DE10102094C1 - Verfahren zum Betreiben eines Kalanders und Kalander - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Kalanders mit einem Walzenstapel aus mehreren in Pressenrichtung übereinander angeordneten Walzen angegeben, von denen mindestens eine als beheizte Walze (2-4) und mindestens zwei als weiche Walzen (5-8) mit einem Kunststoffbelag (9) ausgebildet sind, bei dem man eine Materialbahn durch geschlossene Nips (12-17), die zwischen einander benachbarten Walzen ausgebildet sind, führt und man in vorbestimmten Situationen durch Öffnen der Nips (12-17) in Pressenrichtung (11) jeweils einen Abstand zwischen benachbarten Walzen erzeugt. Ferner wird ein derartiger Kalander angegeben. DOLLAR A Man möchte die Barringbildung verringern können. DOLLAR A Hierzu verringert man in allen weichen Nips (12-17) zwischen einer weichen und einer beheizten Walze eine thermische Kopplung zwischen den beiden Walzen stärker als durch Erzeugen des Abstands in Pressenrichtung (11). In jedem weichen Nip (12-17) ist eine Walze (5-8) in eine Ausschubvorrichtung (20-23) auf und eine Steuereinrichtung (24) vorgesehen, mit der in allen weichen Nips (12-17) gleichzeitig eine der Walzen (5-8) in Ausfuhrstellung (5'-8') haltbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben ei­ nes Kalanders mit einem Walzenstapel aus mehreren in Pressenrichtung übereinander angeordneten Walzen, von denen mindestens eine als beheizte Walze und mindestens zwei als weiche Walzen mit einem Kunststoffbelag ausge­ bildet sind, bei dem man eine Materialbahn durch ge­ schlossene Nips, die zwischen einander benachbarten Walzen ausgebildet sind, führt und man in vorbestimmten Situationen durch Öffnen der Nips in Pressenrichtung jeweils einen Abstand zwischen benachbarten Walzen er­ zeugt. Ferner betrifft die Erfindung einen Kalander.

Ein derartiges Verfahren und ein Kalander sind aus DE 199 04 451 A1 bekannt. Der Kalander weist einen Wal­ zenstapel mit mehreren in Pressenrichtung übereinander angeordneten Walzen auf. Die Endwalzen und drei Mittel­ walzen sind als weiche Walzen mit einem elastischen Be­ zug ausgebildet, während die übrigen Walzen als harte Walzen ausgebildet sind, die beheizt sind. Von den un­ teren fünf Mittelwalzen weist jede zweite eine Walzen- Ausschubvorrichtung auf, mit der die Walzen senkrecht zur Pressenebene verlagert werden können, um die Nips, die zwischen den Walzen gebildet sind, zu öffnen. Durch die Querverlagerung der Walzen können die Nips schnel­ ler geöffnet werden, als dies mit einer Absenkbewegung in Pressenrichtung möglich wäre.

Derartige Kalander werden verwendet, um eine Material­ bahn, insbesondere eine Papierbahn, zu satinieren. Zu diesem Zweck wird die Papierbahn durch die Nips des Walzenstapels geführt. Wenn die Nips geschlossen sind, was nach einem Aufführvorgang der Fall ist, wird die Papierbahn mit Druck und mit erhöhter Temperatur beauf­ schlagt. Hierbei wird die Papierbahn zum einen verdich­ tet. Zum anderen soll auch die Oberflächenqualität der Papierbahn verbessert werden. Hierzu werden in der Re­ gel sogenannte weiche Nips verwendet, d. h. Nips oder Walzenspalte, die durch eine harte Walze und eine wei­ che Walze, d. h. eine Walze mit einer elastischen oder nachgiebigen Oberfläche, gebildet werden. Hierbei kann die harte Walze beheizt werden.

Beim Betrieb eines derartigen Kalanders ist es gele­ gentlich erforderlich, die Nips zu öffnen, beispiels­ weise um eine Walze auszutauschen. Hierbei möchte man die Spalthöhen der geöffneten Nips nicht zu groß ma­ chen, weil man andererseits beim Schnelltrennen kleine Wege haben möchte. Ein derartiges Schnelltrennen ist in manchen Notfällen erforderlich, beispielsweise beim Ab­ riß der Papierbahn.

Man kann nun beobachten, daß nach einem Walzenwechsel gelegentlich Barrings auftreten, d. h. Querstreifen auf der satinierten Papierbahn, die sich periodisch wieder­ holen. Derartige Barringbildung führt, sobald die Quer­ streifen sichtbar sind, zu Ausschuß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Barring­ bildung zu verringern.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge­ nannten Art dadurch gelöst, daß man in allen weichen Nips zwischen einer weichen und einer beheizten Walze eine thermische Kopplung zwischen den beiden Walzen stärker verringert als durch Erzeugen des Abstands in Pressenrichtung.

Man führt die Barringbildung also unter anderem darauf zurück, daß sich die nicht am Walzenwechsel beteiligten Walzen beim Stillstand des Kalanders verändern, insbe­ sondere die weichen Walzen. Diese Veränderung wird dar­ auf zurückgeführt, daß die beheizten Walzen beim Still­ stand Wärme an den Kunststoffbelag der weichen Walze abgeben, was unter ungünstigen Umständen zu einer Ver­ formung des Belages führen kann. Hierbei ist es nicht einmal erforderlich, daß der Belag schmilzt. Man vermu­ tet, daß bereits eine gewisse Erweichung auf einem Teil des Umfangs zu Störungen führen kann, die sich später als Barrings auswirken. Im Gegensatz zu den früher ver­ wendeten Papierwalzen, die aufgrund ihrer Markierungs­ empfindlichkeit eine relativ große Abdrehreserve hatten (im Durchschnitt betrug die Spalthöhe etwa 40 mm) und die deswegen beim Trennen auf einen relativ großen Ab­ stand zu der beheizten Nachbarwalze aufwiesen, entste­ hen beim Öffnen eines Walzenstapels, bei dem die wei­ chen Walzen mit einem Kunststoffbelag versehen sind, in der Regel allenfalls 10 mm große Spalte. Erschwerend kommt hinzu, daß man bei der Verwendung von weichen Walzen mit Kunststoffbelägen wesentlich höhere Oberflä­ chentemperaturen der beheizten Walzen verwenden kann als bei Papierwalzen. Die hohe Temperatur bewirkt in Verbindung mit der kurzen Entfernung zwischen der be­ heizten und der weichen Walze eine relativ große ther­ mische Kopplung. Wenn man nun diese thermische Kopp­ lung, also den Einfluß der beheizten Walzen auf die weiche Walze, verringert, ergeben sich weniger Störun­ gen bei der nachfolgenden Wiederaufnahme des Betriebs. Damit läßt sich die Barringbildung verringern.

Bevorzugterweise verringert man die thermische Kopplung nur dann, wenn ein Stillstand des Kalanders über mehr als eine vorbestimmte Zeitdauer zu erwarten ist. Damit trägt man der Tatsache Rechnung, daß eine thermische Beeinflussung der weichen durch die beheizten Walze nur dann schädlich ist, wenn sie über einen vorbestimmten Zeitraum hinaus andauert. Für viele Fälle kann man sich also das Verringern der thermischen Kopplung sparen. Man kann eine Liste von typischen Situationen erzeugen, in denen man die thermische Kopplung verringern sollte, beispielsweise den Wechsel einer Walze. Wenn hingegen nur die Papierbahn neu aufgeführt werden muß, ist das Verringern der thermischen Kopplung in der Regel nicht erforderlich.

Vorzugsweise verringert man die thermische Kopplung nach dem Öffnen der Nips. Man kann sich also beim Be­ trieb darauf beschränken, immer nur eine Aktion zu ei­ ner Zeit durchzuführen. Damit vereinfacht man die Steuerung.

Vorzugsweise bewegt man zur Verringerung der thermi­ schen Kopplung in allen weichen Nips eine der beiden die weichen Nips bildenden Walzen seitlich zur Pressen­ richtung aus dem Walzenstapel heraus. Während es bis­ lang bekannt war, nur die auszutauschenden Walze aus dem Walzenstapel herauszubewegen, sorgt man nun beim Austausch einer Walze dafür, daß mehrere Walzen aus dem Walzenstapel heraus bewegt werden und zwar pro weichem Nip eine der beiden den Nip bildenden Walzen. Damit läßt sich die Entfernung zwischen der beheizten Walze und der weichen Walze soweit vergrößern, daß die ther­ mische Kopplung auf einen ausreichend niedrigen Wert verringert worden ist. Hierbei ist es möglich, die her­ ausbewegten Walzen bis in eine Ausbauposition zu verla­ gern, in der sie von einem Hallenkran ergriffen werden könnten. Eine derartige Position ist in den meisten Fällen ohnehin vorhanden. Es ist aber auch möglich, ei­ ne näher am Walzenstapel angeordnete Ruheposition vor­ zusehen, in die die nicht auszutauschenden Walzen beim Walzenwechsel bewegt werden, solange die thermische Kopplung klein genug bleibt.

Vorzugsweise bewegt man die Walzen senkrecht zu ihren Achsen aus dem Walzenstapel heraus. Dies hält die Strecken kurz, über die die Walzen bewegt werden.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß man die weichen Walzen bewegt. Die weichen Walzen haben in der Regel ein geringeres Gewicht als die beheizten harten Walzen. Darüber hinaus hat diese Ausgestaltung den Vorteil, daß die weichen Walzen einen Ort verlassen, der durch die beheizten Walzen bereits aufgeheizt worden ist.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann man in einer be­ vorzugten Ausgestaltung jeweils ein Wärmeschutzschild in die weichen Nips einführen. Da der größte Teil der Wärme von den beheizten auf die weichen Walzen durch Strahlung übertragen wird, kann das Wärmeschutzschild relativ einfach aufgebaut sein. In der Regel reicht es aus, daß das Wärmeschutzschild die Wärmestrahlung ab­ schwächt oder unterbindet. Beispielsweise kann das Wär­ meschutzschild eine der beheizten Walze zugewandte Sei­ te aufweisen, die die Wärmestrahlung reflektiert.

Die Aufgabe wird auch durch einen Kalander mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.

Mit dieser Ausgestaltung kann man dafür sorgen, daß bei einem Walzenwechsel aus jedem weichen Nip eine Walze in einer Ausfuhrstellung gehalten wird, in der sie nicht mehr im Walzenstapel angeordnet ist. In dieser Ausfuhr­ stellung ist die thermische Kopplung zwischen der wei­ chen Walze und der beheizten Walze drastisch verrin­ gert. Die Gefahr, daß sich der Belag der weichen Walze verformt, ist also klein.

Vorzugsweise sind die weichen Walzen in Ausfuhrstellung haltbar. Die weichen Walzen haben, wie oben ausgeführt, in der Regel ein geringeres Gewicht, so daß man zum Halten der weichen Walzen in der Ausfuhrstellung ent­ sprechend weniger Kraft benötigt.

Vorzugsweise ist die Pressenrichtung gegenüber der Ver­ tikalen geneigt. Das hat den Vorteil, daß auch die aus dem Walzenstapel heraus bewegten Walzen die Bewegung der auszutauschenden Walze nicht stört.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung näher beschrieben. Hierin zeigen:

die einzige Figur einen Kalander in schematischer Darstellung.

Ein Kalander 1 weist einen Walzenstapel aus mehreren Walzen, im vorliegenden Fall sieben Walzen, auf, näm­ lich drei beheizten Zwischenwalzen 2, 3, 4, zwei wei­ chen Zwischenwalzen 5, 6 und zwei weichen Endwalzen, nämlich eine Oberwalze 7 und eine Unterwalze 8. Der ge­ samte Walzenstapel mit den Walzen 2-8 ist gegenüber der Vertikalen um einen Winkel von etwa 45° geneigt. Die weichen Walzen 5-8 weisen, wie dies lediglich schema­ tisch dargestellt ist, einen Belag 9 aus einem Kunst­ stoff auf. Die Beheizung der harten Walzen 2, 3, 4 ist schematisch durch periphere Bohrungen 10 dargestellt.

Die Walzen 2-8 können in einer Pressenrichtung 11 zu­ sammengefahren werden und bilden dann Nips 12-17, durch die eine nicht näher dargestellte Materialbahn, bei­ spielsweise eine Papierbahn geführt werden kann, um mit erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur beaufschlagt zu werden.

Von Zeit zu Zeit ist es erforderlich, eine der Walzen auszutauschen, d. h. eine Walze aus dem Walzenstapel zu entnehmen und dafür eine andere Walze einzusetzen. Zu diesem Zweck werden die Walzen 2-8 in Pressenrichtung 11 auseinandergefahren, so daß sich die Nips 12-17 öff­ nen und eine Spalthöhe von etwa 10 mm entsteht. Der da­ durch gebildete Abstand zwischen benachbarten Walzen ist notwendig, damit die auszubauende Walze beim Ausbau einen gewissen Bewegungsspielraum hat.

Allerdings reicht dieser Abstand nicht aus, um zu ver­ hindern, daß die beheizten Walzen 2, 3, 4 nach wie vor Wärme an ihre benachbarte weiche Walze 7-8 abgeben. Die Temperatur der beheizten Walzen 2, 3, 4 läßt sich näm­ lich nicht schlagartig absenken. Man kann davon ausge­ hen, daß die beheizten Walzen 2, 3, 4 während der Dauer eines Walzenwechsels der weichen Walzen 5-8 ihre Tempe­ ratur im wesentlichen beibehalten.

Um dennoch die thermische Beeinflussung der weichen Walzen 5-8 durch die beheizten Walzen 2-4 zu verrin­ gern, ist vorgesehen, daß man die weichen Walzen 5-8 senkrecht zur Pressenrichtung 11 aus dem Walzenstapel herausfährt, so daß die weichen Walzen 5-8 ihre gestri­ chelt dargestellten Ruhepositionen 5', 6', 7', 8' ein­ nehmen. In diesen Ruhepositionen sind sie soweit von den beheizten Walzen 2, 3, 4 entfernt, daß eine Wärme­ übertragung, die zu schädlichen Auswirkungen führen könnte, vermieden wird.

Da die meiste Wärme von den beheizten Walzen 2-4 auf die weichen Walzen 5-8 durch Wärmestrahlung übertragen wird, und die Strahlungsdichte mit dem Quadrat der Ent­ fernung abnimmt, reichen bereits relativ kleine Ver­ schiebungen der weichen Walzen 5-8 aus, um die thermi­ sche Kopplung herabzusetzen. Wenn man beispielsweise die weichen Walzen 5-8 um etwa 30 bis 40 cm aus dem Walzenstapel herausfährt, wird die Erwärmung des Bela­ ges 9 durch die beheizten Walzen 2-4 nicht mehr kri­ tisch sein.

Zusätzlich kann man dafür sorgen, daß zwischen den be­ heizten Walzen 2-4 und den weichen Walzen 5-8 ein Wär­ meschutzschild 18 angeordnet ist, wie dies schematisch zwischen den Walzen 4, 8 zu erkennen ist. Ein derarti­ ges Wärmeschutzschild sollte hauptsächlich die Strah­ lung zwischen der beheizten Walze und der weichen Walze unterbrechen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Betreiben eines Kalanders mit einem Walzenstapel aus mehreren in Pressenrichtung über­ einander angeordneten Walzen, von denen mindestens eine als beheizte Walze und mindestens zwei als weiche Walzen mit einem Kunststoffbelag ausgebildet sind, bei dem man eine Materialbahn durch geschlos­ sene Nips, die zwischen einander benachbarten Wal­ zen ausgebildet sind, führt und man in vorbestimm­ ten Situationen durch Öffnen der Nips in Pressen­ richtung jeweils einen Abstand zwischen benachbar­ ten Walzen erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß man in allen weichen Nips zwischen einer weichen und einer beheizten Walze eine thermische Kopplung zwi­ schen den beiden Walzen stärker verringert als durch Erzeugen des Abstands in Pressenrichtung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die thermische Kopplung nur dann verrin­ gert, wenn ein Stillstand des Kalanders über mehr als eine vorbestimmte Zeitdauer zu erwarten ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die thermische Kopplung nach dem Öffnen der Nips verringert.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Verringerung der ther­ mischen Kopplung in allen weichen Nips eine der beiden die weichen Nips bildenden Walzen seitlich zur Pressenrichtung aus dem Walzenstapel heraus be­ wegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Walzen senkrecht zu ihren Achsen aus dem Walzenstapel heraus bewegt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die weichen Walzen bewegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man jeweils ein Wärmeschutz­ schild in die weichen Nips einführt.

8. Kalander mit einem Walzenstapel, der mehrere in Pressenrichtung übereinander angeordnete Walzen (2-8) aufweist, von denen mindestens eine Walze (2, 3, 4) als beheizte Walze und mindestens zwei Walzen (5-8) als weiche Walzen mit einem Kunst­ stoffbelag (9) ausgebildet sind, wobei im Walzen­ stapel mehrere weiche Nips (12-17) zwischen den weichen Walzen und den ihnen jeweils benachbarten beheizten Walzen ausgebildet sind, in jedem weichen Nip (12-17) eine der den weichen Nip bildenden Wal­ zen (5-8) eine Ausschubvorrichtung (20-23) auf­ weist, eine Steuereinrichtung (24) vorgesehen ist, mit der alle mit Ausschubvorrichtung (20-23) verse­ henen Walzen (5-8) gleichzeitig in Ausfuhrstellung (5'-8') haltbar sind, und die Ausschubvorrichtungen (20-23) einen Walzenabstand bewirken, bei dem eine schädliche Wärmeübertragung vermieden wird.

9. Kalander nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die weichen Walzen (5-8) in Ausfuhrstellung (5'-8') haltbar sind.

10. Kalander nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Pressenrichtung (11) gegenüber der Vertikalen geneigt.