Mittels eines Wärme übertragenden Mediums beheizbare Kalanderwalze

Abstract

 Um einerseits gesonderte, bis zum Achsbereich führende Anschlußbohrungen, die einen erheblichen Aufwand erfordern, und andererseits aus Stahlblech gebildete, einegsetzte Verdrängerkörper, die sich als störanfällig erwiesen haben, zu vermeiden soll die Kalanderwalze aus einem Walzenkörper gebildet werden, der für den Durchsatz des thermischen Mediums mit unterhalb seines Mantels vorgesehenen Längsbohrungen ausgestattet ist. Dieser Walzenkörper soll beidseitig mit Flanschzapfen 5 derart ausgestattet werden, daß diese zwischen ihrer Basisfläche und ggfs. zurückgesetzten Stirnflächen des Walzenkörpers Spalte bilden, die von zentralen Zufürungsbohrungen bis zu den Mündungen der das thermische Medium führenden Kanäle 4 sich erstrecken, so daß die Verteilung des thermischen Mediums auf die einzelnen Heizkanäle problemlos mit bei geringem Arbeitswaufwand niedrigem Strömungswiderstand erfolgt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine beheizbare Kalanderwalze mit unterhalb ihrer Mantelfläche vorgesehenen achsparallelen Kanälen für den Durchsatz eines die Aufheizung bewirkenden thermischen Mediums und mit mindestens einem mit dem Walzenkörper verbundenen Flanschzapfen.

[0002] Derartige beheizbare Kalanderwalzen werden insbesondere in der Papier-,Gummi- und Kunststoffindustrie verwendet; bei zum Teil erheblicher Länge sind sie der engen Toleranzen ihrer Mantelflächen wegen mechanisch äußerst stabil zu halten, und aus verfahrenstechnischen Gründen sind sie, ebenfalls innerhalb enger Toleranzen, auf erheblich über der Umgebungstemperatur liegende Temperaturen, die beispielsweise im Bereiche von 200° C liegen können, aufzuheizen.

[0003] Ursprünglich verwendete, mitsamt ihrer Zapfen axial durchbohrte Walzen haben sich auch dann nicht bewährt, wenn im Bereiche des Walzenkörpers die Bohrung erweitert ist: Dem thermischen Medium sind hier keine definierten Wege vorgegeben, die sich innerhalb des Walzenkörpers einstellende geringe Strömungsgeschwindigkeit beeinträchtigt den Wärmeübergang, und die verbliebene relativ große Wandstärke ergibt durch ihre thermische Trägheit einen starken Hysterese-Effekt der Temperaturregelung. Man hat daher in den Walzenkörper achsparallele Kanäle gebohrt, die durch in ihren Mündungen ansetzende und schräg verlaufende Bohrungen miteinander und mit zentralen, den Zu- und Ablauf bewirkenden Bohrungen verbunden sind. Der hierbei für die die Kanäle speisenden und verbindenden Bohrungen zu treibende Aufwand hat sich als unerwünscht hoch erwiesen.

[0004] Um diesen Aufwand zu verringern und das thermische Medium so zu führen, daß es nur den Arbeitsbereich der Kalanderwalze direkt beaufschlagt, werden Kalanderwalzen gebaut, deren Walzenkörper als einseitig geschlossener und einstückig mit einem Walzenzapfen ausgestatteter Hohlzylinder ausgeführt ist, dessen dem Walzenzapfen gegenüberliegende Öffnung mit einem gesonderten Flanschzapfen abgeschlossen wird. Gegenüber den früheren, hohlzylindrischen Kalanderwalzen wird hier ein Zwangsumlauf für das thermische Medium geschaffen, indem der Hohlraum weitgehend von einem üblicherweise aus Stahlblech erstellten Verdrängerkörper ausgefüllt ist, so daß für das Medium ein kreisringförmiger Durchtrittsquerschnitt geringer Stärke verbleibt, dessen begrenzte Querschnittsfläche den Wärmeübergang sichernde Strömungsgeschwindigkeiten des Mediums ergibt. Bei nicht angetriebenen Kalanderwalzen können die Zu- und die Abfuhr des thermischen Mediums durch die beiden Zapfen von bzw. nach unterschiedlichen Seiten erfolgen; bei angetriebenen Kalanderwalzen allerdings hat es sich bewährt, die Antriebsseite von Versorgungsleitungen des thermischen Mediums freizuhalten und sowohl die Zu- als auch die Abführung über einen am der Antriebsseite gegenüberliegenden Flanschzapfen vorgesehenen Anschlußkopf vorzunehmen. Als nachteilig hat es sich hierbei gezeigt, daß, der oft hohen Drehzahlen wegen, schon die Fixierung des Verdrängerkörpers in der Ausnehmung der Walze auf Schwierigkeiten stoßen kann; den oft sehr hohen, Beschleunigungen, die sowohl beim Anfahren als insbesondere beim spontanen Stillsetzen, bspw. bei Papier- bzw. Band- oder Folienrissen, auftreten können, sind sie nicht immer gewachsen, so daß sie sich nicht nur erheblich verformen bzw. zerreißen, sondern zusätzlich auch noch den Innenmantel der Walzen beschädigen können und auf jeden Falle im nur zu leicht eintretenden Schadensfall kostspielige Reparaturen bedingen.

[0005] Die Neuerung geht von der Aufgabe aus, eine strömungstechnisch gleichartige Kalanderwalze zu schaffen, die sich mit verringertem Aufwande herstellen und warten läßt, welche die Beheizung exakt vorgegebener Mantelbereiche erlaubt, und die sich auch unter hohen Drehzahlen und starken pcsitiven sowie negativen Beschleunigungen als robust und standsicher erweist, und die sich daher auch sicher mit einer langen Standzeit betreiben läßt.

[0006] Gelöst wird diese Aufgabe, indem der Walzenkörper der Kalanderwalze beidseitig mit Flanschzapfen verbunden ist und die von den Mündungen der Kanäle umschlossenen Bereiche der Stirnflächen des Walzenkörpers unter Bildung jeweils eines mindestens bis zu diesen Mündungen der Kanäle reichenden Spaltes gegen den gegenüberliegenden Grundflächenbereich der Flanschzapfen zurücktreten, und indem vorzugsweise zentrale Zu- und Ableitungsbohrungen jeweils bis zu diesen Spalten führen. Die Verwendung beidseitig angeordneter Flanschzapfen an sich war zwar bereits aus konstruktiven Gründen vorgesehen worden, insbesondere wenn hochbelastbare zähe Walzenzapfen erforderlich wurden, deren Belastbarkeit mit einstückig erstellten Walzenzapfen durch die spezielle Art des Walzengusses nicht erreicht werden konnte. Im vorliegenden Falle läßt sich mit ihrer Verwendung im von den Kanälen bzw. deren Mündungen umschlossenen Bereiche sowohl der Stirnfläche des Walzenkörpers als auch der Grundflächen der Flanschzapfen jeweils einen Spalt aufbauen, der ohne lange, umständliche und erhebliche Maschinenzeiten beanspruchende Bohrungen den Zugang zu den Kanälen ergibt. Der Walzenkörper selbst ist praktisch einstückig ausgeführt, auch wenn unterschiedliche Gußlegierungen für Bereiche unterschiedlicher Radien eingesetzt werden, so daß eine stabile Walze hohen Widerstandsmomentes entsteht, die auch sehr hohen Beschleunigungsbeanspruchungen ohne Verformungen zu entsprechen vermag. Gleichzeitig wird eine definierte Führung des thermischen Mediums erreicht, das zwischen den gebildeten Spalten die Kanäle definiert und mit den gewünschten Wärmeübergang sichernden Strömungsgeschwindigkeiten durchsetzt.

[0007] Eine hochbelastbare, zentrische Verbindung der Flanschzapfen mit dem Walzenkörper läßt sich erreichen, wenn der Flanschzapfen einen mit dem Walzenkörper verbindbaren Flansch aufweist und innerhalb des Mantelbereiches des Walzenkörpers abgesetzte Ansätze der Flanschzapfen in entsprechende Ausnehmungen des Walzenkörpers eingreifen. Die einander zugekehrten Stirnflächen der Ansätze und der. Ausnehmungen sind zweckmäßig so ausgebildet, daß die gebildeten Spalte flach kegelmantelförmig verlaufen. Zur Erzielung einer hohen mechanischen Stabilität können die Kanäle innerhalb eines den Durchmesser des Walzenkörpers wesentlich unterschreitenden Teilkreises angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, die Kanäle dichter unterhalb des Mantels des Walzenkörpers und damit innerhalb eines den Durchmesser des Walzenkörpers geringfügiger unterschreitenden Teilkreises anzuordnen, wenn von den Spalte begrenzenden Bereichen der Stirnflächen der Walzenkörper eine Schar entlang von Mantellinien eines Kegelstumpfes divergierender Bohrungen ausgeht, die jeweils in einen der Kanäle einmünden,und indem die Kanäle beidendig außerhalb der Einmündungen verschlossen sind. Ein sicherer Verschluß, der gleichzeitig die beheizbaren Breitenbereiche der Walzenkörper definiert, wird durch Verschlußstopfen der Kanäle erreicht, die sich im wesentlichen von deren Mündung bis zur Einmündung einer der Anschlußbohrungen erstrecken. Zweckmäßig sind die Verschlußstopfen mit mindestens einer in eine Nut eingelegten Dichtung versehen. Das Einbringen der Bohrungen wird vereinfacht und erleichtert, wenn die stirnseitigen Ausnehmungen der Walzenkörper Profilbereiche aufweisen, die senkrecht zu diesen Anschlußbohrungen verlaufen.

[0008] Der Kühlmittelfluß läßt sich reduzieren bzw. die Durchflußgeschwindigkeit des Mediums erhöhen, indem von Gruppen von Kanälen alternierend an den beiden Walzenenden jeweils benachbarte Kanäle derart vom Spalt abgeschlossen und miteinander verbunden sind, daß die Kanäle einer Gruppe von den Spalten aus vom gleichen Medium nacheinander durchflossen sind. So können bspw. jeweils drei oder fünf eine Gruppe bildende Kanäle, von einem der Spalte ausgehend, jeweils mäanderförmig durchflossen werden, bis das Medium aus dem letzten Kanal der Gruppe in den gegenüberliegenden Spalt austritt. Zum Abdecken von Mündungen und zur Herstellung einer Verbindung zur Nachbarmündung können gegen die Mündungen der Kanäle oder gegen die Mündungen von zu den Kanälen führenden Anschlußbohrungen aufweisenden Stirnflächen Ringe, Scheiben oder Vorsprünge der Ansätze der Flanschzapfen gespannt sein, die für den Anfang bzw. das Ende einer Gruppe von vom Medium hintereinander durchflossenen Kanälen bildende Mündungen Durchbrechungen aufweisen und zu verbindende Mündungen der Kanäle oder der Anschlußbohrungen gegen den Spalt abdecken, und indem die Scheiben, Ringe oder Ansätze oder die Stirnfläche des Walzenkörpers Mündungen miteinander verbindende Ausnehmungen bzw. Nute aufweisen. Andererseits können aber auch den Anfang bzw. das Ende einer Gruppe von vom Medium hintereinander durchflossenen Kanälen bildende Anschlußbohrungen im wesentlichen entlang von Mantellinien eines Kegelstumpfes divergierend verlaufen, und zu miteinander zu verbindenden Kanälen führende Anschlußbohrungen sind zusätzlich derart schräg gegen die Mantellinien verlaufend angeordnet, daß sie einander überkreuzen, wobei ihre Mündungen durch Verschlußstopfen abgeschlossen sind.

[0009] Das Gewicht von Kalanderwalzen läßt sich senken, indem ihr Kernbereich ausgedreht ist und mindestens einseitig der Kernbereich durch eine diesen übergreifende Scheibe abgeschlossen ist, die ggfs. zusätzlich mit Durchbrechungen und Ausnehmungen bzw. Nuten ausgestattet sein kann.

[0010] Im Falle nicht angetriebener Walzen können die Flanschzapfen jeweils bis zu deren Grundflächen geführt Zu- bzw. Ableitungsbohrungen aufweisen, so daß auf einer Walzenseite die Zuführung und auf der anderen die Abführung des Mediums erfolgen kann. Insbesondere bei angetriebenen Kalanderwalzen ist es jedoch wünschenswert, das Medium von einer Seite her zu- und zur gleichen Seite hin abzuführen, do daß einer der Walzenzapfen, vorzugsweise der der Antriebsseite von das Medium führenden Leitungen frei bleibt. Hierfür hat es sich bewährt, sowohl den Walzenkörper der Kalanderwalze als auch einen der Flanschzapfen jeweils mit einer axialen Bohrung und den Flanschzapfen weiterhin mit einem Anschlußkopf für das Zu- und Abführen des thermischen Mediums auszustatten und die zentrale Bohrung des Flanschzapfens ein zentrales, bis in die zentrale Bohrung des Walzenkörpers führendes, die Bohrung des Flanschzapfens unter Bildung eines rohrmantelförmigen Freiraumes durchstoßendes Rohr aufweisen zu lassen.

[0011] Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei

Fig. 1 im Längsschnitt eine Kalanderwalze, bei der die Zu- und Abführung des thermischen Mediums an einander gegenüberliegenden Flanschzapfen vorgenommen werden,

Fig. 2 einen gleichartigen Längsschnitt durch eine Kalanderwalze, bei der die Zu- und Abführung des thermischen Mediums am Ende eines Flanschzapfens erfolgen,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Kalanderwalze mit nach außen versetzten und durch Anschlußbohrungen zugängigen Kanälen bei beidseitiger Zu- und Abführung des Mediums,

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung einer Kalanderwalze mit einseitig bewirkter Zu- und Abfuhr des Mediums,

Fig. 5 im wesentlichen geschnitten und teilweise abgebrochen eine Kalanderwalze mit ausgebohrtem, beidseitig durch Scheiben verschlossenen Walzenkörper,

Fig. 6 vergrößert und abgebrochen die Stirnansicht eines Walzenkörpers, auf den zur Bildung von Gruppen nacheinander vom Medium durchflossener Kanäle eine Mündungen von Kanälen abdeckende und überbrückende Scheibe aufgebracht ist, und

Fig. 7 eine entsprechende Stirnansicht eines Walzenkörpers, bei dem eine Anzahl von sich überkreuzend verlaufenden Zuführungsbohrungen an ihrem Ende durch Stopfen verschlossen ist.

[0012] In der Fig. 1 ist eine Kalanderwalze 1 gezeigt, unterhalb deren Mantelfläche ihres Walzenkörpers 2 von Stirnflächen 3 ausgehend eine Schar achsparalleler Kanäle 4 gebohrt ist, die von der Walzenachse jeweils den gleichen Abstand haben können. Auf die Stirnflächen des Walzenkörpers sind Flanschzapfen, bspw. der Flanschzapfen 5, aufgesetzt, deren Flansche 6 vermittels von Schrauben 7 mit dem Walzenkörper 2 der Kalanderwalze 1 so verspannt sind, daß Ansätze 8 der Flanschzapfen 5 in stirnseitig vorgesehene Ausnehmungen des Walzenkörpers 2 zentrierend eingreifen. Die Grundflächen 9 dieser Ansätze sind, wie die ihnen gegenüberstehenden Stirnflächen 3 des Walzenkörpers 2, schwach kegelmantelförmig so gearbeitet, daß zwischen ihnen definierte Spalte 10 und 11 verbleiben, deren äußere Enden bis vor die Mündungen der Kanäle 4 reichen, während die Spalte an ihren inneren Enden in Zu- bzw. Abflußbohruhgen 12 und 13 der Flanschzapfen 5 übergehen, die jeweils mit Anschlußköpfen 14 und 15 ausgestattet sind. Damit kann das thermische Medium bspw. dem Anschlußkopf 14 zugeführt werden und über die Bohrung 12 des Flanschzapfens 5 entsprechend den eingetragenen Strömungspfeilen in den vor der Stirnfläche 3 des Walzenkörpers 2 gebildeten Spalt 10 übertreten, der das Medium auf die Schar der Kanäle 4 verteilt. Nach Passieren der Kanäle wird das thermische Medium von dem Spalt 11 aufgenommen und, wiederum in Pfeilrichtung, _'in Achsnähe bis zur Abflußbohrung 13 und durch diese zum Anschlußkopf 15 geführt, von wo sie über ein Leitungsnetz zum Heizregelgerät rückgeführt wird. Damit wird, wie gewünscht, mit starrem, stabilem und vorzeitige Schäden vermeidenden Aufbau eine Beheizung des _Man- tels des Walzenkörpers 3 der Kalanderwalze 1 in vorgegebener, durch die Länge der Kanäle bestimmten Breite erreicht.

[0013] Eine abgewandelte, von nur einer Seite gespeiste Kalanderwalze ist in Fig. 2 dargestellt. Zur Vereinfachung der Erläuterung sind aus Fig. 1 bereits bekannte Teile mit gleichen Referenznummern bezeichnet. Auch hier weist der Walzenkörper 2 der Kalanderwalze 1 unterhalb seiner Mantelfläche in einer zylindermantelförmigen 1eilungsfläche eine Anzahl von Kanälen 4 auf, die von einer der Stirnflächen 3 des Walzenkörpers bis zur dieser gegenüberliegenden geführt sind. Mit dem Walzenkörper 2 sind ein massiver, dem Antrieb dienender Flanschzapfen 16 sowie ein mit einer Bohrung 18 ausgestatteter Flanschzapfen 17 vermittels ihrer Flansche 6 durch Schrauben 7 verspannt, und der Walzenkörper ist mit einer axial verlaufenden Bohrung 19 versehen. In die Bohrung 18 des Flanschzapfens 17 ist ein Rohr 20 eingeschoben, das mit seinem dem Walzenkörper zugekehrten Ende dichtend und fest in der erweiterten Bohrung 19 sitzt, und dessen anderes Ende in einen am freien Ende des Flanschzapfens 17 angeordneten Anschlußkopf 21 eingreift. Der sowohl die Zu- als auch die Ableitung vermittelnde Anschlußkopf 21 ist weiterhin mit dem zwischen der Wandung der Bohrung 18 und der äußeren Wandung des Rohres 20 gebildeten kanalartigen Freiraum 22 verbunden.

[0014] Damit wird folgendes erzielt: Das thermische Medium läßt sich im einen Anschluß des Anschlußkopfes 21 zuführen und erreicht, entsprechend den eingetragenen Pfeilen, über das Rohr 20 die Bohrung 19 und den zwischen einer der Stirnflächen 3 des Walzenkörpers 2 einerseits und der Grundfläche des Ansatzes 8 des Flanschzapfens 16 andererseits gebildeten Spalt 10. Dieser Spalt überführt das thermische Medium schräg nach außen bis zu den Mündungen der Kanäle 4, nach deren Durchströmen es im Spalt 11 gesammelt und im zwischen der Wandung der Bohrung 18 und der Außenwand des Rohres 20 gebildeten Freiraum 22 bis zur Abflußöffnung des Anschlußkopfes 21 geführt wird. Auch hier werden definierte, mehr oder weniger dicht unterhalb der Mantelfläche der Kalanderwalze in einer Mantelzone derselben geführten Kanäle 4 mit dem thermischen Medium gespeist, das über ein Rohr, eine zentrale Bohrung und Zu- und Abflußspalte die Kanäle 4 erreicht. Auch hier ist mit vergleichsweise geringem Aufwande ein Aufbau erzielt, der auf einen gesonderten, zu fixierenden Verdrängerkörper verzichtet und eine einstückige robuste, hochbelastbare Konstruktion darstellt. Die Vielzahl der Kanäle 4 ergibt eine relativ große resultierende Kontaktfläche zwischen dem thermischen Medium und dem Walzenkörper, so daß in Verbindung mit der sich ergebenden definierten intensiven Strömung hervorragende thermisch Eigenschaften erreicht werden.

[0015] In der Praxis hat sich nun gezeigt, daß in vielen Fällen es nicht erwünscht ist, die Kalanderwalze in ihrer ganzen Länge gleichförmig zu beheizen bzw. auf eine gleichförmige Oberflächentemperatur zu bringen. Insbesondere bei der Papierherstellung trocknen Randbereiche der Papierbahn schneller aus als mittlere Bereiche, die bereits trockneren Randbereiche übernehmen zwar entsprechend ihrer geringeren Wärmeleitung weniger Wärme von der Kalanderwalze, die demnach beidendig durch geringere Wärmeabnahme höhere Temperaturen erreicht; als wesentlich aber erweist sich die Ungleichförmigkeit der Papierbahn entlang ihrer Breite, die Schwierigkeiten beim Wickeln des Papieres bedingt, und diese Ungleichförmigkeiten führen dazu, daß relativ breite Randstreifen ihrer Abweichungen wegen sich als nicht verwertbar erweisen. Zwar lassen sich Verdrängerkörperwalzen so aufbauen, daß zur Verbesserung dieser Randbedingungen von den Rändern der Papierbahn bestrichene Walzenenden nicht mehr beheizt werden; bei mittels achsparalleler Kanäle beheizten Kalanderwalzen jedoch wird die Kalanderwalze entlang der Länge ihrer Kanäle und damit praktisch entlang ihrer gesamten Länge beheizt. Des weiteren hat es sich gezeigt, daß glatt durchgeführte Kanäle, um in hinter den Ansätzen der Flanschzapfen gebildete Spalte münden zu können, verhältnismäßig tief unter der Mantelfläche der Kalanderwalze anzuordnen.sind. Dies bedingt nicht nur eine gelegentlich unerwünscht hohe thermische Trägheit der Walze, auch die Grenzen von beheizten und nicht beheizten Längenbereicben der Walzen werden verwischt.

[0016] In den Fig. 3 bis 5 und 7 werden daher Kalanderwalzen gezeigt, bei denen die Kanäle zur Erzielung geringerer thermischer Trägheit weiter nach außen verlegt sind und durch eingeschobene Verschlußstopfen die wirksame Länge der Kanäle begrenzbar ist.

[0017] In Fig. 3 ist eine Kalanderwalze gezeigt, bei der die beidseitigen Stirnflächen 24 des Walzenkörpers 23 jeweils mit einem Flanschzapfen 25 bzw. 26 ausgestattet sind, dessen Flansch 27 bzw. 28 mit der ihn aufnehmenden Stirnfläche verschraubt ist, und der jeweils mit einem Ansatz 29 zentrierend in eine in die Stirnfläche 24 eingebrachte Ausnehmung 30 derart eingreift, daß zwischen der freien Stirnfläche des Ansatzes 29 und der Grundfläche der Ausnehmung 30 ein Spalt 31 frei bleibt.

[0018] In gleichmäßiger Teilung und in gleichen Abständen von der freien Mantelfläche ist der Walzenkörper 23 von achsparallelen Kanälen 32 durchzogen, die jeweils in den Stirnflächen münden; bei weiter variierten Ausführungen können die Abstände von der freien Mantelfläche auch variieren und bspw. alternierend wechseln. Die Ausnehmungen 30 weisen einen kegelstumpfmantelförmigen Bereich 33 auf, von dem aus senkrecht Anschlußbohrungen 34 zur Mittelebene des Walzenkörpers hin divergierend so ausgehen, daß jede der Anschlußbohrungen 34 in einen der Kanäle 32 einmündet. Da die Mündungen der Kanäle 32 bereits von den Flanschen 27 bzw. 28 übergriffen und abgeschlossen sind, sind damit bereits die Mündungsbereiche der Kanäle bis zur Einmündung der Anschlußbohrungen dem eigentlichen Kreislauf des Heizmediums entzogen. Im vorliegenden Falle jedoch wird die wirksame Länge der Kanäle zusätzlich und definiert durch in deren Mündungen eingeführte Verschlußstopfen 35 begrenzt, die bis zum Bereiche des Einmündens der Anschlußbohrungen den Mündungsbereich der Kanäle ausfüllen und zweckmäßig zusätzlich abgedichtet sind. Zur Sicherung dieser Abdichtung sind die Verschlußstopfen 53 mit einer Nut versehen, die einen als Dichtung vorgesehenen O-Ring aufnimmt. Die Fixierung der Verschlußstopfen kann durch Schraubgewinde, Spreizelemente, rastende Sicherungsringe oder einen den Mündungsbereich bzw. eine Flanke einer im Mündungsbereiche der Anschlußbohrung vorgesehene Ausnehmung übergreifenden Kopf des Verschlußstopfens bewirkt sein; im vorliegenden Falle ist der gesamte Mündungsbereich mit etwas größerem Durchmesser ausgeführt als der eigentliche Kanal 32, so daß die Frontpartie des Verschlußstopfens 35 durch den gebildeten Absatz gehalten wird, während seine gegenüberlie_- gende Stirnfläche durch den übergreifenden Flansch 28 gestützt ist. Zur Befestigung der Flanschzapfen 25 und 26 in exakt vorgegebener Position werden nicht nur die Ansätze 29 den Ausnehmungen 30 zentrierend angepaßt, zusätzlich sind noch den exakten Sitz überwachende, in Paßbohrungen eingreifende Paßstifte 36 vorgesehen, während die ei^qent- liche Verbindung vermittels spannender Schrauben 37 bewirkt wird.

[0019] Die Flanschzapfen 25 und 26 sind jeweils durchbohrt und an ihren freien Enden mit Anschlußköpfen versehen. So kann das thermische Medium dem Anschlußkopf des Flanschzapfens 26 zugeführt werden und erreicht durch die axiale Bohrung des Flanschzapfens den diesem vorgeordneten, als Verteiler wirkenden Spalt 31. Von diesem Spalt aus wird das thermische Medium mittels der Anschlußbohrungen 34 den Kanälen 32 zugeführt und von diesen über weitere Anschlußbohrungen . 34 dem dem Flanschzapfen 25 vorgeordneten Spalt, von dem aus es durch die axiale Bohrung des Flanschzapfens 25 dessen Anschlußkopf zugeleitet wird, von dem es dann zweckmäßig über entsprechend flexible Leitungen dem ortsfesten Netz zugeführt wird. Damit werden die Kanäle 32 definiert gespeist, so daß auch deren Erwärmung und Temperatur sich als definiert zeigen. Die Anschlußbohrungen 34 kürzen die Länge der Kanäle beidendig jeweils so ab, daß nur eine, entsprechend einer Papierbahnbreite eingestellte effektive Länge e der Kalanderwalze tatsächlich beheizt wird, die um nicht beheizte Randbereiche vorgegebener Länge innerhalb der Gesamtlänge 1 der Kalanderwalze liegt.

[0020] In Fig. 4 ist eine abgeänderte Kalanderwalze gezeigt, bei der, bspw. im Falle angetriebener Walzen, das Zu- und Abführen des thermischen Mediums gemeinsam über einen der Flanschzapfen 39 erfolgt, während der Flanschzapfen 38 für den Antrieb frei bleibt. Auch hier ist die Kalanderwalze beidseitig mit im Verein mit den Ansätzen der Flanschzapfen Spalte 31 begrenzenden Ausnehmungen ausgestattet, und auch hier gehen von den Aasehmungen divergierende Anschlubbohrunger. ¹4 aus, die in Kanäle 32 einmünden, von denen aus weitere Anschlußbohrungen 34 zum gegenüberliegenden Spalt führen. Wie bereits zu Fig. 2 erläutert, erfolgt die Zuführung des thermischen Mediums auf der gleichen Seite wie das Abführen über einen entsprechend ausgebildeten, am freien Ende des Flanschzapfens 39 vorgesehenen Anschlußkopf 42. Von diesem Anschlußkopf 42 führt ein Einströmrohr 41 bis auf den Grund der Ausnehmuhg der Stirnseite, wobei das im Walzenkörper abgedichtete Einströmrohr 41 in eine zentrale Bohrung 40 des Walzenkörpers übergeht, die bis zum gegenüberliegenden Spalt 31 führt. Von hier aus vermag das thermisch Medium entsprechend den durch Pfeile angedeuteten Richtungen über Anschlußbohrungen 34 in die Kanäle 32 zu gelangen, von denen aus es über weitere Anschlußbohrungen 34 den gegenüberliegenden Spalt zu erreichen vermag und im zwischen dem Einströmrohr 41 und der Wandung der Axialbohrung des Flanschzapfens 39 gebildeten Freiraum den Ausströmbereich des Anschlußkopfes 42 zugeführt wird. Auch hier wiederum wird nur eine effektive Länge e der Gesamtlänge 1 der Kalanderwalze beheizt, während definierte, vorgegebene Randbereiche ohne besondere Heizwirkung verbleiben.

[0021] In der Fig. 5 sind abgebrochen zwei unterschiedlich ausgebildete Endbereiche des Walzenkörpers einer Kalanderwalze einander gegenübergestellt gezeichnet. In dem unterbrochen gezeigten Walzenkörper 43 ist zur Verringerung seines Gewichtes ein Kernbereich 44 ausgebohrt. Der Mantelbereich weist die achsparallel gebohrten Kanäle 45 auf, die beidendig durch Verschlußstopfen 46 abgesperrt sind. Beide Enden des Kernbereiches sind durch Scheiben 48 bzw. 49 abgeschlossen, wobei zur Erläuterung der Möglichkeiten eine im Querschnitt im wesentlichen kegelmantelförmige Scheibe 48 einer plan ausgebildeten Scheibe 49 gegenübergestellt ist. In der Praxis wird man beidendig gleiche Scheinen vorsehen und sich entweder für die strömungstechnisch ^günsti- ger geformte Scheibe 48 oder die einfacher herzustellende ebene Scheibe 49 entschließen. Entsprechend sind auch die Ansätze der Flanschzapfen 50 bzw. 51 ausgebildet, so daß sich ein kegelmantelförmiger bzw. ein scheibenförmiger Spalt 52 bzw. 53 ergeben. Auch hier bieten sich wiederum die Möglichkeiten des beidseitigen Zu- und Abführens des thermischen Mediums insbesondere für nicht angetriebene Kalanderwalzen, während bei angetriebenen zur Entlastung der Antriebsseite es vorgezogen wird, das Zu- und Abführen über den gleichen Flanschzapfen zu bewirken. Im Falle der Benutzung beider Walzenzapfen genügt es, eine der beiden Scheiben vorzusehen, und bei der Anordnung zweier Scheiben lassen sich definierte Spalte in Verbindung mit einem das Gewicht der Kalanderwalze noch weiter absenkenden, vom thermischen Medium frei bleibenden Kernraum erreichen. Die eine bzw. die beiden verwendeten Scheiben sind hierbei geschlossen ausgebildet.

[0022] Werden das Zu- und das Abführen des thermischen Mediums über den gleichen Walzzapfen erreicht, so kann dieser mit einem kurzen, nur bis zur angrenzenden Scheibe geführten Einströmrohr 54 versehen sein; in diesem Falle füllt das thermische Medium den Kernbereich aus, und sein gegenüberliegendes Ende ist entweder mit einer eine Öffnung aufweisenden Scheibe versehen oder bleibt geöffnet bzw. ohne Scheibe. Andererseits kann, wie strichpunktiert angedeutet, das Einströmrohr auch bis zur gegenüberliegenden Scheibe 48 geführt und in dieser wie auch in der Scheibe 49 abgedichtet abgestützt sein. In diesem Falle läßt sich der Kernbereich vom thermischen Medium freihalten, und das Gesamtgewicht der Kalanderwalze ist entsprechend verrincert.

[0023] Da in den anhand der Fig. 1 bis 5 beschriebenen Kalanderwalzen die jeweiligen Kanäle 4, 32 und 45 jeweils einander parallel zwischen den Spalten 10, 11 bzw: 31 und 52, 53 angeordnet sind, werden sie auch parallel vom Medium durchflossen, so daß sich ein gegebenenfalls als unerwünscht hoch erweisender Medienfluß ergibt. Der Umlauf des Mediums kann beschränkt oder aber auch die Durchtrittsgeschwindigkeit durch die Kanäle erhöht werden, indem die Kanäle gruppenweise vom gleichen Medium nacheinander durchströmt werden. Eine solche Gruppe von Kanälen kann vorzugsweise drei oder fünf, gegebenenfalls auch sieben Kanäle umfassen, wobei innerhalb jeder Gruppe der erste Kanal von einem der Spalte aus beaufschlagt wird, am gegenüberliegenden Ende des Kanales dieser mit dem benachbarten Kanal verbunden ist, der seinerseits am gegenüberliegenden Ende wiederum mit dem folgenden Kanal verbunden ist, der dann entweder über zwei oder vier weitere miteinander verbundene Kanäle oder aber direkt mit dem anstehenden Spalt verbunden ist. Praktisch erreicht werden kann dieses gemäß Fig. 6, indem auf die Stirnfläche des Walzenkörpers 2 eine Scheibe 54 oder ein entsprechender Ring aufgebracht ist, der vermittels -- - von Durchbrechungen 55 jeweils die Mündungen der an den Spalt anzuschließenden Kanäle freigibt, während die Mündungen zweier benachbarter, auf dieser Seite des Walzenkörpers zu verbindender Kanäle von der Scheibe 54 übergriffen werden. Die Verbindung selbst kann durch Ausnehmungen hergestellt werden, die als Nute 56 ausgebildet sind, die entweder in der Scheibe und/oder in der Stirnfläche des Walzenkörpers vorgesehen sind. In gleicher Weise können auch die Ansätze der Walzenzapfen herangezogen werden, wenn sie derart in den Spalt eingreifend ausgebildet werden, daß sie Mündungen abzusperrender Kanäle verschließen und gegebenenfalls auch die die Verbindung herstellende Nute aufweisen.

[0024] Derartige Ringe, Scheiben oder aber auch Vorsprünge der Ansätze der Flanschzapfen können auch verwendet werden, wenn Kanäle 32 bzw. 45 über Anschlußbohrungen 34 bzw. 47 erreichbar sind. Es kann aber auch auf gesonderte Bauelemente verzichtet werden, wenn, wie die abgebrochene Stirnansicht eines Walzenkörpers 23 der Fig. 7 zeigt, in üblicher Weise die Kanäle 32 innerhalb des Walzenkörpers23 vorgesehen sind und auch die Anschlußbohrungen 34 für direkt anzuschließende Kanäle im wesentlichen schräg divergierend geführt sind. Die zu gegen den Spalt abzuschließenden und miteinander zu verbindenden Kanälen 32 führenden Anschlußbohrungen 57 und 58 jedoch sind vom kegelmantelförmigen Bereich 33 aus so geführt, daß sie sich kreuzen, und ihre freien Enden sind mit in der Fig. nicht gezeigten Verschlußstopfen abgesperrt. In der gleichen Fig. 7 sind zwei weitere Möglichkeiten des Verbindens erläutert: Oft genügt es, die Mündungen zweier Kanäle 32 durch eine Nut 59 oder durch zwei in der gemeinsamen Ebene der Kanäle geführte, sich kreuzende Anschlußbohrungen entsprechend der Darstellung 59 zu verbinden; der Abschluß gegen den Spalt kann durch Stopfen oder die Flansche 27 bzw. 28 selbst bewirkt sein. Werden hierbei jeweils drei Kanäle so zusammengeschlossen, daß sie vom gleichen Medium-nacheinander durchflossen werden, so läßt sich damit bei gleicher Durchflußgeschwindigkeit die Durchflußmenge auf ein Dritter der sonst gebrauchten reduzieren, so daß sich bspw. geringere Anschlußquerschnitte und kleinere Einrichtung zur Wärmeregulierung des Mediums ergeben, und andererseits kann, wenn die Durchflußmenge nicht so stark abgesetzt wird, die Durchflußgeschwindigkeit vorteilhaft gesteigert werden.

[0025] In allen diesen Fällen wird mit vergleichsweise geringem Aufwande ein stabiler Aufbau erzielt, der durch den Verzicht auf zusätzliche, einzusetzende Verdrängerkörper eine einstückige robuste und hochbelastbare Konstruktion darstellt. Auch die Wartung, Inspektionen und eine gegebenenfalls erforderlich werdende Zerlegung gestalten sich durch den einstückigen, stabilen Aufbau des Walzenkörpers relativ einfach, und die Herstellung der die Strömungspfade begrenzenden Teile aus einem Stück und damit aus gleichem Materiale unterbindet Spannungen, die durch fremde, eingesetzte Körper mit abweichender Ausdehnung bedingt würden. Vorteilhaft macht sich die hohe Steifigkeit bemerkbar, so daß bspw. Kalanderwalzen gleicher Biegefestigkeit mit geringerem Durchmesser ausführbar sind als Verdrängungskörper aufweisende Kalanderwalzen:

Es sind keine besonderen, fixierten und für den Ausbau zu lösenden Einbauten erforderlich, die durch ihre Verformbarkeit beim Ausbau Schwierigkeiten bieten und üblicherweise nicht ein zweites Mal einbaubar sind. Damit werden gute thermische Eigenschaften mit einem stabilen und stoßresistenten Aufbau erreicht, der sich mit vertretbarem Aufwande warten, inspizieren und gegebenenfalls zerlegen läßt, so daß die erwähnten guten thermischen Eigenschaften mit der angestrebten langen Standzeit erreicht werden.

Ansprüche

1. Beheizbare Kalanderwalze mit unterhalb ihrer Mantelfläche vorgesehenen achsparallelen Kanälen für den Durchsatz eines die Aufheizung bewirkenden thermischen Übertragungsmediums und mit mindestens einem mit dem Walzenkörper verbundenen Flanschzapfen,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Walzenkörper (1, 23, 43) beidseitig mit Flanschzapfen (5, 16, 17, 25, 36, 38, 39) verbunden ist und die von den Mündungen der Kanäle (4, 32, 45) umschlossenen Bereiche der Stirnflächen (3, 24) des Walzenkörpers unter Bildung jeweils eines bis zu den Mündungen der Kanäle reichenden Spaltes (10, 11, 31,52) gegen die gegenüberliegenden Grundflächenbereiche (9) der Flanschzapfen zurücktreten, und daß vorzusgweise zentrale Zu- und Ableitungsbohrungen (12, 13, 18, 19, 40, 41) jeweils bis zu den Spalten führen.

2. Beheizbare Kalanderwalze nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flanschzapfen (5, 16, 17, 25, 26, 38, 39) je einen mit dem Walzenkörper (2, 23, 43) verbindbaren Flansch (6, 27, 28) aufweisen,und daß innerhalb des Mantelbereiches abgesetzte Ansätze (8) der Flanschzapfen in entsprechende Ausnehmungen des Walzenkörpers eingreifen.

3. Beheizbare Kalanderwalze nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spalte (10, 11, 31, 52) flach kegelmantelförmig verlaufen.

4. Beheizbare Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kanäle (4) innerhalb eines Teilkreises angeordnet sind, dessen Durchmesser den des Walzenkörpers (2) wesentlich unterschreitet.

5. Beheizbare Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß von den Spalte (31) begrenzenden Bereichen der Stirnflächen (24) der Walzenkörper (23, 43) eine Schar entlang von Mantellinien eines Kegelstumpfes divergierender Bohrungen (34, 47) ausgeht, die jeweils in einen der Kanäle (32, 45) einmünden, und daß die Kanäle beiendig außerhalb der Einmündungen geschlossen sind.

6. Beheizbare Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß Verschlußstopfen (35, 36) der Kanäle (32, 45) sich im wesentlichen von deren Mündung bis zur Einmündung einer der Bohrungen (34, 47) erstrecken.

7. Beheizbare Kalanderwalze nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch
in den Mündungen der Kanäle (32, 45) angeordnete, mit mindestens einer in eine Nut eingelegten Dichtung ausgestattete Veruchlußstopfen (35, 46).

8. Beheizbare Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die stirnseitigen Ausnehmungen (30) der Walzenkörper (23, 43) Profilbereiche (33) aufweisen, die senkrecht zu den Bohrungen (34, 47) verlaufen.

9. Beheizbare Kalanderwalze nach eindem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß von Gruppen von Kanälen (4, 32) alternierend an den beiden Walzenenden jeweils benachbarte Kanäle derart vom Spalt (10, 31 bzw. 11) abgeschlossen und miteinander verbunden sind, daß die Kanäle einer Gruppe von den Spalten aus vom gleichen Medium nacheinander durchflossen sind.

10. Beheizbare Kalanderwalze nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß gegen ihre die Mündungen der Kanäle (4, 32) oder zu ihnen führender Anschlußbohrungen (34) aufweisenden Stirnfläche Ringe, Scheiben (54) oder Vorsprünge der Ansätze (8) der Flanschzapfen (5) gespannt sind, die für den Anfang bzw. das Ende einer Gruppe von vom Medium hintereinander durchflossenen Kanälen bildende Mündungen Durchbrechungen (55) aufweisen und zu verbindende Mündungen der Kanäle oder der Anschlußbohrungen abdecken, und daß die Scheiben, Ringe oder Ansätze oder die Stirnfläche des Walzenkörpers Mündungen miteinander verbindende Ausnehmungen (Nute 56) aufweisen.

11. Beheizbare Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß zu den Anfang bzw. Ende einer Gruppe von vom Medium hintereinander durchflossenen Kanälen (32) bildende Anschlußbohrungen (34) im wesentlichen entlang von Mantellinien eines Kegelstumpfes divergierend verlaufen, und daß zu miteinander zu verbindenden Kanälen führende Anschlußbohrungen (57, 58) zusätzlich derart schräg gegen die Mantellienien verlaufen, daß sie einander überkreuzen und daß ihre Mündungen durch Verschlußstopfen abgeschlossen sind.

12. Beheizbare Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß ihr Kernbereich (44) ausgedreht ist und mindestens einseitig der Kernbereich durch eine diesen übergreifenden Scheibe (48, 49) abgeschlossen ist.

13. Beheizbare, insbesondere nicht angetriebene Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
ddadurch gekennzeichnet,
daß einer der Flanschzapfen (5, 26) eine bis zu ihm vorgelagerten Spalt (10) führende zentrale Zuleitungsbohrung (12) und der andere (25) eine aus dem ihm vorgeordneten Spalt (31) führende Ableitungsbohrung (13) aufweist.

14. Beheizbare, insbesondere angetriebene Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine zentrale Bohrung (19, 40) und einer der Flanschzapfen (17, 39) einen Anschlußkopf (21, 42) für das Zu- und Abführen des thermischem Mediums sowie eine bis zum vorgeordneten Spalt (11, 31) führende Bohrung (18, 41) aufweist, und daß diese Bohrung ein zentrales, bis in die Zentrale Bohrung (19, 40) des Walzenkörpers (2, 23) führendes, die Bohrung des Flanschzapfens (17, 39) unter Bildung eines rohrmantelförmigen Freiraumes (22) durchstoßendes Rohr (20, 41) aufweist.

Zeichnung