren werden Breitstreckwalzen dazu verwendet, parallel nebeneinander angeordnete Materialbahnen seitlich aus- einander zu führen. Parallel nebeneinander angeordnete Materialbahnen können beispielsweise durch Längsschneiden einer breiten Materialbahn erzeugt werden. Solche Breitstreckenwalzen sind beispielsweise aus der DE 199 27 897 A1 und DE 10 2004 045407 A1 bekannt.

Breitstreckwalzen bestehen häufig aus mehreren einzeln gelagerten Segmenten, die einen hohen Wartungsaufwand mit sich bringen und entsprechend kostenintensiv sind. Allgemein kostet eine Wartung einer solchen Breitstreckwalze etwa 60 % deren Neupreises. Zudem besitzen die bisher üblichen Breitstreckwalzen eine sehr schlanke Konstruktion und entsprechend eine geringe Tragfähigkeit, so dass eine Verwendung als Leitwalze ausgeschlossen ist.

Die jüngsten, auf Hochleistungskunststoffen basierenden Ausführungen von Breitstreckwalzen weisen zwar optimierte Krümmungen auf. Sie besitzen jedoch den Nachteil, dass die betreffenden Konstruktionen nicht momentfrei gelagert sind, d.h. die Stuhlung der betreffenden Maschine, zum Beispiel Papiermaschine, in

unerwünschter Weise belastet wird. Bei Neuanlagen müssen die auftretenden Momente berücksichtigt werden, was kostenintensive Verstärkungen erforderlich macht. Bei bereits bestehenden Anlagen sind noch aufwändigere Hilfskonstruktionen erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Aktuator der eingangs genannten Art zu schaffen, der einerseits eine lineare Verstellung und andererseits eine Verstellung der Winkellage der Position der Verstellung ermöglicht. Dabei soll dieser Aktuator insbesondere als Ansteuerungsmechanismus für eine steife, verstellbare Lagerung geeignet sein. Hierbei ist insbesondere an einen Einsatz bei einer Walze für eine bahnverarbeitende Maschine gedacht. Zudem soll eine verbesserte Walze der eingangs genannten Art geschaffen werden, bei der die weiter oben genannten Probleme beseitigt sind. Hierbei sollen insbesondere auch die in die Stuhlung eingeleiteten Momente minimiert werden. Schließlich soll die betreffende Walze insbesondere auch dafür geeignet sein, gleichzeitig die Funktionen von mehreren unterschiedlichen Walzentypen zu erfüllen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch einen verstellbaren Aktuator mit zwei ineinander gelagerten Exzentern, denen jeweils eine Schwenkeinrichtun- gen zugeordnet ist, wobei die beiden Schwenkeinrichtungen so ansteuerbar sind, dass das Ausmaß der resultierenden Exzentrizität und die Position dieser resultierenden Exzentrizität vorzugsweise getrennt voneinander einstellbar sind.

Aufgrund dieser Ausbildung ist auf konstruktiv einfache und zuverlässige Weise eine lineare exzentrische Verstellung sowie ein Verschwenken der Exzenterposition um eine Drehachse möglich. Ein solcher Aktuator ist insbesondere für den Einsatz in einer Walze für eine bahnverarbeitende Maschine geeignet. So ist über entsprechende Aktuatoren beispielsweise die Verstellung einer Breitstreckwalze usw. möglich, d.h. es kann in diesem Fall z.B. die Walzenkrümmung linear ver- stellt und die gekrümmte Walze in die Bahn geschwenkt werden.

Bevorzugt sind die beiden Schwenkeinrichtungen konzentrisch gelagert.

Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktuators umfassen die beiden Schwenkeinrichtungen jeweils eine mit dem betreffenden Exzenter gekoppelte Schwenkwelle. Dabei sind die Schwenkwellen der beiden Schwenkeinrichtungen vorteilhafterweise konzentrisch gelagert.

Um die Exzentrizität ausgehend von einer Nullstellung einstellen zu können, sind die Exzentrizitäten der beiden Exzenter vorzugsweise gleich groß.

Vorteilhafterweise sind die Schwenkwellen der beiden Schwenkeinrichtungen jeweils mit einem Schneckengetriebe verbunden, dem eine jeweilige Schneckenwelle zugeordnet ist.

Die Schneckenwellen sind zweckmäßigerweise mechanisch über ein schaltbares Getriebe miteinander koppelbar. Zum Klemmen des schaltbaren Getriebes in dessen Mittelstellung sind zweckmäßigerweise die Zahnräder für gleichläufige und gegenläufige Bewegung gleichzeitig in Eingriff bringbar. Bei der Auslegung des Getriebes ist auf die korrekten Zähnezahlverhältnisse zu achten, damit bei beiden Zahnstellungen zum Schalten die Zähne in der richtigen Position stehen.

Sind den Schneckenwellen getrennte Antriebsmotoren zugeordnet, so können die Schneckenwellen vorteilhafterweise auch über eine diesen Antriebsmotoren zuge- ordnete elektronische Steuerung miteinander gekoppelt werden.

Der erfindungsgemäße Aktuator ist vorteilhafterweise insbesondere innerhalb des Außenmantels einer Walze für eine bahnverarbeitende Maschine zur entsprechenden Beaufschlagung des Außenmantels insbesondere im Bereich der WaI- zenenden verwendbar.

Es werden also zur Verstellung eines Doppelexzentermechanismus zwei ineinander gelagerte Exzenter eingesetzt, denen ein zweifacher Schwenkmechanismus zugeordnet ist, der vorzugsweise konzentrisch gelagert ist und mit je einer Aus- gangswelle an einer Exzenternocke befestigt ist. Bei dieser Anordnung werden bei gegensinnigem Verdrehen der Schneckenwellen um denselben Betrag die Exzenter zueinander exakt linear ohne Winkeländerung der Gesamtexzentrizität verschoben. Soll die Exzentrizität beibehalten werden, jedoch eine Winkeländerung der Exzenterposition erfolgen, so werden die Exzenter in gleicher Richtung ver- dreht.

Durch eine entsprechende Ansteuerung zur entsprechenden Kopplung der Exzenterbewegungen kann die Schwenkbewegung von der Exzenterhubbewegung entkoppelt werden. Dabei kann mit einer insbesondere elektronischen Steuerung der Schneckenwellendrehzahlen und der Drehrichtungen jede Position von Null bis zu einem Kreisdurchmesser, der dem Doppelten Exzenterhub einer Exzenternocke entspricht, angefahren werden. Der Weg bis zum gewünschten Einstellpunkt bezüglich der Schwenk- und Hubbewegung ist dabei durch die Drehzahl und die Richtungswahl der Schwenkgetriebe frei wählbar. Bei einem Einsatz von Schneckengetrieben mit hohen übersetzungen ist häufig auch keine Bremse erforderlich, da über die Reibung des Antriebs in den meisten Fällen bereits eine Selbsthemmung des Mechanismus erreicht wird. Mit besonderem Vorteil können die Aktuatoren innerhalb des Außenmantels einer Walze, insbesondere einer Walze für eine bahnverarbeitende Maschine, eingesetzt werden. Durch eine entspre- chende Positionierung der Aktuatoren sowie der betreffenden Lager innerhalb des Außenmantels werden die in die Stuhlung eingeleiteten Momente auf ein Minimum reduziert.

Die weiter oben angegebene Aufgabe wird nach der Erfindung überdies gelöst durch eine Walze für eine bahnverarbeitende Maschine, mit einem im Bereich sei-

ner beiden Enden über eine jeweilige Lagerung abgestützten Stützkern und einem Außenmantel, der in seinem axial mittleren Bereich relativ zum Stützkern radial unverschiebbar gelagert und im Bereich seiner beiden Enden über eine jeweilige weitere Lagerung relativ zum Stützkern radial verstellbar abgestützt ist, wobei der Außenmantel im Bereich seiner beiden Enden jeweils durch einen vorzugsweise innerhalb des Außenmantels angeordneten erfindungsgemäßen Aktuator verstellbar ist. Bevorzugt liegt dabei die sich in Radialrichtung erstreckende Mittenebene sowohl der Stützkernlagerung als auch der Außenmantellagerung axial innerhalb des Außenmantels.

Aufgrund dieser Ausbildung kann die betreffende Walze nicht nur die Funktion eines bestimmten Walzentyps, sondern erforderlichenfalls auch gleichzeitig die Funktionen von wenigstens zwei unterschiedlichen Walzentypen erfüllen. Durch den entsprechenden Wegfall einer Walze wird entsprechend Bauraum eingespart. Allgemein ist eine kostensparende Konstruktion möglich.

Die Kombination von zumindest zwei Funktionen in einer Walze bringt, wie bereits erwähnt, den Vorteil erheblicher Kostensenkungen mit sich. Dabei wird insbesondere der Bauraum der Funktionsgruppe verringert, die Sieb- und Filzkosten wer- den reduziert und es müssen weniger Ersatzwalzen bereitgehalten werden, wodurch der Wartungsaufwand bzw. der Aufwand bei der Ersatzteilhaltung entsprechend reduziert wird. Schließlich ergibt sich eine geringere Produktvielfalt, wodurch die Kosten ebenfalls verringert werden.

Dabei wird insbesondere auch das in die Stuhlung eingeleitete Moment auf ein Minimum reduziert, wobei es im optimalen Fall sogar auf Null gebracht werden kann. Indem auch der Aktuator innerhalb des Außenmantels angeordnet ist, ergibt sich eine kompakte Verstelleinrichtung, die es ermöglicht, die Kräfte für die Verstellung zu reduzieren und die auftretenden Kräfte zu beherrschen.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Walze sind die Aktuatoren so verstellbar oder ansteuerbar, dass mit der einen Walze die Funktionen von wenigstens einer und vorzugsweise gleichzeitig die Funktionen von wenigstens zwei der folgenden Walzentypen erfüllt sind: - Breitstreckwalze Leitwalze

Regelwalze, insbesondere Bahnlaufregel- oder eine Art Durchbiegungseinstellwalze Spannwalze.

Dabei können die Aktuatoren insbesondere so verstellbar bzw. ansteuerbar sein, dass mit der einen Walze gleichzeitig die Funktionen einer Leitwalze und einer Breitstreckwalze, gleichzeitig die Funktionen einer Leitwalze und einer Spannwalze, gleichzeitig die Funktionen einer Leitwalze und einer Regelwalze, gleichzeitig die Funktionen einer Breitstreckwalze und einer Regelwalze, gleichzeitig die Funktionen einer Breitstreckwalze und einer Spannwalze oder gleichzeitig die Funktionen einer Spannwalze und einer Regelwalze erfüllt sind.

Um auftretende statische Belastungen sowie unerwünschte Schwingungen mög- liehst gering zu halten, besitzt die Walze vorzugsweise einen Außendurchmesser > 280 mm, insbesondere > 300 mm und vorzugsweise > 320 mm. Gegebenfalls wird hierdurch ein stabiler Breitstreckeffekt erzielt.

Insbesondere zur Erfüllung der Funktionen einer Breitstreckwalze sind die Aktua- toren vorteilhafterweise zumindest so verstellbar bzw. ansteuerbar, dass die Walze gekrümmt und in die Bahn eingeschwenkt ist.

Insbesondere zur Erfüllung der Funktionen einer Leitwalze und/oder einer Regelwalze sind die Aktuatoren zweckmäßigerweise zumindest so verstellbar bzw. an- steuerbar, dass eine Durchbiegung der Walze aufgrund ihres Eigengewichts

und/oder aufgrund der Bahnspannung zumindest im Wesentlichen kompensiert wird.

Die Aktuatoren können in Abhängigkeit von den verschiedenen Betriebszuständen in den jeweiligen Einbausituationen verstellbar bzw. ansteuerbar sein. So kann beispielsweise eine Spannwalze über die Aktuatoren entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten und Anforderungen in der gewünschten Weise eingestellt werden. Dasselbe gilt auch für die anderen Walzentypen.

Insbesondere zur Erfüllung der Funktionen einer Bahnlaufregelwalze sind die Aktuatoren vorteilhafterweise auf der Betriebsseite und auf der Führerseite unterschiedlich einstellbar bzw. ansteuerbar, um eine Schieflage der Walze zu bewirken.

Es kann also durch eine getrennte, voneinander unabhängige Einstellung der Endbereiche der Walze eine weitere Funktion, nämlich die einer Regulierwalze verwirklicht werden.

Der Aktuator ist vorteilhafterweise radial zwischen Stützkernlagerung und Außen- mantellagerung angeordnet.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Walze ist der Aktuator an der Stuhlung abgestützt.

Wie bereits erwähnt, sind die beiden Exzenter vorteilhafterweise gemeinsam und/oder getrennt einstellbar.

Mit einer solchen Exzenteranordnung können also die Lage der Krümmungshöhe bzw. das Ausmaß der Krümmung und/oder die Lage der Krümmungsebene je- weils getrennt oder gemeinsam bzw. simultan eingestellt werden.

Bezüglich einer möglichst momentfreien Lagerung ist es von Vorteil, wenn die sich jeweils in Radialrichtung erstreckenden Mittenebenen der Stützkernlagerung und der Außenmantellagerung zumindest im Wesentlichen zusammenfallen. Vorteil- hafterweise ist also eine fluchtende bzw. symmetrische Anordnung der Stützkernlager und der Außenmantellager vorgesehen.

Eine bevorzugte praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Walze zeichnet sich dadurch aus, dass die Stützkernlagerung und die Außenmantellage- rung jeweils nur ein Lager umfassen und dass das Stützkernlager und das Außenmantellager zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Radialebene angeordnet sind.

Vorteilhafterweise können die Stützkernlagerung und/oder die Außenmantellage- rung auch jeweils zwei oder mehr Lager umfassen.

Umfasst die Außenmantellagerung zwei oder mehr Lager, so fällt die sich in Radialrichtung erstreckende Mittenebene dieser Außenmantellagerung zweckmäßigerweise zumindest im Wesentlichen mit der sich in Radialrichtung erstreckenden Mittenebene der Stützkernlagerung zusammen. Ist die Stützkernlagerung nur durch ein Lager gebildet, so ist dieses Stützkernlager vorzugsweise zumindest im Wesentlichen in der sich in Radialrichtung erstreckenden Mittenebene der Außenmantellagerung angeordnet.

Grundsätzlich kann jedoch auch die Stützkernlagerung zwei oder mehr Lager umfassen. In diesen Fall sind die Lager der Außenmantellagerung und die Lager der Stützkernlagerung vorteilhafterweise bezüglich einer den beiden Lagerungen gemeinsamen Radialebene jeweils symmetrisch angeordnet.

Umfasst die Stützkernlagerung zwei oder mehr Lager, so fällt die sich in Radialrichtung erstreckende Mittenebene dieser Stützkernlagerung zweckmäßigerweise zumindest im Wesentlichen mit der sich in Radialrichtung erstreckenden Mittenebene der Außenmantellagerung zusammen.

Umfasst in diesem Fall die Außenmantellagerung nur ein Lager, so ist dieses Au- ßenmantellager vorteilhafterweise zumindest im Wesentlichen in der sich in Radialrichtung erstreckenden Mittenebene der Stützkernlagerung angeordnet.

Umfasst auch die Außenmantellagerung zwei oder mehr Lager, so sind die Lager der Stützkernlagerung und die Lager der Außenmantellagerung vorteilhafterweise bezüglich einer den beiden Lagerungen gemeinsamen Radialebene jeweils wieder symmetrisch angeordnet.

Durch die entsprechende Anordnung der Lager und/oder des Aktuators ergibt sich ein sehr steifer Aufbau, der gegenüber Schwingungen besonders unempfindlich ist. Dennoch auftretende Schwingungen können durch geeignete Dämpfungselemente zumindest verringert werden. So sind bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform zwischen Stützkernlagerung und Außenmantellagerung Dämp- fungsmittel vorgesehen. Dabei ist in den Hohlraum zwischen Stützkernlagerung und Außenmantellagerung vorzugsweise eine zähviskose Flüssigkeit eingebracht.

Es ist beispielsweise auch denkbar, in dem Bereich zwischen Stützkernlagerung und Außenmantellagerung eine Membran vorzusehen.

Alternativ oder zusätzlich ist es von Vorteil, wenn die Walze über schwingungs- dämpfende Elemente an der Stuhlung befestigt ist. Alternativ oder zusätzlich kann sie insbesondere auch über aktiv dämpfende Hydraulikelemente an der Stuhlung befestigt sein.

Bedingt durch den kleinen Bauraum kann es erforderlich sein, kleine Lager und bevorzugt Lager einzusetzen, die die Lagerfunktion und eine winkelkompensierende Funktion in sich vereinen. Bevorzugt umfassen die Stützkernlagerung und/oder die Außenmantellagerung jeweils wenigstens ein winkelkompensieren- des Lager.

Insbesondere bei größeren Kräften umfassen die Stützkern lagerung und/oder die Außenmantellagerung vorteilhafterweise insbesondere wenigstens ein Kegel-, Zylinder- oder Tonnenrollenlager, die, da diese keine Winkelverstellung zulassen, derart gelagert sein müssen, dass eine Winkelverstellbarkeit von Außenmantel- achse und / oder Stützkernachse gewährleistet wird.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Walze ist der Stützkern gemeinsam mit dem Außenmantel drehbar. Dabei ist der Au- ßenmantel vorzugsweise drehfest mit dem Stützkern verbunden.

Grundsätzlich sind jedoch beispielsweise auch solche Ausführungen denkbar, bei denen der Stützkern um seine Längsachse nicht drehbar ist.

Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn der Stützkern in Axialrichtung betrachtet eine zumindest abschnittsweise unterschiedliche Querschnittsform besitzt. Dabei kann der Stützkern insbesondere zumindest abschnittsweise eine zu seinen Enden hin sich konisch verjüngende Querschnittsform aufweisen.

Bei der erfindungsgemäßen Walze wird der Kraftfluss, der durch den entsprechenden Aufbau und die auftretenden Belastungen verursacht wird, also möglichst direkt und ohne Hilfskonstruktionen zwischen den beiden Lagerungen übertragen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Be- zugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigen:

Figur 1 eine schematische Längsschnittdarstellung einer mit erfindungsgemäßen Aktuatoren ausgestatteten erfindungsgemäßen Walze mit zugeordneter Stuhlung,

Figur 2 eine schematische Querschnittsdarstellung eines einen Doppelexzenter umfassenden, in der Walze gemäß Figur 1 eingesetzten erfindungsgemäßen Aktuators einer erfindungsgemäßen Walze in der Nullstellung,

Figur 3 eine schematische Querschnittsdarstellung des einen Doppelexzenter umfassenden erfindungsgemäßen Aktuators einer erfindungsgemäßen Walze in einer eine Maximalauslenkung bewirkenden Einstellung,

Figur 4 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Endes einer erfindungsgemäßen Walze mit zugeordneter Stützkernlagerung, Außenmantellagerung und erfindungsgemäßem Aktua- tor mit Schneckengetriebe,

Figur 5 eine teilweise geschnittene schematische Seitenansicht des

Walzenendes gemäß Figur 4,

Figur 6 eine vereinfachte schematische Querschnittsdarstellung eines Endes einer erfindungsgemäßen Walze mit zugeordnetem Ak- tuator im Vergleich zur Außenmantelposition im Bereich der Bahnmitte bei unterschiedlichen Einstellungen des Aktuators,

Figur 7 eine schematische Längsschnittdarstellung eines Endes der erfindungsgemäßen Walze gemäß Figur 1 , wobei die Stütz-

kernlagerung und die Außenmantellagerung jeweils nur ein Lager umfassen,

Figur 8 eine mit der Figur 7 vergleichbare Darstellung, wobei jedoch die Stützkernlagerung zwei Lager umfasst,

Figur 9 eine mit der Figur 7 vergleichbare Darstellung, wobei jedoch die Außenmantellagerung zwei Lager umfasst,

Figur 10 eine schematische Darstellung einer in Bahnlaufrichtung vor einer weiteren Walze angeordneten erfindungsgemäßen Walze, die gleichzeitig die Funktionen mehrer unterschiedlicher Walzentypen erfüllt, und

Figur 11 eine schematische Darstellung, in der zwei Anordnungen b) und c), in denen jeweils eine die Funktionen mehrerer unterschiedlicher Walzentypen erfüllende erfindungsgemäße Walze in Bahnlaufrichtung vor einer weiteren Walze angeordnet ist, einer Anordnung a) mit einer herkömmlichen Leitwalze ge- genübergestellt sind.

Figur 1 zeigt in schematischer Längsschnittdarstellung eine Walze 10 mit zugeordneter Stuhlung 12. Diese Walze 10 ist insbesondere in einer bahnverarbeitenden Maschine, insbesondere Papiermaschine, einsetzbar. Dabei ist diese Walze vorzugsweise als Breitstreckwalze, Leitwalze, Regelwalze, insbesondere Bahnlaufregel- oder eine Art Durchbiegungseinstellwalze und/oder als Spannwalze einsetzbar. Bevorzugt erfüllt sie gleichzeitig die Funktionen von wenigstens zwei der genannten Walzentypen.

Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, umfasst die Walze 10 einen im Bereich seiner beiden Enden über eine jeweilige Lagerung 14 abgestützten Stützkern 16 und einen Außenmantel 18.

Der Außenmantel 18 ist in seinem axial mittleren Bereich 20 relativ zum Stützkern radial 16 unverschiebbar gelagert und im Bereich seiner beiden Enden über eine jeweilige weitere Lagerung 22 relativ zum Stützkern 16 radial verstellbar abgestützt.

Wie der Figur 1 entnommen werden kann, liegt die sich in Radialrichtung erstreckende Mittenebene 26 bzw. 28 sowohl der Stützkernlagerung 14 als auch der Außenmantellagerung 22 axial innerhalb des Außenmantels.

Im Bereich seiner beiden Enden ist der Außenmantel 18 jeweils durch einen in- nerhalb des Außenmantels 18 angeordneten Aktuator 30 verstellbar, der radial zwischen Stützkernlagerung 14 und Außenmantellagerung 22 angeordnet ist. Dieser Aktuator 30 ist an der Stuhlung 12 abgestützt und mittels eines weiter unten noch näher zu beschreibenden, ein Schwenk-, insbesondere Schneckengetriebe 32 umfassenden Schwenkeinrichtung 68 (vgl. insbesondere Figur 5) variabel ver- stellbar.

In Figur 1 ist überdies eine über die Walze 10 geführte Materialbahn 34 zu erkennen, bei der es sich beispielsweise um eine Papier-, Karton- oder Tissuebahn handeln kann.

Diese Materialbahn 34 bringt über den entsprechenden Bahnzug eine Gleichlast 36 mit sich, die lediglich zu einem geringen in die Stuhlung 12 eingeleiteten Kippmoment führt.

Ein jeweiliger Aktuator 30 umfasst zwei ineinander gelagerte Exzenter 30', 30", denen jeweils eine Schwenkeinrichtung 68, 70 zugeordnet ist (vgl. insbesondere auch die Figuren 2 bis 5). Dabei sind die beiden Schwenkeinrichtungen 68, 70 so ansteuerbar, dass das Ausmaß der resultierenden Exzentrizität und die Position dieser resultierenden Exzentrizität vorzugsweise getrennt voneinander einstellbar sind.

Die beiden Schwenkeinrichtungen 68, 70 sind im vorliegenden Fall konzentrisch gelagert. Sie umfassen jeweils eine mit dem betreffenden Exzenter 30', 30" ge- koppelte Schwenk- oder Exzenterwelle 44', 44", wobei, wie am deutlichsten der Figur 5 entnommen werden kann, diese Schwenkwellen 44', 44" der beiden Schwenkeinrichtungen 68, 70 konzentrisch gelagert sind.

Die Exzentrizitäten der beiden Exzenter 30', 30" sind zweckmäßigerweise gleich groß.

Wie insbesondere wieder anhand der Figur 5 zu erkennen ist, sind die Schwenkwellen 44', 44" der beiden Schwenkeinrichtungen 68, 70 jeweils mit einem Schneckengetriebe 46', 46" verbunden, dem eine jeweilige Schneckenwelle 48', 48" zugeordnet ist.

Die Schneckenwellen 48', 48" können zweckmäßigerweise mechanisch über ein schaltbares Getriebe miteinander gekoppelt werden. Dabei können zum Klemmen des schaltbaren Getriebes in dessen Mittelstellung die Zahnräder für gleichläufige und gegenläufige Bewegung gleichzeitig in Eingriff gebracht werden.

Den Schneckenwellen 48', 48" können aber auch getrennte Antriebsmotoren zugeordnet sein, wobei in diesem Fall die Schneckenwellen 48', 48" vorzugsweise über eine diesen Antriebsmotoren zugeordnete elektronische Steuerung miteinan- der koppelbar sind.

Der Aktuator 30 umfasst also zwei ineinander gelagerte Exzenter 30', 30", die gemeinsam oder getrennt eingestellt werden können.

Im in der Figur 1 dargestellten Zustand ist die Walze gebogen. Dazu wird durch den die beiden Exzenter umfassenden Aktuator der Stützkern verschoben. Die Kraft zum Heben des Stützkerns wird im inneren Exzenter eingeleitet. Der Außenmantel wird mit der Kraft gekrümmt und stützt sich an den Außenmantellage- rungen ab. Da diese in einer Ebene liegen, entsteht kein Moment. Voraussetzung dafür sind schwenkbare Lager.

Soll die Walze ihre nicht gebogene Neutralstellung einnehmen, so ist der Aktuator so zu verstellen, dass die Exzentrizität des inneren Exzenters um 180° gegenüber der Exzentrizität des äußeren Exzenters versetzt ist.

Als Lagerungen sind im vorliegenden Fall beispielsweise Pendelrollenlager usw. vorgesehen. Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, handelt es sich bei der am linken Walzenende vorgesehenen Außenmantellagerung um ein Loslager und bei der am rechten Walzenende vorgesehenen Außenmantellagerung um ein Festla- ger. Die Stützrohrlagerungen sind jeweils durch ein Loslager gebildet.

Figur 2 zeigt in schematischer Querschnittsdarstellung den die beiden Exzenter 30', 30" umfassenden Aktuator 30 in einer Nullstellung, in der die maximale Exzentrizität des inneren Exzenters 30' mit der minimalen Exzentrizität des äußeren Exzenters 30" zusammenfällt. Die Achse 38 der kreiszylindrischen Grenzfläche 40 zwischen den beiden Exzentern 30', 30" ist hier also um einen Betrag "e" gegenüber der Achse 42 der Stützkernlagerung 14 nach oben verschoben, wodurch sich auch eine entsprechende Positionierung der Außenmantellagerung 22 und damit des betreffenden Walzenmantelendes ergibt.

Figur 3 zeigt eine mit der Figur 2 vergleichbare Darstellung, wobei im vorliegenden Fall der die beiden Exzenter 30', 30" umfassende Aktuator 30 jedoch so eingestellt ist, dass sich eine Maximalauslenkung ergibt. Dabei fallen die Extremitäten der beiden Exzenter 30', 30" zusammen. Entsprechend wird hier die Achse 38 der kreiszylindrischen Grenzfläche 40 zwischen den beiden Exzentern 30', 30" gegenüber der Achse 42 der Stützkernlagerung 14 um den Betrag "2e" beispielsweise nach links verschoben, wodurch sich wieder eine entsprechende Verschiebung der Außenmantellagerung 22 und damit des betreffenden Walzenmantelendes ergibt.

Die Extremitäten der beiden Exzenter 30', 30" sind also, wie bereits erwähnt, gleich groß.

Figur 4 zeigt in schematischer Querschnittsdarstellung ein Walzenende mit zuge- ordneter Stützkernlagerung 14, Außenmantellagerung 22 und den Aktuator 30 mit dem zweifachen Schwenkmechanismus, d.h. den beiden Schwenkeinrichtungen 68, 70 (vgl. auch Figur 5) zur Verstellung der beiden Exzentrizitäten 30', 30" des Aktuators 30.

Angesichts des geringen zur Verfügung stehenden Bauraums werden insbesondere kleine Lagerungen eingesetzt, vorzugsweise Lager, zum Beispiel Pendellager, die die Lagerfunktion und die winkelkompensierende Funktion in einem vereinen. Steigen die Kräfte weiter, sind vorzugsweise Kegel-, Zylinder- oder Tonnenrollenlager (auch mehrere) vorgesehen. Diese müssen aber derart gelagert sein, dass eine Winkelverstellbarkeit der Achse des Außenmantels 18 und / oder der Achse des Stützkerns 16 gegeben ist.

Figur 5 zeigt das Walzenende in teilweise geschnittener schematischer Seitenansicht.

Wie den Figuren 4 und 5 entnommen werden kann, sind die beiden Exzenter 30', 30" jeweils über die Schwenkwelle 44', 44" der betreffenden Schwenkeinrichtung 68 bzw. 70 mit dem betreffenden Schneckengetriebe 46', 46" verbunden, dem eine jeweilige Schneckenwelle 48', 48" zugeordnet ist, über die die beiden Exzenter 30', 30" gemeinsam oder getrennt drehbar sind.

Wie am besten anhand der Figur 4 zu erkennen ist, erfolgt durch Verdrehen der Exzenter 30', 30" eine entsprechende Einstellung von Exzentrizität und Position des betreffenden Walzenendes.

Figur 6 zeigt in vereinfachter schematischer Querschnittsdarstellung ein Walzenende mit zugeordnetem Aktuator 30 im Vergleich zur Außenmantelposition im Bereich der Bahnmitte bei unterschiedlichen Einstellungen des Aktuators 30.

In dieser Figur 6 ist die Neutrallinie des Außenmantels 18 mit "50" bezeichnet. Zudem ist in den verschiedenen Abschnitten a) bis d) neben den beiden Exzentern 30', 30" des Aktuators 30 der Stützkern 16 sowie der Außenmantel 18 zu erkennen, wobei mit 18' die Position des Außenmantels 18 an einem jeweiligen Walzenende und mit 18" die Position des Außenmantels 18 in der Bahnmitte dargestellt ist.

Gemäß Figur 6a) sind die beiden Exzenter 30', 30" so eingestellt, dass die maximale Krümmung des Außenmantels 18 nach unten weist und der Außenmantel 18 im Bereich der beiden Walzenenden nach oben versetzt ist.

Gemäß der Figur 6b) sind die beiden Exzenter 30', 30" so eingestellt, dass die maximale Krümmung des Außenmantels 18 nach oben weist und der Außenmantel 18 an den Walzenenden nach unten versetzt ist.

Gemäß Figur 6c) sind die beiden Exzenter 30', 30" so eingestellt, dass keine Mantelkrümmung auftritt und der Außenmantel nach unten versetzt ist.

Gemäß Figur 6d) sind die beiden Exzenter 30', 30" so eingestellt, dass sich keine Mantelkrümmung ergibt und der Außenmantel 18 nach oben versetzt ist.

In den beiden in den Figuren 6c und 6d genannten Fällen steht der Außenmantel 18 ohne Krümmung relativ zum Stützkern 16 schräg. Hierdurch kann mit der Breitstreckwalze auch eine Leitfunktion realisiert werden.

Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der Außenmantel 18 gleichzeitig relativ zum Stützkern 16 gekrümmt ist und gleichzeitig schräg zum Stützkern 16 steht.

Figur 7 zeigt in schematischer Längsschnittdarstellung ein Ende der Walze 10 gemäß Figur 1.

Dabei umfassen die Stützkernlagerung 14 und die Außenmantellagerung 22 jeweils nur ein Lager. Dabei sind das Stützkernlager und das Außenmantellager in einer gemeinsamen Radialebene angeordnet. Das Außenmantellager ist größer dimensioniert als das Stützkernlager. Dabei fallen die sich jeweils in Radialrichtung erstreckenden Mittenebenen 26 bzw. 28 der Stützkern lagerung 14 und der Außenmantellagerung 22 zusammen. In dieser Figur 7 sind auch wieder der Außenmantel 18, der Stützkern 16 sowie der Aktuator 30 zu erkennen.

Bei manchen Ausführungen von Lagern kann es denkbar sein, dass das normalerweise kräftigere Außenrohrlager durch kleinere Rollen etc. auf die ca. gleiche Tragfähigkeit wie die des Innenrohrlagers gebracht wird. Damit haben bei geringer Krümmung beide Lager eine etwa gleiche Mindestbelastung wodurch ein Rollen von Innen- und Außenrohrlager gegeben ist, d.h. ein die Lager zerstörendes Schieben der Wälzkörper wird reduziert bzw. weitestgehend unterbunden.

Es ergibt sich damit eine günstige Anordnung, da eine direkte Abstützung zu einer Verringerung der Belastung an den Zwischenhülsen bzw. Exzentern führt und eine sehr steife schwingungsarme Bauweise ermöglicht.

Diese Anordnung ist nur realisierbar, wenn der aufgrund des Walzendurchmessers und der Außenmantellagergröße resultierende Außendurchmesser des Stützkernlagers noch für Lager mit entsprechenden Tragzahlen möglich ist.

Figur 8 zeigt eine mit der Figur 7 vergleichbare Darstellung, wobei im vorliegenden Fall die Stützkernlagerung 14 jedoch zwei axial beabstandete Lager 14', 14" um- fasst. Die Außenmantellagerung 22 ist auch hier wieder nur durch ein Lager gebildet.

Während das rechte Lager 14" der Stützkernlagerung 14 innerhalb des Außenmantels 18 angeordnet ist, liegt das linke Lager 14' außerhalb dieses Außenmantels 18. Die Mittenebene 26 dieser Stützkernlagerung 14 liegt jedoch eindeutig noch innerhalb des Außenmantels 18. Das Lager der Außenmantellagerung 22 ist wieder größer dimensioniert als die Lager 14', 14" der Stützkernlagerung 14.

Wie anhand der Figur 8 zu erkennen ist, fällt die sich in Radialrichtung erstreckende Mittenebene 26 der Stützkernlagerung 14 mit der sich in Radialrichtung erstreckenden Mittenebene 28 der Außenmantellagerung 22 zusammen.

Auch hier ist der die beiden Exzenter 30', 30" umfassende Akutator wieder radial zwischen der die beiden Lager 14', 14" umfassenden Stützkernlagerung 14 und der Außenmantellagerung 22 angeordnet.

Bei der Verwendung unterschiedlich großer Lager können die axialen Abstände x

und y differieren, um eine Lastverteilung im Verhältnis der Tragfähigkeit der Lager zu erreichen.

Bei einer Schrägstellung der Walze ist für eine Momentenfreiheit eine entspre- chende Schrägstellung der Lager zu ermöglichen. Dies kann entweder direkt durch Wahl eines winkeleinstellbaren Lagers erfolgen oder, wie zum Beispiel bei einer Doppelanordnung erforderlich, durch eine Fläche in der Krafteinleitungsebene, die eine Schrägstellung zu lässt, so wie dies beispielsweise bei einer Kugelfläche der Fall ist.

Die in der Figur 8 dargestellte Anordnung des Außenmantellagers 22 kann auch durch zwei oder mehr Lager verwirklicht werden. Ebenso ist die Anzahl der Stützkernlager nicht auf zwei Lager beschränkt. Die direkte Abstützung und Verstellung der beispielsweise dargestellten Doppelexzenterlagerung muss bei Verwendung von zwei oder mehr Lagern pro Drehachse durch entsprechend kräftig ausgelegte Lagergehäuse erfolgen, die intern die Kraft auf zwei oder mehr Lager umleiten und daher durch ein internes Moment belastet werden.

Figur 9 zeigt eine mit der Figur 7 vergleichbare Darstellung, wobei im vorliegenden Fall jedoch die Außenmantellagerung 22 zwei Lager 22', 22" umfasst.

Die Lager 22', 22" der Außenmantellagerung 22 sind im vorliegenden Fall größer dimensioniert als die wieder nur durch ein Lager gebildete Stützkernlagerung 14.

Im vorliegenden Fall liegen sowohl die Stützkernlagerung 14 als auch die Außenmantellagerung 22 jeweils vollständig innerhalb des Außenmantels 18.

Wie bereits erwähnt, umfasst die Stützkern lagerung 14 im vorliegenden Fall nur ein Lager. Wie anhand der Figur 9 zu erkennen ist, ist dieses Stützkernlager in der sich in Radialrichtung erstreckenden Mittenebene 28 der Außenmantellagerung 22

angeordnet. Auch hier fällt also wieder die sich in Radialrichtung erstreckende Mittenebene 28 der Außenmantellagerung 22 mit der sich in Radialrichtung erstreckenden Mittenebene 26 der Stützkernlagerung 14 zusammen.

Grundsätzlich sind auch solche Ausführungen denkbar, bei denen sowohl die Stützkernlagerung 16 als auch die Außenmantellagerung 22 jeweils aus zwei oder mehr Lagern zusammengesetzt sind. Solche Bauformen mit jeweils zwei oder mehr Lagern werden verwendet, um eine höhere Gesamtlagerbelastbarkeit zu erzielen, und/oder sie werden in dem Fall eingesetzt, dass der radial zur Verfü- gung stehende Bauraum für eine Anordnung aus radial ineinanderliegenden Lagern nicht ausreicht.

Der Stützkern 16 kann gemeinsam mit dem Außenmantel 18 drehbar sein. In diesem Fall kann der Außenmantel 18 mit dem Stützkern 16 drehfest verbunden sein. Grundsätzlich sind jedoch auch solche Bauformen denkbar, bei denen der Stützkern 18 nicht um seine Längsachse drehbar ist.

Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, kann der Stützkern 16 in Axialrichtung betrachtet eine zumindest abschnittsweise unterschiedliche Querschnittsform be- sitzen. Im vorliegenden Fall besitzt dieser Stützkern 16 zumindest abschnittsweise eine sich zu seinen Enden hin konisch verjüngende Querschnittsform.

Figur 10 zeigt in schematischer Darstellung eine in Bahnlaufrichtung L vor einer weiteren Walze 58 angeordnete erfindungsgemäße Walze 10, die gleichzeitig die Funktionen mehrerer unterschiedlicher Walzentypen erfüllt. Dabei zeigt der linke Teil der Figur 10 eine Draufsicht und der rechte Teil dieser Figur 10 eine Seitenansicht der betreffenden Anordnung.

Wie diese Figur 10 zeigt, kann die erfindungsgemäße Walze gleichzeitig beispielsweise als Breitstreckwalze und gesteuerte bzw. Regelwalze eingesetzt werden.

Die Aktuatoren 30 (vgl. auch die Figuren 1 bis 9) können also insbesondere zur Erfüllung der Funktionen einer Breitstreckwalze zumindest so verstellbar bzw. ansteuerbar sein, dass die Walze gekrümmt und in die Bahn eingeschwenkt ist, während sie andererseits insbesondere zur Erfüllung der Funktionen einer Regel- oder Bahnlaufregelwalze auf der Triebseite und auf der Führerseite unterschiedlich ein- stellbar bzw. ansteuerbar sind, um eine Schiefstellung der Walze zu bewirken. Die beiden Aktuatoren 30 können also beispielsweise auf der Triebseite und auf der Führerseite so verstellt werden, dass die Krümmung konstant bleibt, jedoch die Achse des Stützkerns sich an die gegensinnige Ansteuerung der Aktuatoren an den beiden Walzenenden verstellt wird.

Figur 11 zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung a) mit einer herkömmlichen Leitwalze 60, die in Bahnlaufrichtung L vor einer weiteren Walze 62 angeordnet ist. Dieser herkömmlichen Anordnung sind zwei Anordnungen b) und c) gegenübergestellt, in denen jeweils eine die Funktionen mehrerer unterschiedli- eher Walzentypen erfüllende erfindungsgemäße Walze 10 in Bahnlaufrichtung L vor einer weiteren Walze 64 angeordnet ist.

Im linken Teil der Figur 11 ist der jeweilige Durchhang der Walzen 10, 60 zu erkennen. In der Mitte der Figur 11 sind die betreffenden Anordnungen a) bis c) je- weils in einer Seitenansicht dargestellt. Im rechten Teil der Figur 12 sind die Anordnungen wieder in Draufsicht dargestellt.

Wie anhand der Figur 11a) zu erkennen ist, ergibt sich bei der die herkömmliche Leitwalze umfassenden Anordnung ein durch das Eigengewicht g bedingter

Durchhang sowie ein Bahnzug, wobei das Papier bzw. die Bahn 66 gestaucht wird.

Demgegenüber zeigt die Figur 11 b) eine erfindungsgemäße kompensierte Walze 10 ohne Durchhang, die hier gleichzeitig beispielsweise die Funktionen einer Leitwalze sowie einer Regelwalze erfüllt. Die Aktuatoren 30 (vgl. auch wieder die Figuren 1 bis 10) sind also zumindest auch wieder so verstellbar bzw. ansteuerbar, dass eine Durchbiegung der Walze 10 aufgrund ihres Eigengewichts und/oder aufgrund der Bahnspannung zumindest im Wesentlichen kompensiert wird. Die Walze 10 ist wieder in Bahnlaufrichtung L vor einer weiteren Walze 62 angeordnet.

Auch die Figur 11c) zeigt wieder eine Anordnung, in der eine die Funktionen mehrerer unterschiedlicher Walzentypen erfüllende erfindungsgemäße Walze 10 in Bahnlaufrichtung L vor der weiteren Walze 62 angeordnet ist. Im vorliegenden Fall sind die an den beiden Walzenenden vorgesehenen Aktuatoren 30 (vgl. wieder die Figuren 1 bis 10) so verstellbar bzw. ansteuerbar, dass mit der Walze 10 gleichzeitig die Funktionen einer Leitwalze und einer Breitstreckwalze erfüllt sind. Wie in dieser Figur 11 zu erkennen ist, ergibt sich im vorliegenden Fall eine Ausbiegung der Walze 10 nach oben bzw. zur Bahn 66 hin.

Bezugszeichenliste

10 Walze

12 Stuhlung

14 Stützkernlagerung

14' Lager

14" Lager

16 Stützkern

18 Außenmantel

20 mittlerer Bereich

22 Außenmantellagerung

26 Mittenebene der Stützkernlagerung

28 Mittenebene der Außenmantellagerung

30 Aktuator

30' Exzenter

30" Exzenter

32 Schwenkgetriebe, Schneckengetriebe

34 Materialbahn

36 Gleichlast

38 Achse

40 kreiszylindrische Grenzfläche

42 Achse der Stützkernlagerung

44' Schwenkwelle

44" Schwenkwelle

46' Schneckengetriebe

46" Schneckengetriebe

48' Schneckenwelle

48" Schneckenwelle

50 Neutrallinie des Außenmantels

52 Presswalzenpaar

Leitwalze

Breitstreckwalze weitere Walze

Leitwalze

Walze

Walze

Bahn

Schwenkeinrichtung

Schwenkeinrichtung

Bahnlaufrichtung