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"Perfectionnements apportés ou relatifs aux calandres".
La présente invention se ranorte à des calandres pour le traitement de matières en nappes telles que du papier.
Spécifiquement, l'invention concerne une calandre à glacer montée en tandem, recevant la matière en narre succes- sivement à travers des zones de pinçage individuelles séparées, délimitées chacune par des cylindres différents comprenant des cylindres montés à basculement qui peuvent être remplacés sans arrêter la machine.
La présente invention prévoit une calandre comprenant un certain nombre de cylindres disposés en tandem* un cylindre de calandrage séparé monté en relation de pinçage nar pression
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avec chacun desdits cylindres, et des moyens pour faire passer une nappe successivement par les zones de ninçage desdits cy- lindres sans que la nappe ne s'enroule autour des cylindres de calandrage.
Les calandres à glacer ont consisté jusqu'à présent en une colonne verticale de cylindres durs de fonte coulée en coquille, alternés avec des cylindres de "pa-oier" ou de fibre comprimée. Les cylindres de la colonne verticale doivent être maintenus en alignement vertical exact, et toute usure dans les paliers des cylindres permet un mauvais alignement, ce qui a pour résultat de produire des pressions de pinçage inégales sur la longueur des cylindres. Des contours bombés compliqués pour les cylindres sont également nécessaires pour compenser le fléchissement des cylindres et la pression sur les Dallera des cylindres, aux extrémités de ceux-ci. La nappe, par exem- ple de papier, passe par cette calandre à glacer du type à colonne en suivant un chemin en serpentin pour se déplacer à travers les zones de pinçage formées entre les cylindres adja- cents.
Vu que les cylindres de "papier" sont plus tendres que les cylindres métalliques, ils s'aplatissent habituellement et la nappe de papier passant autour de chaque cylindre de pa- pier, est soumise à une action d'étirage ayant fréquemment pour résultat de déchirer et d'arracher le papier. Le papier étiré tend alors à s'empiler dans la zone de pinçage suivante, et l'apprêt communiqué au papier au cours de l'opération de pin- çage précédente est détruit. Tout traitement donné à une nappe dans une calandre de glaçage classique est, par conséquent, définitivement limité au degré d'étirage de la nappe.
Dans beau coup de cas, un traitement répété du papier dans une série de zones de pinçage d'une calandre à glacer classique, produit, par conséquent, un apprêt de moins bonne qualité que celui ob- tenu par un seul passage dans la première.-phase de pinçage de la calandre. En outre, tout dommage survenu aux cylindres de
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papier de la calandre à glacer classique, nécessite un arrêt complet de la machine pour remplacer le cylindre atteint par un nouveau.
La présente invention prévoit une calandre à glacer composée d'une série de cylindres formant des zones de pinçage, disposés en tandem et recevant successivement la nappe de papier à travers ces zones de pinçage. La nappe de papier n'est pas enroulée autour d'un cylindre de calandrage et n'est, par consé- quent, pas soumise à l'action d'étirage répétée rencontrée pré- cédemment dans les calandres à glacer classiques et qui était due à l'aplatissement des cylindres de papier. La disposition en tandem des cylindres formant les zones de pinçage rend pos- sible l'entraînement de cylindres successifs à toute vitesse désirée par rapport aux cylindres précédents, en composant de ce fait des changements de longueur de la nappe et en suppri- mant toute limitation au traitement de la nappe, qui serait due à l'étirage.
Si on le désire, la nappe peut être humidifiée avant de passer par chaque zone de pinçage sans aucune limita- tion due à l'étirage de la feuille pafce que la tension d'étirage de celle-ci entre les pinçages est aisément réglée. L'invention prévoit également une disposition permettant de remplacer rapi- dement les cylindres de papier endommagés sans devoir arrêter la machine. Cette disposition comprend une monture basculante por- tant plusieurs cylindres de papier comportant le cylindre actif et un cylindre de rechange autour d'un cylindre de soutien ou de support pouvant être entraîné. Le cylindre de rechange peut être aisément basculé en position active tout en étant entraîné à la vitesse superficielle correcte pour remplacer le cylindre actii actif, sans arrêter les opérations, chaque fois que le cylindre/ est endommagé.
Le cylindre actif endommagé est basculé dans une position convenable où il peut être remplacé par un nouveau cylindre de rechange.
Vu que les cylindres de papier endommagés peuvent être remplacés sans arrêter la machine, cette invention rend possible
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d'utiliser une calandre de glaçage à la sortie d'une machine de fabrication de papier pour recevoir de façon continue du papier sortant de la machine et pour amener de façon continue le papier glacé vers un bobinoir. Jusqu'à présent, les calandres à gla- cer n'ont pas été accouplées directement à une machine à papier car le remplacement des cylindres de papier endommagés dans la colonne de calandrage nécessitait l'arrêt de l'appareillage en- tier.
Les calandres à glacer selon cette invention compren- nent une série de cylindres rigides inférieurs entraînés, dis- posés en relation parallèle espacée. Chacun de ces cylindres est entraîné par une source d'énergie telle qu'un moteur élec- trique, ou par tout autre dispositif d'entraînement qui permet une commande sélective des vitesses d'actionnement. Chaque cylin- dre inférieur possède un cylindre de pression rigide qui en est espacé et lui est superposé. Une paire de cylindres de papier sont montés à basculement pour tourner autour de la périphérie de chaque cylindre de pression, et peuvent être basculés sélec- tivement pour venir en prise de pinçage par pression avec le cylindre inférieur.
Des pressions réglables sont exercées sur chaque cylindre de pression pour fournir la pression de pinçage désirée entre chaque cylindre inférieur et son cylindre de papier actif associé. La matière en nappe, par exemple du papier, est passée successivement par les zones de pinçage mais ne s'enroule pas autour des cylindres de papier. Les cylindres inférieurs sont entraînés à des vitesses qui maintiennent une tension dési- rée sur la matière en nappe et compensent tout étirage exercé sur la matière lorsqu'elle passe par la zone de pinçage précé- dente.
Par conséquent, un des objets de l'invention consiste à fournir une calandre pour matières en nappe, ayant une série de zones de pinçages disposées en tandem et formées par des paires de cylindres séparés, qui sont commandées indépendamment.
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Un autre objet de l'invention consiste à fournir une calandre à glacer montée en tandem et destinée à recevoir de façon continue du papier venant directement d'une machine à fa- briquer du papier, et à fournir de façon continue du papier glacé à un dispositif d'enroulement.
Un autre objet de l'invention consiste à fournir une disposition de cylindres d'application de pression entraînés, pour les cylindres de papier actifs et de rechange d'une calan- dre, qui permet un remplacement rapide d'un cylindre de papier actif par un cylindre de rechange rotatif entraîné à la vitesse correcte, pour venir en prise avec une nappe en mouvement pas- sant à travers la calandre.
Un autre objet de l'invention consiste encore à four- nir une calandre à glacer ayant des cylindres de papier ou de fibre qui ne sont pas recouverts par la matière en nappe trai- tée et qui, par conséquent, ne peuvent pas étirer et relâcher alternativement la matière en nappe même lorsque les cylindres sont aplatis par des pressions importantes.
Un autre objet de cette invention consiste encore à prévoir une calandre ayant une disposition de cylindres de calan- drage actifs et de rechange qui réduit au minimum le temps né- cessaire au remplacement d'un cylindre endommagé.
Un objet spécifique de cette invention consiste à fournir une calandre ayant un cylindre rigide inférieur, un cy- lindre de pression espacé par rapport à celui-ci, et une série de cylindres de calandrage pouvant pivoter autour de la périphé- rie du cylindre de pression pour être placés sélectivement en relation de pinçage par pression avec le cylindre inférieur.
Un autre objet de cette invention consiste à fournir une calandre à glacer présentant une série de zones de pinçage qui sont réglées et commandées indépendamment.
D'autres objets encore de cette invention apparaîtront clairement aux gens du métier à la lecture de la description détaillée donnée ci-après et des dessins ci-annexés qui illus-
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trent, à titre d'exemple préféré seulement, une forme de réali- sation de l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation latérale d'une ca- landre à glacer selon cette invention, des parties ayant été omises et les pièces de liaison des parties omises étant repré- sentées en coupe verticale.
La fig. 2 est une vue fragmentaire à plus grande échel- le, similaire à la fig. 1 mais illustrant les parties omises sur cette dernière.
La fig. 3 est une vue fragmentaire en coupe transver- sale, avec des parties en élévation en bout et des parties brisée' prise suivant la ligne III-III de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue schématique illustrant le fonc- tionnement d'une calandre à glacer classique.
La fig. 5 est une vue schématique comparative illus- trant le fonctionnement d'une calandre à glacer selon l'inven- tion.
La calandre 10 comprend un bâti composé de paires de colonnes verticales avant et arrière 11 et de barres ou traver- ses supérieures avant et arrière 12 supportées par les colonnes.
Ces colonnes et ces barres supérieures forment des espaces 13, 14 et 15 pour le mécanisme des cylindres de la calandre. Les bâtis sont montés sur une base F et peuvent varier pour fournir le nombre désiré d'espaces ou de postes d'opération destinés à recevoir le nombre désiré de mécanismes de cylindres. Bien qu'on ait représenté trois de ces mécanismes, il est bien entendu que l'on peut en utiliser deux ou davantage.
Dans chaque espace 13,14 et 15 est montée une paire de châssis de support de cylindre 16 fixés à la base F. Ces châs- sis 16 supportent des logements de palier 17 portant à rotation des cylindres menés inférieurs 18. Chaque cylindre 18 est un cylindre métallique rigide ayant une surface périphérique très dure, de préférence en fonte coulée en coquille.
Comme représenté à la fig. 3, chaque cylindre 18 est
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entraîné par un arbre individuel 19 à partir d'une source d'éner- gie individuelle telle qu'un moteur électrique ( non représenté), ou un dispositif d'entraînement permettant une commande indé- pendante de la vitesse de chaque cylindre.
Un support de base à raclette 20 est monté entre cha- que paire de châssis avant et arrière 16 et porte à pivotement une raclette 21 agissant sur la périphérie du cylindre inférieur 18 adjacent.
Les colonnes 11 présentent sur leur longueur des voies ou chemins verticaux 11a tournés vers les espaces 13,14 et 15. Les voies ou chemins 11a supportent à coulissement des chariots 22. Des tiges filetées 23 pendent à travers des bos- sages, prévus sur les barres supérieures 12, dans les espaces 13, 14 et 15 en face des chariots 22. Des écrous 24 coopèrent avec les faces supérieures et inférieures des bossages prévus sur les barres 12, pour régler le niveau des tiges filetées par rapport aux barres 12. Des écrous 25 coopèrent avec les parties supérieures et inférieures de saillies prévues sur les chariots 22, et sont vissés sur les tiges 23 pour régler la hauteur des chariots dans les espaces 13,14 et 15.
Des bras de support 26 pour des cylindres de pression, sont montés à pivotement sur les chariots 22 et fournissent des logements 27 pour des paliers 28 ( fig. 3) supportant à rota- tion les axes de cylindres de pression 29. Un arbre menant 29a ( fig. 3) est prévu pour chaque cylindre de pression de façon que ces cylindres puissent être entraînés indépendamment et à toute vitesse désirée.
Comme il est le mieux montré à la fig. 3, les por- tions de logement de palier 27 des bras 26 ont chacune un flas- que cylindrique 27a entourant un axe du cylindre de pression 29 et supportant à rotation un support d'entourage 30. Chaque sup- port 30 présente des parties en saillie vers l'extérieur et diamétralement opposées, portant à leurs extrémités extérieures des brides de serrage de palier 31 en plusieurs pièces. Chaque
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bride de serrage de palier 31 comporte des mâchoires de ser- rage pivotant ensemble et destinées à être serrées étroitement autour d'un palier qui y est introduit, au moyen d'assemblages de serrage à boulon et écrou, comme on l'a représenté.
Les brides de serrage de palier 31 sont disposées de façon que le cylindre de pression 29 puisse agir directement sur un cylindre porté par la bride, sans interférence du support 30. Ainsi, les brides de serrage flottent sur un support 30 et sont chacune composées d'un bras de serrage 31a monté sur un pivot 32 porté par le support 30, et d'un arbre 31b monté à pivotement sur l'extrémité libre du bras 31a au moyen d'un pivot 33. Ce pivot 33, à son tour, est porté par une saillie 34 prévue sur une tige 35 qui est montée à pivotement sur le support 30, comme montré en 36. Des écrous 37 sont vissés sur la tige 35 pour maintenir la saillie 34 à l'extérieur du support 30. Un bloc de caoutchouc 38 prévu sur la tige 35 appuie contre l'autre extrémité de la saillie 34 et est maintenu sur la tige au moyen d'un éfrou 39.
Un boulon basculant 40 est pivoté sur une oreille prévue sur le support 30, au moyen d'un pivot 41, et un écrou 42 vissé sur le boulon basculant 40 pousse contre une rondelle à pointe 43 prévue sur le boulon pour tirer l'extrémité libre du bras de serrage 31b vers le pivot 41.
Des cylindres de calandrage 44, dont les périphéries sont recouvertes de papier ou de fibre comprimée, possèdent des axes saillant latéralement 44a avec des paliers 45 montés à leurs extrémités. Ces paliers 45 ont leur siège dans les brides de ser- rage 31 et sont maintenus dans celles-ci contre tout mouvement axial et rotatif. Les axes 44a tournent dans les paliers 45. Une paire de cylindres 44 est ainsi montée à rotation sur les côtés diamétralement opposés de chaque cylindre de pression 29, et en prise par la périphérie de façon telle que le cylindre de rechange est entraîné par le cylindre de pression 29 à la vitesse correcte pour venir en prise avec la nappe en mouvement traitée dans la machine, lorsqu'on désire remplacer le cylindre actif par le cy-
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lindre de rechange.
Les cylindres 44 sont retenus de façon amo- vible par les brides de serrage 31 montées sur les supports 30 qui peuvent basculer autour des flasques circulaires 27a des logements de palier 27.
Une bague d'engrenage 46 est boulonnée sur chaque support 30 et entoure le flasque de palier 27a. Des roues d'en- grenage 47 fixées sur des arbres 48, portés par les bras 26, engrènent avec les roues d'engrenage 46. Des roues d'engrenage supplémentaires 49 sont fixées aux arbres 48 à l'extérieur des bras 26, et engrènent avec les roues d'engrenage 50 montées sur un arbre transversal 51 porté par les bras 26. Un pignon 52 est calé sur l'arbre 51 et est entraîné par une chaire 53 à partir d'un pignon 54 mené par moteur. Le pignon 54 est mené par un moteur électrique 55 monté dans un carter 56 porté par le bras arrière 26. Le moteur est de préférence équipé d'un frein électrique qui bloquera la chaîne-Galle 53 contre tout mouvement chaque fois que le moteur est désamorcé.
L'excitation du moteur 55 entraînera la chaîne-Galle 53 pour faire tourner l'arbre 51, en faisant tourner de ce fait les arbres 48 par l'intermédiaire des roues d'engrenage en prise 50 et 49. Les arbres tournants 48 entraîneront les roues d'engrenage 47 pour faire tourner les bagues d'engrenage 46 et faire pivoter de ce fait les supports 30 autour des flasques circulaires 27a des logements de palier 27. Ceci fera pivoter les cylindres de calan- drage 44 autour du cylindre de pression 29 pour déplacer sélec- tivement les cylindres de calandrage 44 dans l'espace compris entre le cylindre inférieur 18 et le cylindre de pression 29.
Les brides de serrage de palier 31, qui se trouvent sur les côtés diamétralement opposés du cylindre de pression 29, placeront en position un cylindre 44 au sommet du cylindre 29, chaque fois que l'autre cylindre 44 se trouve dans l'espace compris entre les cylindres 18 et 29. Les brides de serrage de palier sont rapidement ouvertes de sorte que le cylindre 44 au sommet du cylindre 29 peut être enlevé et remplacé par un nouveau
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cylindre. Le cylindre 44 au sommet du cylindre 29 est un cylin- dre de rechange qui est rapidement amené en position de fonction- nement avec le cylindre inférieur 18 lors de l'excitation du moteur 55.
Chaque cylindre de calandrage 44 a, de préférence, une raclette 57 agissant sur lui pour en maintenir la périphérie à l'état propre. Les raclettes 57 sont montées sur des chariots oscillants supportés par des saillies 58 des bras 26.
Des bras d'application de pression 59 sont montés à pivotement sur les chariots 22 au-dessus des bras 26. Ces bras 59 sont, de préférence, incurvés pour être placés au-dessus des cylindres de rechange 44 au sommet des cylindres 29. L'extrémité libre de chaque bras 59 est accouplée à une tige filetée 60.
Chaque tige filetée 60 est suspendue à un boîtier à vis sans fin et engrenage 61 monté à pivotement sur un support B au-des- sus de la barre supérieure 12. Des moteurs M entraînent les vis sans fin ( non montrées) des boîtiers 61 pour faire tourner les engrenages ( non montrés) dans les boîtiers. Vu que chaque tige 60 est vissée dans une roue d'engrenage d'un boîtier 61, les moteurs M lèveront et abaisseront les tiges 60 et feront osciller ainsi les bras. Un moteur M est, de préférence, accouplé à la vis sans fin se trouvant dans les boîtiers 61 sur les côtés avant et arrière du bâti, de façon que les deux tiges 60 des bras 59 d'un ensemble de calandrage soient actionnées ensemble.
Un ressort à boudin 62 est placé entre chaque bras 26 portant un cylindre de pression et son bras de pression 59 de sorte qu'une pression vers le bas exercée sur les bras de pres- sion 59 comprimera le ressort 62 pour charger les bras de support de cylindre 26 et placer ainsi le cylindre de calandrage infé- rieur ou actif 44 en prise de pression de pinçage avec le cy- lindre inférieur 18. Une patte d'assemblage 63 lie ensemble les extrémités libres des bras 26 et 59, de telle sorte que les tiges 60 peuvent être tournées pour soulever les bras 59 et porter avec eux les bras 26 à travers les pattes 63. Cependant, les pattes
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d'assemblage 63 sont reliées avec jeu aux bras 26 de sorte qu'une pression exercée sur le ressort 62 sera transmise aux bras 26 et au cylindre de pression 29.
Ainsi, les extrémités inférieures des pattes d'assemblage 63 présenteront des fentes allongées 63a destinées à recevoir des broches 64 prévues sur les extrémités libres des bras 26. Lorsque les bras 59 soulè- vent suffisamment les pattes d'assemblage 63, les broches 64 viendront en prise avec le fond des fentes 63a, et les bras 26 seront basculés vers le haut pour déplacer le cylindre de pression 29 et le cylindre de calandrage inférieur 44 et les écarter du cylindre inférieur 18.
Vice versa, lorsque les ti- ges filetées 60 sont actionnées pour forcer les bras 59 vers le bas, le cylindre de calandrage inférieur 44 viendra en prise avec le cylindre 18 pour limiter un mouvement plus prononcé vers le bas de celui-ci, et la pression des ressorts 62, lors- qu'ils sont comprimés par les bras 59, sera transmise aux bras 26, au cylindre 29 et au cylindre de calandrage inférieur 44.
Les chapeaux de palier flottants 31 permettront au cylindre 29 de presser sur la périphérie du cylindre inférieur 44 et de solliciter la périphérie de ce cylindre vers le cylindre 18 sans interférence, vu que les rondelles de caoutchouc 38, pré- vues dans chaque chapeau de palier flottant, seront déformées pour permettre un mouvement rotatif entre le chapeau de palier et le bras de support 26.
De cette manière, le cylindre 29 agit comme un cylindre de pression ou un cylindre de soutien pour le cylindre de calandrage actif 44, et vient en prise avec ce der- hier sur toute sa longueur pour créer une pression de pinçage uniforme entre le cylindre le et le cylindre inférieur 44. le
Comme on l'a/ mieux représenté à la fig.
1, un rouleau de guidage 65 est monté près de chaque cylindre inférieur 18 et une nappe de papier W passe sous chaque rouleau de guidage, et de là sur la partie supérieure du cylindre inférieur 18. Les rouleaux de guidage ont ainsi pour effet que la nappe de papier W s'enroule partiellement autour des cylindres inférieurs 18
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et circule sur ces cylindres par la zone de pinçage de chaque assemblage de glaçage. Les rouleaux de guidage 65 sont, de pré- férence, creux pour recevoir un fluide de chauffage ou de re- froidissement permettant de régler la température de la nappe W avant qu'elle ne passe par la phase de pinçage suivante.
Ainsi, si on le désire, un réfrigérant peut s'écouler à travers les rouleaux de guidage creux 65 pour refroidir le papier ou une autre matière en nappe et, de ce fait, aider à maintenir une température de pinçage froide. Vice versa, de la vapeur d'eau ou un autre fluide de chauffage peut s'écouler à travers les rouleaux de guidage creux 65 pour chauffer la nappe avant qu'elle ne passe par les phases de pinçage.
Des tuyaux-douches 66 s'étendent transversalement sur les faces supérieure et inférieure de la nappe W en relation espacée par rapport à celle-ci, et sont conçus pour chasser des jets de vapeur, d'eau ou d'un fluide analogue pour conditionner la nappe avant qu'elle ne passe par les phases de pinçage de la calandre à glacer. Dans beaucoup de cas, il est désirable d'humi- difier la nappe de façon à soumettre une surface humide au pin- çage de la calandre à glacer.
La nappe W peut être reçue dans la première calandre à glacer en venant directement de la section de séchage d'une ma- chine à papier, et passera alors sous le premier rouleau de guidage 65 et de là, par la première étape de rinçage du premier assemblage de glaçage. La nappe passera ensuite successivement par les phases de pinçage des assemblages de glaçage suivants, et passera finalement sous un rouleau de guidage 67 en direction d'un bobinoir ou d'un appareil d'enroulement. Toute tension de la nappe, due aux traitements de pinçage par pression, est com- pensée en entraînant les cylindres suivants de manière plus ra- pide pour maintenir sur la nappe la tension d'étirage désirée.
Evidemment, il doit être entendu que les calandres à glacer selon l'invention peuvent être utilisées comme équipements d'apprêtage et que la matière en nappe peut venir d'un rouleau
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bobiné au lieu de sortir directement de la machine à papier.
La calandre à glacer, cependant, peut traiter de façon conti- nue une matière en nappe venant directement d'une machine à papier pour alimenter de façon continue un bobinoir ou un ap- pareil d'enroulement avec du papier apprêté. Si, pendant le fonctionnement de la calandre, l'un quelconque des cylindres de fibre actifs 44, entraînés par cylindres de pression, vient à être endommagé, il est simplement nécessaire d'actionner un moteur M pour soulever le cylindre 44 hors de prise de pression d'avec le cylindre inférieur 18, et d'actionner ensuite le mo- teur 55 pour basculer en position active le cylindre de rechan- ge entraîné par cylindre de pression. Le moteur M est ensuite actionné en sens inverse pour placer le cylindre de rechange en relation de pression active avec le cylindre inférieur 18.
Ce remplacement d'un cylindre endommagé ne nécessite donc qu'un temps très court et le mouvement de la matière en nappe n'est pas gêné pendant la permutation. Vu que les autres assemblages de calandrage restent actifs pendant le changement opéré dans l'un des assemblages, on obtiendra toujours une bonne surface apprêtée.
Dans l'illustration schématique de la fig. 4, on a illustré une colonne de calandrage classique composée de cylin- dres à surface dure 18' et de cylindres de papier ou à surface de fibre 44' qui sont alternés en alignement vertical superpo- sé. Une nappe de papier W pénètre par le sommet de la colonne et sort par le bas de celle-ci après être passée autour des cylindres en suivant un trajet en serpentin. Sous l'action des pressions élevées d'une calandre de glaçage, les cylindres de fibre ou les cylindres de papier 44' seront aplatis ou renfon- cés à l'endroit des pinçages. Un des cylindres de fibre 44' coopère avec deux cylindres à surface dure adjacents pour fournir deux zones de pinçage recevant successivement la nappe de papier.
Les rayons des cylindres aux points de pinçage, sont désignés par les notations de référence R. Cependant, la partie des cylin-
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dres 44' qui n'est pas soumise à la pression de pinçage, aura un rayon R' plus grand de sorte que la vitesse périphérique de chaque cylindre 44' est plus faible à l'endroit des pinçages qu'à sa partie qui est espacée des pinçages. D'autre part, la nappe de papier W' passe successivement entre deux pinçages de chaque cylindre 44' et est enroulée autour du cylindre entre les pinçages.
La différence dans les vitesses périphériques des cylindres 44' provoquée par la différence existant entre les rayons R et R', provoque à chaque pinçage une déformation importante, due à la traction, sur la nappe W. Ainsi, la nappe W est maintenue à une vitesse relativement faible au cours du premier pinçage, et est ensuite étirée lorsqu'elle passe autour du cylindre 44'.Naturellement, le cylindre glissera quelque peu par rapport à la nappe mais, comme la nappe doit reposer étroitement sur le cylindre pour obtenir un bon apprêt, un effort important sera exercé sur la nappe.
La nappe se déplaçant rapidement autour de la partie de rayon R' du cylindre, est en- suite ralentie à la phase de pinçage suivante où le rayon est réduit à R et la tension enlevée de la nappe, et, si celle-ci est étirée, elle tendra à s'empiler à cette phase de pinçage.
Si l'on analyse la colonne de calandrage classique, on verra qu'il se présente des difficultés de fonctionnement considéra- bles et que la nappe de papier est soumise alternativement à des conditions d'étirage et d'empilage qui empêchent sur le papier la production d'une surface apprêtée de manière uniforme.
On verra également que le remplacement d'un cylindre de fibre ou de papier endommagé 44' dans la colonne verticale s'avère très difficile et requiert l'arrêt de la machine.
Sur la vue schématique de la fig. 5, on a illustré l'assemblage de glaçage selon l'invention, et on remarquera que la nappe W n'entoure pas le cylindre de fibre ou de papier aplati 44 et n'est par conséquent pas soumise aux conditions d'étirage et d'empilage rencontrées par la nappe W' dans la calandre clas- sique. La nappe W recouvre seulement le cylindre inférieur 18 et
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est portée par celui-ci à travers l'unique zone de pinçage de l'assemblage. Etant donné que l'assemblage est, bien entendu, suivi en tandem par d'autres assemblages du même type, la nappe peut recevoir autant de traitements de pinçage que dans la co- lonne verticale et n'être jamais soumise aux conditions indési- rables rencontrées dans une colonne verticale.
L'état aplati des cylindres 44 et 44', dans les vues schématiques des fig. 4 et 5, est quelque peu exagéré par rap- port aux conditions de fonctionnement réel, mais lesdites vues ont simplement pour but d'illustrer les conditions effectivement rencontrées dans le fonctionnement de la colonne de cylindres de glaçage classique et dans celui de l'assemblage de glaçage selon l'invention.
REVENDICATIONS .
1. Une calandre comprenant un certain nombre de cylin- dres disposés en série, un cylindre de calandrage séparé en rela- tion de pinçage par pression avec chacun desdits cylindres, et des rouleaux de guidage pour guider une nappe pour la faire passer successivement par les zones de pinçage desdits cylin- dres, et pour empêcher la nappe de s'enrouler autour des cylin- dres de calandrage.
2. Une calandre selon la revendication 1, dans laquelle les cylindres disposés en série sont des cylindres menés, et où chaque cylindre de calandrage séparé est disposé pour être en- traîné par la zone de pinçage à partir du cylindre mené adja- cent.
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"Improvements made or relating to calenders".
The present invention relates to calenders for processing web materials such as paper.
Specifically, the invention relates to a tandem-mounted icing calender, receiving the nostril material successively through separate individual nip areas, each delimited by different rolls comprising tiltably mounted rolls which can be replaced without stopping the flow. machine.
The present invention provides a calender comprising a number of cylinders arranged in tandem * a separate calender cylinder mounted in a nar-pressure clamping relationship.
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with each of said rolls, and means for causing a web to pass successively through the nicking zones of said cylinders without the web winding around the calendering rolls.
Icing calenders have heretofore consisted of a vertical column of hard shell cast iron rolls, alternated with rolls of "paper" or compressed fiber. The vertical column cylinders must be kept in exact vertical alignment, and any wear in the cylinder bearings allows misalignment, which results in uneven clamping pressures along the length of the cylinders. Complicated domed contours for the cylinders are also needed to compensate for cylinder deflection and pressure on the Dallera of the cylinders at the ends thereof. The web, eg, paper, passes through this column type icing calender following a serpentine path to travel through the nip areas formed between the adjacent rolls.
Since "paper" cylinders are softer than metal cylinders, they usually flatten out and the web of paper passing around each paper cylinder is subjected to a stretching action which frequently results in tearing. and tear off the paper. The stretched paper then tends to pile up in the next nip area, and the primer imparted to the paper during the previous nip operation is destroyed. Any treatment given to a web in a conventional icing calender is, therefore, definitely limited to the degree of stretching of the web.
In many cases, repeated processing of the paper in a series of nip areas of a conventional icing calender, therefore, produces a poorer quality finish than that obtained by a single pass through the first. -phase of clamping the grille. In addition, any damage to the cylinders of
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classic icing calender paper, requires a complete stop of the machine to replace the affected cylinder with a new one.
The present invention provides an icing calender composed of a series of cylinders forming nip zones, arranged in tandem and successively receiving the sheet of paper through these nip zones. The paper web is not wrapped around a calendering cylinder and therefore is not subjected to the repeated stretching action previously encountered in conventional icing calenders which was due to the flattening of the paper cylinders. The tandem arrangement of the rolls forming the clamping zones makes it possible to drive successive rolls at any desired speed with respect to the preceding rolls, thereby making up changes in the length of the web and eliminating any limitation. the treatment of the web, which would be due to stretching.
If desired, the web can be moistened before passing through each nip area without any limitation due to stretching of the sheet so that the stretching tension thereof between nips is easily adjusted. The invention also provides an arrangement for quickly replacing damaged paper cylinders without having to stop the machine. This arrangement includes a tilting mount carrying a plurality of paper cylinders including the active cylinder and a spare cylinder around a drive or support cylinder. The replacement cylinder can easily be switched to the active position while being driven at the correct surface speed to replace the active active cylinder, without stopping operations, whenever the cylinder is damaged.
The damaged active cylinder is tilted into a suitable position where it can be replaced with a new spare cylinder.
Since damaged paper cylinders can be replaced without stopping the machine, this invention makes possible
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to use an icing calender at the exit of a papermaking machine to continuously receive paper exiting the machine and to continuously feed the glossy paper to a winder. Heretofore, icing calenders have not been coupled directly to a papermaking machine since the replacement of damaged paper rolls in the calendering column required shutdown of the entire equipment.
Icing calenders according to this invention comprise a series of driven lower rigid rolls arranged in spaced parallel relationship. Each of these cylinders is driven by a source of energy such as an electric motor, or by any other drive device which allows selective control of the actuation speeds. Each lower cylinder has a rigid pressure cylinder spaced therefrom and superimposed on it. A pair of paper cylinders are tiltably mounted to rotate around the periphery of each pressure cylinder, and can be selectively tilted to snap into engagement with the lower cylinder.
Adjustable pressures are exerted on each pressure cylinder to provide the desired nip pressure between each lower cylinder and its associated working paper cylinder. The web material, for example paper, has passed through the nip successively but does not wrap around the paper cylinders. The lower rolls are driven at speeds which maintain a desired tension on the web material and compensate for any stretching exerted on the material as it passes through the previous nip area.
Therefore, one of the objects of the invention is to provide a calender for web materials, having a series of nip areas arranged in tandem and formed by pairs of separate rolls, which are controlled independently.
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Another object of the invention is to provide an icing calender mounted in tandem and for continuously receiving paper directly from a papermaking machine, and for continuously delivering glossy paper to a paper maker. winding device.
Another object of the invention is to provide an arrangement of driven pressure application cylinders, for the active and spare paper cylinders of a calender, which allows rapid replacement of an active paper cylinder by. a rotating spare cylinder driven at the correct speed to engage a moving web passing through the calender.
It is still another object of the invention to provide an icing calender having paper or fiber cylinders which are not covered by the treated web material and which, therefore, cannot stretch and relax. alternately the web material even when the rolls are flattened by high pressures.
Yet another object of this invention is to provide a calender having an arrangement of active and spare calender rolls which minimizes the time required for replacement of a damaged cylinder.
It is a specific object of this invention to provide a calender having a lower rigid cylinder, a pressure cylinder spaced apart therefrom, and a series of calender cylinders pivotable about the periphery of the pressure cylinder. to be selectively placed in a press-clamp relationship with the lower cylinder.
Another object of this invention is to provide an icing calender having a series of nip areas which are independently adjusted and controlled.
Still other objects of this invention will become apparent to those skilled in the art on reading the detailed description given below and the accompanying drawings which illustrate-
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There is, by way of preferred example only, one embodiment of the invention.
Fig. 1 is a side elevational view of an ice cream maker according to this invention, parts having been omitted and the connecting parts of the parts omitted being shown in vertical section.
Fig. 2 is a fragmentary view on a larger scale, similar to FIG. 1 but illustrating the parts omitted on the latter.
Fig. 3 is a fragmentary cross-sectional view, with parts in end elevation and parts broken away, taken along the line III-III of FIG. 1.
Fig. 4 is a schematic view illustrating the operation of a conventional icing calender.
Fig. 5 is a comparative schematic view illustrating the operation of an icing calender according to the invention.
The calender 10 comprises a frame composed of pairs of front and rear vertical columns 11 and of front and rear upper bars or cross beams 12 supported by the columns.
These columns and upper bars form spaces 13, 14 and 15 for the cylinder mechanism of the calender. The frames are mounted on a base F and may vary to provide the desired number of spaces or operating stations to accommodate the desired number of cylinder mechanisms. Although three of these mechanisms have been shown, it is understood that two or more can be used.
In each space 13, 14 and 15 is mounted a pair of cylinder support frames 16 fixed to the base F. These frames 16 support bearing housings 17 bearing in rotation lower driven cylinders 18. Each cylinder 18 is a rigid metal cylinder having a very hard peripheral surface, preferably of shell cast iron.
As shown in fig. 3, each cylinder 18 is
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driven by an individual shaft 19 from an individual power source such as an electric motor (not shown), or a drive device allowing independent control of the speed of each cylinder.
A squeegee base support 20 is mounted between each pair of front and rear frames 16 and pivotally carries a squeegee 21 acting on the periphery of the adjacent lower cylinder 18.
The columns 11 have over their length vertical tracks or paths 11a facing the spaces 13, 14 and 15. The tracks or paths 11a slide in support of the carriages 22. Threaded rods 23 hang through bumps, provided on the upper bars 12, in the spaces 13, 14 and 15 opposite the carriages 22. Nuts 24 cooperate with the upper and lower faces of the bosses provided on the bars 12, to adjust the level of the threaded rods relative to the bars 12. nuts 25 cooperate with the upper and lower parts of projections provided on the carriages 22, and are screwed on the rods 23 to adjust the height of the carriages in the spaces 13, 14 and 15.
Support arms 26 for pressure cylinders are pivotally mounted on the carriages 22 and provide housings 27 for bearings 28 (Fig. 3) rotatably supporting the pressure cylinder axles 29. A drive shaft 29a (fig. 3) is provided for each pressure cylinder so that these cylinders can be driven independently and at any desired speed.
As best shown in fig. 3, the bearing housing portions 27 of the arms 26 each have a cylindrical flange 27a surrounding an axis of the pressure cylinder 29 and rotatably supporting a surrounding support 30. Each support 30 has shaped portions. protruding outwardly and diametrically opposed, carrying at their outer ends bearing clamps 31 in several pieces. Each
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Bearing clamp 31 has clamping jaws pivoting together and intended to be clamped tightly around a bearing inserted therein by means of bolt and nut clamping assemblies as shown.
The bearing clamps 31 are arranged so that the pressure cylinder 29 can act directly on a cylinder carried by the flange, without interference from the support 30. Thus, the clamps float on a support 30 and are each composed of 'a clamping arm 31a mounted on a pivot 32 carried by the support 30, and a shaft 31b pivotally mounted on the free end of the arm 31a by means of a pivot 33. This pivot 33, in turn, is carried by a projection 34 provided on a rod 35 which is pivotally mounted on the support 30, as shown at 36. Nuts 37 are screwed on the rod 35 to hold the projection 34 outside the support 30. A block 38 provided on the rod 35 bears against the other end of the projection 34 and is held on the rod by means of a chuck 39.
A rocking bolt 40 is pivoted on an ear provided on the support 30, by means of a pivot 41, and a nut 42 screwed on the rocking bolt 40 pushes against a pointed washer 43 provided on the bolt to pull the free end. from the clamping arm 31b to the pivot 41.
Calendering rolls 44, the peripheries of which are covered with paper or compressed fiber, have laterally projecting pins 44a with bearings 45 mounted at their ends. These bearings 45 have their seat in the clamping flanges 31 and are held therein against any axial and rotary movement. Axles 44a rotate in bearings 45. A pair of cylinders 44 is thus rotatably mounted on diametrically opposed sides of each pressure cylinder 29, and peripherally engaged such that the spare cylinder is driven by the cylinder. pressure 29 at the correct speed to engage with the moving web treated in the machine, when it is desired to replace the active cylinder with the cy-
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spare liner.
The cylinders 44 are removably retained by the clamps 31 mounted on the supports 30 which can swing around the circular flanges 27a of the bearing housings 27.
A gear ring 46 is bolted to each support 30 and surrounds the bearing flange 27a. Gear wheels 47 attached to shafts 48, carried by arms 26, mesh with gear wheels 46. Additional gear wheels 49 are attached to shafts 48 outside of arms 26, and mesh with the gear wheels 50 mounted on a transverse shaft 51 carried by the arms 26. A pinion 52 is wedged on the shaft 51 and is driven by a pulley 53 from a pinion 54 driven by the motor. The pinion 54 is driven by an electric motor 55 mounted in a housing 56 carried by the rear arm 26. The motor is preferably equipped with an electric brake which will block the chain-Galle 53 against any movement each time the motor is deactivated. .
Energizing the motor 55 will drive the chain-Galle 53 to rotate the shaft 51, thereby rotating the shafts 48 through the engaged gear wheels 50 and 49. The rotating shafts 48 will drive the shafts. gears 47 to rotate the gear rings 46 and thereby rotate the brackets 30 around the circular flanges 27a of the bearing housings 27. This will rotate the calender rolls 44 around the pressure cylinder 29 to selectively move the calendering rolls 44 in the space between the lower roll 18 and the pressure roll 29.
Bearing clamps 31, which are on diametrically opposed sides of pressure cylinder 29, will position one cylinder 44 on top of cylinder 29, whenever the other cylinder 44 is in the space between cylinders 18 and 29. The bearing clamps are quickly opened so that cylinder 44 at the top of cylinder 29 can be removed and replaced with a new one.
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cylinder. Cylinder 44 at the top of cylinder 29 is a spare cylinder which is rapidly brought into operating position with lower cylinder 18 upon energization of engine 55.
Each calendering roll 44 preferably has a squeegee 57 acting on it to maintain its periphery in a clean state. The scrapers 57 are mounted on oscillating carriages supported by projections 58 of the arms 26.
Pressure application arms 59 are pivotally mounted on the carriages 22 above the arms 26. These arms 59 are preferably curved to be placed above the spare rolls 44 at the top of the rolls 29. L 'free end of each arm 59 is coupled to a threaded rod 60.
Each threaded rod 60 is suspended from a worm gear housing 61 pivotally mounted on a bracket B above the top bar 12. M motors drive the worms (not shown) of the housings 61 to rotate the gears (not shown) in the housings. Since each rod 60 is screwed into a gear wheel of a housing 61, the M motors will raise and lower the rods 60 and thereby oscillate the arms. A motor M is preferably coupled to the worm in the housings 61 on the front and rear sides of the frame, so that the two rods 60 of the arms 59 of a calendering assembly are actuated together.
A coil spring 62 is placed between each arm 26 carrying a pressure cylinder and its pressure arm 59 so that downward pressure exerted on the pressure arms 59 will compress the spring 62 to load the support arms. cylinder 26 and thus place the lower or active calendering cylinder 44 in clamping pressure take-off with the lower cylinder 18. An assembly tab 63 binds together the free ends of the arms 26 and 59, in such a way that the rods 60 can be rotated to lift the arms 59 and carry with them the arms 26 through the legs 63. However, the legs
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assembly 63 are connected with play to the arms 26 so that a pressure exerted on the spring 62 will be transmitted to the arms 26 and to the pressure cylinder 29.
Thus, the lower ends of the assembly tabs 63 will have elongated slots 63a intended to receive pins 64 provided on the free ends of the arms 26. When the arms 59 sufficiently lift the assembly tabs 63, the pins 64 will come up. engaged with the bottom of the slots 63a, and the arms 26 will be tilted upward to move the pressure cylinder 29 and the lower calendering cylinder 44 away from the lower cylinder 18.
Vice versa, when the threaded rods 60 are actuated to force the arms 59 downward, the lower calendering roll 44 will engage with the roll 18 to limit more pronounced downward movement thereof, and the The pressure of the springs 62, when compressed by the arms 59, will be transmitted to the arms 26, the cylinder 29 and the lower calendering cylinder 44.
The floating bearing caps 31 will allow the cylinder 29 to press on the periphery of the lower cylinder 44 and urge the periphery of this cylinder towards the cylinder 18 without interference, as the rubber washers 38, provided in each bearing cap floating, will be deformed to allow rotational movement between the bearing cap and the support arm 26.
In this way, cylinder 29 acts as a pressure cylinder or back-up cylinder for the active calendering cylinder 44, and engages it along its entire length to create a uniform clamping pressure between the cylinder and the lower cylinder 44. the
As was / better represented in FIG.
1, a guide roller 65 is mounted near each lower cylinder 18 and a paper web W passes under each guide roller, and from there over the upper part of the lower cylinder 18. The guide rollers thus have the effect that the paper web W wraps partially around the lower rollers 18
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and circulates on these cylinders through the clamping zone of each icing assembly. The guide rollers 65 are preferably hollow to receive a heating or cooling fluid making it possible to adjust the temperature of the web W before it goes through the next clamping phase.
Thus, if desired, coolant can flow through the hollow guide rollers 65 to cool the paper or other web material and thereby help maintain a cold nip temperature. Vice versa, water vapor or other heating fluid can flow through the hollow guide rollers 65 to heat the web before it goes through the pinching phases.
Shower hoses 66 extend transversely over the top and bottom faces of the web W in spaced relation thereto, and are designed to expel jets of steam, water or the like for conditioning. the tablecloth before it goes through the pinching phases of the icing calender. In many cases, it is desirable to moisten the web so as to subject a wet surface to the squeezing of the icing calender.
Web W may be received in the first icing calender coming directly from the drying section of a paper machine, and will then pass under the first guide roll 65 and from there to the first rinsing step of the paper machine. first glaze assembly. The web will then pass successively through the clamping phases of the following icing assemblies, and will finally pass under a guide roller 67 in the direction of a winder or a winding device. Any tension in the web, due to the pressure nip treatments, is compensated for by driving subsequent rolls more rapidly to maintain the desired draw tension on the web.
Obviously, it should be understood that the icing calenders according to the invention can be used as finishing equipment and that the web material can come from a roll.
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wound instead of coming straight out of the paper machine.
The icing calender, however, can continuously process web material directly from a papermaking machine to continuously feed a winder or take-up apparatus with finished paper. If, during operation of the calender, any of the active fiber cylinders 44, driven by pressure cylinders, becomes damaged, it is simply necessary to operate a motor M to lift the cylinder 44 out of the socket. pressure with the lower cylinder 18, and then actuate the motor 55 to switch to the active position the replacement cylinder driven by the pressure cylinder. The motor M is then actuated in the opposite direction to place the spare cylinder in an active pressure relationship with the lower cylinder 18.
This replacement of a damaged cylinder therefore requires only a very short time and the movement of the sheet material is not hampered during the changeover. Since the other calendering assemblies remain active during a change in one of the assemblies, a good primed surface will always be obtained.
In the schematic illustration of fig. 4, there is illustrated a conventional calendering column composed of hard surface rolls 18 'and paper or fiber surface rolls 44' which are alternated in vertical alignment on top of each other. A sheet of paper W enters through the top of the column and exits from the bottom of the latter after having passed around the cylinders following a serpentine path. Under the action of the high pressures of an icing calender, the fiber cylinders or paper cylinders 44 'will be flattened or recessed at the pinches. One of the fiber cylinders 44 'cooperates with two adjacent hard surface cylinders to provide two nip areas successively receiving the paper web.
The radii of the cylinders at the clamping points are designated by the reference notations R. However, the part of the cylinders
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dres 44 'which is not subjected to the clamping pressure, will have a greater radius R' so that the peripheral speed of each cylinder 44 'is lower at the place of the clamps than at its part which is spaced pinching. On the other hand, the sheet of paper W 'passes successively between two pinches of each cylinder 44' and is wound around the cylinder between the pinches.
The difference in the peripheral speeds of the rolls 44 ′ caused by the difference existing between the radii R and R ′, causes at each clamping a significant deformation, due to traction, on the web W. Thus, the web W is maintained at a relatively low speed during the first pinch, and is then stretched as it passes around cylinder 44 '. Naturally, the cylinder will slide somewhat relative to the web but, as the web must rest tightly on the cylinder to get a good fit. primer, a significant force will be exerted on the tablecloth.
The web moving rapidly around the radius portion R 'of the cylinder, is then slowed down in the next clamping phase where the radius is reduced to R and the tension removed from the web, and, if the web is stretched , it will tend to pile up during this pinching phase.
If we analyze the conventional calendering column, it will be seen that there are considerable operational difficulties and that the paper web is subjected alternately to stretching and stacking conditions which prevent the paper from spreading. producing a uniformly primed surface.
It will also be seen that the replacement of a damaged fiber or paper cylinder 44 'in the vertical column proves to be very difficult and requires stopping the machine.
In the schematic view of FIG. 5, the icing assembly according to the invention has been illustrated, and it will be appreciated that the web W does not surround the roll of flattened fiber or paper 44 and is therefore not subjected to the conditions of stretching and drying. 'stacking encountered by the web W' in the classic calender. The web W covers only the lower cylinder 18 and
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is carried by the latter through the single clamping zone of the assembly. Since the assembly is, of course, followed in tandem by other assemblies of the same type, the web can receive as many pinching treatments as in the vertical column and never be subjected to the undesirable conditions. encountered in a vertical column.
The flattened state of cylinders 44 and 44 ', in the schematic views of FIGS. 4 and 5, is somewhat exaggerated with respect to the actual operating conditions, but the said views are merely intended to illustrate the conditions actually encountered in the operation of the conventional icing cylinder column and in that of the assembly. icing according to the invention.
CLAIMS.
1. A calender comprising a number of cylinders arranged in series, a separate calender cylinder in press-clamping relation with each of said cylinders, and guide rollers for guiding a web to pass it successively through them. gripping areas of said rolls, and to prevent the web from wrapping around the calendering rolls.
2. A calender according to claim 1, wherein the rolls arranged in series are driven rolls, and each separate calendering roll is arranged to be dragged through the nip from the adjacent driven roll.