AT399357B - Kalander zum behandeln einer warenbahn, insbesondere einer papierbahn - Google Patents

Description

AT 399 357 B

Die Erfindung betrifft einen Kalander zum Behandeln einer Warenbahn, insbesondere einer Papierbahn, mit wenigstens zwei Walzen, die miteinander einen Walzenspalt zum Hindurchführen der Bahn bilden, mit einer Heizeinrichtung sowie mit einer entfernbaren Abdeckeinrichtung.

Derartige Kalander werden insbesondere in der Papierindustrie eingesetzt, wo sie dem Zweck dienen, das Papier zu glätten. Das Papier durchläuft dabei die einzelnen Walzenspalte, wobei es stark gepreßt wird. Für die Glätte sind vor allem die Anpreßkraft zwischen zwei einander benachbarten Walzen maßgeblich, ferner die Papierfeuchte sowie die Temperatur des Papieres. Feuchtere Papiere lassen sich leichter glätten als trockene Papiere; die Glätte steigt somit mit zunehmender Feuchtigkeit. Der Einfluß ist annäherend proportional. Dasselbe gilt für die Anpreßkraft, auch Linienkraft genannt. Je höher die Linienkraft ist, desto höher ist auch die Glätte.

Die Papiertemperatur ist ein sehr wichtiger Parameter für die Glätte. Auch hier gilt das gleiche wie für die beiden anderen Parameter: Die Glätte nimmt proportional mit der Papiertemperatur zu. .

Dabei ist jedoch zu beachten, daß die Temperatur der Papierbahn selbst maßgeblich ist, nicht aber die Walzentemperatur. Wird die Papierbahn dadurch aufgeheizt, daß zunächst die Walzen aufgeheizt werden, so muß die Wärme von den Walzen zur Papierbahn übertragen werden, bevor sie für die Glätte nutzbar wird. Dabei ergibt sich das Problem, daß die Walzen ihre Wärme nicht ny; an die Papierbahn abgeben, sondern auch an die Umgebung, was höchst unerwünscht ist. Dies hat nämlich zur Folge, daß die erforderliche Heizleistung - bei gleicher Papierfeuchte und gleicher Linienkraft - überproportional ansteigt. Diese Zusammenhänge sind in Crotogino, Dr. R.H., Das Glätten von ungestrichenen holzhaltigen Papieren, "Das Papier", Darmstadt, 1984, Heft 10A, S. V203 - V210, beschrieben.

Aus der DE-A- 3545123 ist ein Kalander bekannt, bei welchem Hauben vorgesehen sind, die während des Betriebes die einzelnen Walzen teilweise umgeben. Dadurch sollen die beschriebenen Wäremverluste vermieden werden. Derartige Hauben sind zwar entfernbar, z.B. durch Wegfahren oder Wegklappen. Dennoch sind die Hauben sehr unpraktisch, da sie die Zugänglichkeit des Kalanders bei Betriebsstörungen erschweren. Werden sie während der Betriebes aus irgendwelchen Gründen kurzzeitig geringfügig geöffnet, beispielsweise durch die mit dem Betrieb verbundenen Schwingungen, so führt dies zu gravierenden Änderungen innerhalb der Papierbahn, und damit zu einer ungleichförmigen Glätte.

Die DE-A- 3720132 offenbart verschiedene Arten von Walzenheizungen. So können Walzen von Kalandern Innenheizung haben, beispielsweise durch Thermo-Öl. Die Kalanderwalzen können aber auch mit einer Außenheizung versehen sein, beispielsweise mit einer Induktionsheizung. Hierbei wird eiektromagne-stische Energie auf das Material des Walzenkörpers übertragen, wodurch die Temperatur der Walzenoberfläche erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kalander der eingangs angeführten Art derart zu gestalten, daß die Abdeckung schnell einbaubar und wieder ausbaubar ist, daß keine Glätteschwankungen während des Betriebes auftreten, und daß die Herstellungskosten niedrig gehalten werden.

Hiezu ist der erfindungsgemäße Kalander der oben erwähten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckeinrichtung eine Folie umfaßt, die um einen Teil des Umfanges wenigstens einer der Walzen unter Bildung eines maschinenbreiten Spaltes zwischen ihr und der Mantelfläche der betreffenden Walze herumgespannt ist. Eine derartige Folie kann schnell angebracht bzw. abgenommen werden, und sie ergibt eine preiswerte Abdeckeinrichtung. Darüber hinaus sind bei der Wahl geeigneter Folienmaterialien thermische Verformungen ausgeschlossen. Hierbei ist es durchaus möglich, daß von außen her der Papierbahn Wärme zugeführt wird. Dies geschieht beispielsweise mit Wärmestrahlern, die die Folie erwärmen; die Folie gibt diese Wärme sodann an die Papierbahn ab. Alternativ können auch Induktionsspulen außerhalb der Folie angebracht werden, die im Walzenkörper Wirbelströme erzeugen und diesen damit erwärmen. Auch können in die Folie selbst elektrische Widerstände eingearbeitet sein, beispielsweise in Form eines Metallgewebes, die wiederum die Folie erwärmen.

Die Folie kann selbstverständlich zur Erfüllung der verschiedenen Zwecke unterschiedlich gestaltet sein, und es können verschiedene Materialien gewählt werden. Um eine hohe Wärmezufuhr von außen zu ermöglichen, wird als Folienmaterial hitzebeständiges Material verwendet. Weiterhin ist es möglich, Folien aus beschichtetem, anorganischen Material zu verwenden. Hierbei besteht der anorganische Teil aus dünnen Drähten, Fäden oder Filamenten, die ein kreuzweises Gelege bilden, oder die gewoben oder gewirkt sind. Die Zwischenräume zwischen den Fasern können durch eine Kittsubstanz so weit ausgefüllt sein, daß eine etwa verbleibende Restporosität die Bildung eines Luftfilms bzw. Luftkissens zwischen Folie und Walze erlaubt. Schließlich kann als anorganisches Material ein Material mit geringer oder sogar negativer Wärmedehnung vorgesehen werden, z.B. Kohlefasern, Quarzglasfasern oder spezielle Eisen-Nickel-Verbinungen. Dadurch wird verhindert, daß sich die Folie bei ungleich verteilter Temperatur verzieht oder Falten bildet. Ungleiche Temperaturverteilung kann z.B. dann auftreten, wenn die Wärmezufuhr von außen her über die Walzenlänge (Bahnbreite) ungleich groß ist. 2

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Um gleichzeitig einen hohen Wärmedurchgang durch den Luftspalt zwischen Folie und Walze zu gewährleisten und einen möglichst gleich hohen Luftspalt über Breite und Länge der Fläche zu erhalten, ist vorgesehen, die der Walze zugewandte Seite der Folie mit einer rauhen Oberfläche zu vesehen. Diese Rauhigkeiten können beispielsweise aus den Kröpfungen eines Gewebes bestehen oder aus sich überkreu-5 zenden, eingearbeiteten Rillen etc. Für die praktische Ausführung des vorliegenden Kalanders können Leitwalzen oder feststehende Gleitflächen vorgesehen sein, um die die Folie herumgeführt ist. Diese Ausführungsform ist somit grundsätzlich möglich, wenn auch weniger praktisch. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist jedoch dadurch gekennzeichnet, daß zum Einhalten des Abstandes ein Gaspolster, vorzugsweise ein Luftpolster, 70 zwischen Walzenmantel und Folie vorgesehen ist (und aufrechterhalten wird). Die Folie ist somit "selbsttragend"; dabei umschlingt sie beispielsweise eine der Walzen eines Kalanders, etwa die oberste dieser Walzen, auf dem wesentlichen Teil von deren Umfang. Die Folie kann dabei nach Art eines Fensterrollos in einem Kasten aufrollbar sein. Dieser Kasten kann sich auf der einen Seite des Walzenspaltes befinden, den die genannte Walze mit ihrer Nachbarwalze bildet. Der Kasten erstreckt sich natürlich über die gesamte 75 Walzenlänge und hat einen Schlitz zum Austreten der Folie. Das andere Folienende befindet sich sodann auf der dem Schlitz gegenüberliegenden Seite des genannten Walzenspattes.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausführung kann hier erzielt werden, wenn die Folie - in einem achssenkrechten Schnitt gesehen - an ihrem einen Ende mittels einer Einspannvorrichtung gehalten ist, wogegen das andere Ende zwecks Spannens der Folie gewichtsbelastet ist. Dabei ist es im Hinblick auf 20 eine rationelle, wirksame Konstruktion weiters günstig, wenn die Haltevorrichtung Bestandteil einer Quertraverse ist, die zugleich einen Schaber, eine Blaslufteinrichtung sowie eine Dichtleiste trägt. Für die Zuführung von Wärme ist es schließlich von besonderem Vorteil, wenn die Folie elektrisch leitfähig ist, und durch Anlegen einer Spannung mindestens auf einer Teilfläche beheizt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargesteliten Ausführungsbeispielen 25 noch weiter erläutert. Es zeigen im einzelnen: die Fig. 1 einen bekannten Kalander moderner Bauart, auch "Maschinenglättwerk" genannt, für holzhaltige Druckpapiere; Fig. 2 in schematischer Darstellung einen 2-Walzen-Kalander gemäß der Erfindung; Fig. 3 einen weiteren 2-Walzen-Kalander gemäß der Erfindung; Fig. 4 noch einen anderen 2-Walzen-Kalander; und Fig. 5 in stark vergrößerter Darstellung die Einzelheiten der Befestigung einer Folie bei einem erfindungsgemäßen Kalander. 30 Das in Fig. 1 dargestellte Maschinenglättwerk weist ingesamt sechs Walzen 101 bis 106 auf, die in einer vertikalen Ebene übereinander angeordnet sind. Der Kalander umfaßt ferner einen Ständer 107. Die Grundwalze 101 ist auf einem Fuß des Ständers 107 gelagert. Die Walzen 102 bis 106 sind über Gelenke 108 mit dem Ständer 107 verbunden. Die Walze 102 ist eine angetriebene Walze.

Die Walze 103 ist eine Durchbiegungs-Ausgleichswalze. Die Walze 105 ist eine von innen her 35 beheizbare Walze. Die Walze 101 kann zum Zwecke des Anpressens angehoben werden. Eine Papierbahn 109 tritt in den unteren Walzenspalt zwischen den Walzen 101 und 102 in das Glättwerk ein und verläßt das Glättwerk aus dem oberen Walzenspalt zwischen den Walzen 105 und 106.

Der Kalander gemäß Fig. 2 weist eine Unterwalze 1 mit elastischem Überzug 2 und Lagerzapfen 3 sowie eine Oberwalze 4 mit Lagerzapfen 5 auf. 40 Die Lagerzapfen 3, 5 sind jeweils an beiden Walzenenden in nicht gezeigten Gestellen gelagert. Die Walzenkörper der Walzen 1 und 4 sind durch nicht gezeigte Mittel gegeneinander anpreßbar. Zwischen den Walzen 1 und 4 läuft eine Papierbahn 6 von links nach rechts hindurch. Eine Quertraverse 7 mit einem Schaberhalter 8 und einer an den Walzenkörper der Oberwalze 4 anlegbaren Klinge 9 ist ebenfalls über Zapfen 10 an den nicht gezeigten Gestellen gelagert. 45 Der Schaberkörper bzw. die Quertraverse 7 besitzt eine Haltevorrichtung 11 für eine elektrisch leitfähige Folie 12, die sich über die Länge der Oberwalze 4 und einen Teil von deren Umfang erstreckt und an ihrem anderen Ende mit einer Leiste 13 als Gegengewicht verbunden ist.

Zwischen der Haltevorrichtung 11 und der Leiste 13 kann eine elektrische Spannung angelegt werden, wodurch sich die leitfähige Folie 12 erwärmt. Durch eine Leitung 14 und Kanäle 15 wird Luft zwischen die 50 Oberwalze 4 und die Folie 12 eingeblasen. Eine Dichtleiste 16 verhindert einen Austritt der Luft entgegen der Laufrichtung. Die Wärme überträgt sich von der Folie 12 auf die Luftschicht und damit auf die Papierbahn 6.

Außerdem wird die Oberwalze 4 aufgeheizt. Dies geschieht im vorliegenden Falle über Heizelemente 17 in Form von Induktionsspulen, die den magnetischen Mantel der Walze 4 - und damit auch die Papierbahn 55 6 - aufheizen. Statt der Induktionsspulen sind auch Heizstrahler anwendbar. Die Heizelemente 17 -Induktionsspulen oder Heizstrahler - können in Richtung der Walzen-Längsachse in Abschnitte unterteilt sein, die unabhängig voneinander bezüglich der Leistung regelbar sind. 3

Claims (5)

1. AT 399 357 B Bei dem Kalander gemäß Fig. 3 sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 2 versehen. Bei diesem Kalander ist eine Traverse 18 vorgesehen, die sich über die gesamte Länge der Walze 4 hinwegerstreckt. Die Traverse 18 weist zwei Hülsen 19, 20 auf. Dabei ist die Hülse 19 von der Folie 12 5 umschlungen, wobei die Folie 12 auf der Hülse 19 gleiten kann. Die Traverse 18 läßt sich in Richtung des Doppelpfeiles A verstellen. Hierdurch wird der Umschlingungswinkel der Folie 12 um die Walze 4 herum vergrößert oder verkleinert. Die Traverse 18 läßt sich außerdem um den Drehpunkt 21 verschwenken, so daß die Verhältnisse am Auslauf der Folie 12 verändert werden können, was gelegentlich wünschenswert sein kann. Auch hier ist wiederum eine Leiste 13 als Gegengewicht zur Spannung der Folie 12 vorgesehen. 70 Beim Kalander gemäß Fig. 4 ist die Folie unterteilt: Hierbei sind eine erste Folie 12' und eine zweite Folie 12" vorgesehen, beide jeweils gespannt durch Gewichtsleisten 13' bzw. 13". Einer der Strahler 17 ist im Vergleich zu Fig. 2 oder 3 durch einen Induktionsschuh 17A ersetzt, in dessen Bereich die Walze 4 nicht von einer Folie abgedeckt ist. Der Induktionsschuh 17A hat einen geringeren Abstand zur Mantelfläche der Walze 4 als die Strahler 17. 75 In Fig. 5 sind die Verhältnisse mehr im einzelnen veranschaulicht. Auch hierbei sind wieder eine Walze 4, ein Schaberkörper 7, eine Folie 12, eine Einspann- oder Haltevorrichtung 11 sowie eine Dichtleiste 16 erkennbar. Dabei umschlingt die Folie 12 im Bereich der Einspannung einen Rundstab (Draht) 22. Die Haltevorrichtung 11 besteht aus einer Halteklaue 23, einer Führungsschiene 24 und einem Klemmstück 25, das durch Klemmschrauben 26 so nach hinten angestellt wird, daß die Folie 12 mit dem Rundstab 22 nicht 20 durch die Engstelle zwischen der Halteklaue 23 und dem Klemmstück 25 hindurchrutschen kann. Die Dichtleiste 16 besteht aus zwei Halteschenkeln 27, zwischen denen ein Filzstreifen 28 liegt, der bei höheren Temperaturen auch aus Glasfasern oder PTFE-Fasern bestehen kann. Die Luftzufuhr erfolgt über die Kanäle 15. 25 Patentansprüche 1. Kalander zum Behandeln einer Warenbahn, insbesondere einer Papierbahn, mit wenigstens zwei Walzen, die miteinander einen Walzenspalt zum Hindurchführen der Bahn bilden, mit einer Heizeinrichtung sowie mit einer entfernbaren Abdeckeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckein- 30 richtung eine Folie (12, 12', 12") umfaßt, die um einen Teil des Umfanges wenigstens einer der Walzen (4) unter Bildung eines maschinenbreiten Spaltes zwischen ihr und der Mantelfläche der betreffenden Walze (4) herumgespannt ist.
2. 2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einhalten des Abstandes ein Gaspol-35 ster, vorzugsweise ein Luftpolster, zwischen Walzenmantel und Folie (12,12', 12") vorgesehen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (12, 12’, 12") - in einem achssenkrechten Schnitt gesehen - an ihrem einen Ende mittels einer Einspannvorrichtung (11, 11') gehalten ist, wogegen das andere Ende zwecks Spannens der Folie (12,12', 12") gewichtsbelastet ist. 40
4. 4. Kalander nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (11) Bestandteil einer Quertraverse (7) ist, die zugleich einen Schaber (8, 9), eine Blaslufteinrichtung (14, 15) sowie eine Dichtleiste (16) trägt.
5. 5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (12, 12', 12") elektrisch leitfähig ist, und durch Anlegen einer Spannung mindestens auf einer Teilfläche beheizt wird. Hiezu 5 Blatt Zeichnungen 50 4 55