Kühlwalze mit einem äusseren Walzenmantel und einem Innenkörper

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kühlwalze mit einem äusseren, in Seitenwänden gelagerten, rotierenden Walzenmantel und einem konzentrisch in diesem gelagerten zylindrischen Innenkörper zur Bildung eines Strömungszwischenraumes für ein durch die Hohlachse des Innenkörpers geleitetes Kühlmittel, wobei der Innenkörper ein ortsfester Kühlmittelverdrängungskörper ist.

[0002] In dem DE-U-7 209 772 ist eine doppelwandige Kühlwalze für Rotationsdruckmaschinen mit mittig angeordnetem, einseitig liegendem Kühlmediumzulauf beschrieben, bei der der Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äusseren Walzenmantel als Strömungsquerschnitt dient. Bei dieser bekannten doppelwandigen Kühlwalze liegt der Ablauf des Kühlmediums im Verlängerungsbereich bzw. im Näherungsbereich des Walzenmanteldurchströmungsquerschnittes. Des weiteren ist aus der US-A-2849951 ein Zylinder für eine Druckmaschine bekannt, der einen rotierenden Mantel und einen feststehenden Innenkörper als Kühlmittelverdränger aufweist. An einer Walzenseite wird das Kühlmedium zu- und auf der anderen abgeführt.

[0003] Bei solchen doppelwandigen Ausführungen wird das zwangsgeführte Kühlmedium durch den Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äusseren Walzenmantel mit entsprechend hohem Druck gefördert. Der Nachteil solcher Kühlwalzen besteht in der Notwendigkeit, das Kühlmedium mit hohem Druck der Kühlwalze zuzuführen. Dadurch entstehen wiederum Probleme bei der Abdichtung der Kühlwalze. Ausserdem entsteht besonders bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten ein Wasserring bzw. ein Zentrifugalring, durch den der Wärmeaustausch bei der axialen Durchströmung der Kühlwalze verschlechtert wird.

[0004] Zur Behebung des vorgenannten Nachteils wurden bereits in doppelwandigen Kühlwalzen sogenannte motorisch betriebene Flüssigkeitsquirle eingesetzt, durch die die Strömungsverhältnisse im Inneren der doppelwandigen Kühlwalze verbessert werden sollen. Derartige Anordnungen sind jedoch teuer und störanfällig.

[0005] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Kühlwalze mit einem äusseren Walzenmantel und einem konzentrisch in diesem gelagerten zylindrischen Innenkörper so zu verbessern, dass eine ausreichende Durchströmung der Kühlwalze ohne die Verwendung von zusätzlichen Hilfsmitteln und hohen Drücken möglich ist.

[0006] Diese Aufgabe wird gemäss dem Kennzeichnen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung und der Zeichnung.

[0007] Durch die erfindungsgemässe Ausbildung des äusseren Walzenmantels mit einer Wasserförderspirale in Form einer Rille oder eines Leitbleches wird infolge der Rotation des äusseren Walzenmantels das Kühlmittel mit einer ausreichenden Axialgeschwindigkeit durch den zwischen dem äusseren Walzenmantel und dem feststehenden zylindrischen Innenkörper gebildeten Strömungszwischenraum gefördert, so dass eine ausreichende Kühlung der Walze gewährleistet ist.

[0008] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen im einzelnen beschrieben. In diesen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Kühlwalze und

Fig. einen mit Leitschaufeln ausgestatteten Beruhigungsraum.

[0009] In Fig. 1 ist schematisch eine Kühlwalze mit einem äusseren Walzenmantel 5 gezeigt, der in einer linken Seitenwand 1 in einem Lager 3 und in einer rechten Seitenwand 2 in einem Lager 4 gelagert ist. In dem äusseren Walzenmantel 5 der Kühlwalze ist als Einbauteil ein feststehender zylindrischer Verdrängungskörper 6 vorgesehen. Der Verdrängungskörper 6 ist in einer Halterung 8 an der rechten Seite in Lagern 10 und in der Seitenwand 1 an der linken Seite in einem Lager 20 ortsfest, also feststehend, angeordnet. In dem feststehenden zylindrischen Verdrängungskörper 6 verläuft eine Hohlachse 9, die an der rechten und an der linken Seite für die vorgenannte Lagerung des Verdrängungskörpers 6 verwendet wird.

[0010] Zwischen der Halterung 8 und der rechten Seitenwand 2 befindet sich ein mit dem äusseren Walzenmantel 5 fest verbundenes Antriebszahnrad 7. Zur Abdichtung der Kühlwalze sind Abschlussmanschetten bzw. Platten 11 und 12 an der Halterung 8 bzw. an der linken Seitenwand 1 befestigt.

[0011] Auf der Hohlachse 9 befindet sich in der linken Seite der Darstellung ein konzentrisch auf dieser angeordnetes Zuflussrohr 18.

[0012] Durch die Anordnung des Rohres 18 auf der Hohlachse 9, die in diesem Abschnitt einen reduzierten Querschnitt aufweist, wird zwischen diesen ein konzentrischer Zufluss 17 gebildet, durch den das über den Kühlmittelzufluss 13 zugeführte Kühlmittel in den Kühlmittelströmungszwischenraum 19 zwischen dem äusseren Walzenmantel 5 und dem feststehenden Verdrängungskörper 6 gelangt. Für diesen Zweck ist das Zuflussrohr 18 und am rechten Ende der Kühlwalze auch die Hohlachse 9 mit entsprechenden Löchern oder Schlitzen versehen.

[0013] Mit Hilfe der an der Innenseite 16 des äusseren Walzenmantels 5 vorhandenen beispielsweise rillenförmigen Kühlmittelförderspirale oder eines entsprechend geformten in Achsrichtung auf der Innenseite 16 angeordneten Leitbleches erfolgt ein Transport des Kühlmittels, beispielsweise des Wassers, in Achsrichtung durch die Kühlwalze. An der rechten Seite ist ein feststehendes Wasser-Rückführ- und -Ablenkblech 15 auf der ortsfesten Hohlwalze 9 angeordnet, durch das über entsprechende Öffnungen das Kühlmittel in das Innere der Hohlwalze 9 gelangt, so dass es über den Kühlmittelabfluss 14 abgeleitet werden kann.

[0014] Durch die Rotationsströmung entstehen Fliehkräfte, die dem zentrischen Abfluss des Kühlmittels durch die Hohlachse 9 entgegenwirken und damit einen entsprechenden Druck erfordern. Am Ende der Kühlwalze ist deshalb ein Beruhigungsraum 21 für die Rotationsströmung vorhanden. Der Beruhigungsraum 21 kann mit den in Fig. 2 gezeigten Leitschaufeln 22 ausgestattet werden. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Kühlwalze wird somit in vorteilhafter Weise ohne zusätzliche Kühlmitteltransportvorrichtungen das Kühlmittel durch die Walze transportiert, wobei ein Kühlmitteldruck verhältnismässig niedrig sein kann. Da kein rotierender Wasseranschluss benötigt wird, entsteht keinerlei Verschleiss an der Wasserzuführung und dem Wasserdurchfluss zwischen dem feststehenden Innenkörper und dem rotierenden Walzenmantel. Dies ist im Vergleich zu den doppelwandigen Kühlwalzen mit rotierenden Zu- und Abflussstutzen ein weiterer wesentlicher Vorteil.

[0015] Es versteht sich, dass die Kühlmittelförderspirale 16 bezüglich Form und Tiefe im Aussenmantel 5 der Kühlwalze als Leitblech oder Rille entsprechend den jeweiligen Anforderungen in der Praxis vom Fachmann ohne Schwierigkeit speziell festgelegt werden kann. Die Kühlmittelförderspirale 16 wurde deshalb in der Zeichnung nicht im Detail dargestellt.

Ansprüche

1. Kühlwalze mit einem äusseren, in Seitenwänden gelagerten, rotierenden Walzenmantel und einem konzentrisch in diesem gelagerten zylindrischen Innenkörper zur Bildung eines Strömungszwischenraumes für ein durch die Hohlachse des Innenkörpers geleitetes Kühlmittel, wobei der Innenkörper ein ortsfester Kühlmittelverdrängungskörper ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (16) des äusseren Walzenmantels (5) eine Kühlmittelförderspirale aufweist, wodurch das an einer Seite radial dem Kühlmittelströmungszwischenraum (19) zugeführte Kühlmittel in Achsrichtung der Kühlwalze gefördert wird, dass hinter dem Kühlmittelströmungszwischenraum (19) ein mit Leitschaufeln (22) ausgestatteter Beruhigungsraum (21) vorgesehen ist und dass an der genannten Seite auf der Hohlachse (9) ein Zuflussrohr (18) angeordnet ist und das Kühlmittel über den zwischen der Hohlachse (9) und dem Zuflussrohr (18) gebildeten Zwischenraum in den Kühlmittelströmungszwischenraum (19) gelangt, von dem es durch die Kühlmittelförderspirale über ein auf der Hohlachse (9) angeordnetes Ableit- und Rückführmittel (15) in die als Rückflussrohr dienende Hohlachse (9) gelangt.

2. Kühlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelförderspirale an der Innenseite (16) des äusseren Walzenmantels (5) aus einer spiralförmigen Vertiefung im Walzenmantel (5) besteht.

3. Kühlwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelförderspirale an der Innenseite (16) des Walzenmantels (5) aus einem spiralförmigen Leitblech oder Leitschaufein besteht.

Claims

1. Cooling roller with an outer rotating roller envelope mounted in side walls and a cylindrical inner body mounted concentrically in this to form an intermediate flow chamber for a coolant conveyed through the hollow shaft of the inner body, whereby the inner body is a fixed coolant displacement body, characterised in that the inner side (16) of the outer roller envelope (5) has a coolant delivery spiral, through which the coolant fed on one side radially to the intermediate coolant flow chamber (19) is delivered in the axial direction of the cooling roller, in that behind the intermediate coolant flow chamber (19) a plenum chamber (21) is provided with guide vanes (22) and that on the said side on the hollow shaft (9) a feed pipe (18) is disposed and the coolant reaches the intermediate coolant flow chamber (19) via the intermediate chamber formed between the hollow shaft (9) and the feed pipe (18), from which chamber it passes through the coolant delivery spiral via a diverting and return means (15) arranged on the hollow shaft (9) and into the hollow shaft (9) serving as a return pipe.

2. Cooling roller according to claim 1, characterised in that the coolant delivery spiral on the inner side (16) of the outer roller envelope (5) consists of a spiral-shaped recess in the roller envelope (5).

3. Cooling roller according to claim 1 or 2, characterised in that the coolant delivery spiral on the inner side (16) of the roller envelope (5) consists of a spiral-shaped deflector or guide vanes.

Revendications

1. Cylindre de refroidissement comportant une enveloppe cylindrique extérieure montée rotative dans des parois latérales, et un corps intérieur cylindrique, logé concentriquement dans cette enveloppe, pour former un espace intercalaire d'écoulement pour un fluide réfrigérant passant dans l'axe creux du corps intérieur, celui-ci étant un corps de déflexion fixe du fluide réfrigérant, caractérisé en ce que la face intérieure (16) de l'enveloppe cylindrique extérieure (5) présente une hélice de transport du fluide réfrigérant qui déplace ce dernier, amené radialement d'un côté à l'espace intercalaire (19) d'écoulement du fluide réfrigérant, dans la direction axiale du cylindre de refroidissement, en ce qu'il y a, derrière l'espace intercalaire (19) d'écoulement du fluide réfrigérant, une chambre de tranquilisation (21) équipée d'aubes de guidage (22) et que, du côté mentionné, il y a sur l'axe creux (9) un tuyau d'alimentation (18) et que le fluide réfrigérant arrive dans l'espace intercalaire (19) d'écoulement dudit fluide en passant par l'espace intercalaire formé entre l'axe creux (9) et le tuyau d'alimentation (18), puis s'écoule de l'espace (19) et parvient par l'hélice de transport du fluide réfrigérant, en passant par un dispositif (15) de déviation et de retour placé sur l'axe creux (9), dans cet axe creux (9) qui sert de tuyau de retour.

2. Cylindre de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hélice de transport du fluide réfrigérant est constituée, sur la face intérieure (16) de l'enveloppe extérieure cylindrique (5), par un renfoncement hélicoïdal dans cette enveloppe.

3. Cylindre de refroidissement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'hélice de transport du fluide réfrigérant, sur la face intérieure (16) de l'enveloppe cylindrique (5), est constituée par une tôle de guidage hélicoïdale ou par des aubes de guidage.

Zeichnung