DE102005005105A1

DE102005005105A1 - calender

Info

Publication number: DE102005005105A1
Application number: DE102005005105A
Authority: DE
Inventors: Joachim Hinz; Josef Schneid; Peter Dr. Wiemer; Thomas Hermsen; Ulrich Rothfuss; Frank Levi; Hans-Rolf Conrad
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-08-10
Also published as: EP1688537B1; EP1688537A1; ATE458086T1; DE502005009031D1

Abstract

The calender has at least two rollers which together form a nip and of which one is constructed as a heated roller which has an inductive heating unit. The heating unit (12) outside of the nip (7) acts upon an area of the heated roller (3) which in operation is covered by a material web (6) passing through the nip. The heating unit is installed in front of the nip, and has a deflection roller (10) which guides the material web in front of the heating unit onto the periphery of the heated roller.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalander mit mindestens zwei Walzen, die zusammen einen Nip bilden und von denen eine als Heizwalze ausgebildet ist, die eine induktive Heizeinrichtung aufweist.The The invention relates to a calender with at least two rollers, the together form a nip and one of which is designed as a heating roller, having an inductive heating device.

Ein derartiger Kalander dient zum Behandeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn. Wenn die Materialbahn durch den Nip geführt wird, dann wird sie mit einem erhöhten Druck und mit einer erhöhten Temperatur beaufschlagt. Die Heizwalze weist dabei in der Regel eine harte und glatte Oberfläche auf, so daß die an der Heizwalze anliegende Seite der Materialbahn geglättet wird. Die andere Walze ist vielfach eine weiche Walze, d.h. sie weist einen elastischen Bezug auf, oder sie ist als Mantel einer Schuhwalze ausgebildet.One Such calender is used to treat a material web, in particular a paper or board web. When the web passes through the nip, then she gets raised Pressure and with an elevated Temperature applied. The heat roller has in the rule a hard and smooth surface on, so that the is smoothed on the heating roller adjacent side of the web. The other roll is often a soft roll, i. she points an elastic cover, or it is as a coat of a shoe roll educated.

Eine bekannte Ausgestaltung einer Heizwalze verwendet ein Wärmeträgerfluid, das durch Axialkanäle der Heizwalze geführt wird, die in der Regel als periphere Bohrungen ausgebildet sind. Eine derartige Beheizung findet ihre Grenzen jedoch in der Wärmetransportfähigkeit des verwendeten Wärmeträgerfluids. Beispielsweise kann man Wasser nur bis unterhalb der Verdampfungstemperatur erhitzen. Auch Öl, das heißer gemacht werden kann, weist eine Grenztemperatur auf. Die Verwendung von gasförmigen Wärmeträgermedien, beispielsweise Wasserdampf, ist nicht in allen Fällen möglich.A known embodiment of a heating roller uses a heat transfer fluid, that through axial channels the heating roller out which are usually designed as peripheral holes. However, such heating finds its limits in the heat transport capability the heat transfer fluid used. For example, you can only water to below the evaporation temperature heat. Also oil, the hotter can be made, has a limit temperature. The usage of gaseous Heat transfer media, For example, water vapor, is not possible in all cases.

Man hat daher bereits vorgeschlagen, eine induktive Heizeinrichtung zu verwenden, die ein auf die Oberfläche der Heizwalze wirkendes Magnetfeld erzeugt. Wenn sich dieses Magnetfeld zeitlich ändert, dann induziert es Wirbelströme. Die Wirbelströme ihrerseits erzeugen eine elektrische Verlustleistung, die in Wärme umgesetzt wird. Diese Wärme führt zu einer Temperaturerhöhung der Oberfläche der Heizwalze, die wiederum auf die den Nip durchlaufende Materialbahn übertragen werden kann. Allerdings erfordert eine derartige induktive Heizeinrichtung einen gewissen Bauraum.you has therefore already proposed an inductive heating device to use that acting on the surface of the heating roller Magnetic field generated. If this magnetic field changes in time, then it induces eddy currents. The eddy currents in turn generate an electrical power dissipation, which is converted into heat becomes. This heat leads to a temperature increase the surface the heating roller, which in turn transferred to the nip passing through the material web can be. However, such an inductive heater requires a certain amount of space.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Heizmöglichkeiten zu erweitern.Of the Invention is based on the object to expand the heating options.

Diese Aufgabe wird bei einem Kalander der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Heizeinrichtung außerhalb des Nips auf einen Bereich der Heizwalze wirkt, der im Betrieb von einer den Nip durchlaufenden Materialbahn bedeckt ist.These Task is in a calender of the type mentioned by solved, that the Heating device outside of the nip acts on a region of the heating roller which is in operation a material web passing through the nip is covered.

Mit dieser Ausgestaltung ist man bei der Wahl der Position der Heizeinrichtung freier. Man ist nicht mehr darauf angewiesen, die Oberfläche der Heizwalze direkt oder unmittelbar mit der induktiven Heizeinrichtung zu beaufschlagen. Man nutzt vielmehr die Tatsache aus, daß ein Magnetfeld bei den meisten Materialbahnen, insbesondere bei Papier- und Kartonbahnen, auch durch die Materialbahn hindurch auf die Oberfläche der Heizwalze wirken kann. Das Magnetfeld wird durch die Materialbahn, die zwischen der Heizwalzenoberfläche und der Heizeinrichtung durchläuft, praktisch nicht gestört. Die Materialbahn ist in der Regel auch so dünn, daß der Abstand der Heizeinrichtung von der Oberfläche der Heizwalze praktisch nicht vergrößert werden muß. Dementsprechend bleibt der bekannte gute Wirkungsgrad einer derartigen induktiven Heizeinrichtung erhalten. Die hohe Temperatur der Heizwalze wird dort erzeugt, wo die Materialbahn an der Heizwalze anliegt. Dementsprechend wird die erzeugte Wärme sehr weitgehend an die anliegende Materialbahn übertragen. Abstrahlverluste, die die zur Verfügung stehende Wärmemenge verringern, können zwischen dem Ort der Wärmeerzeugung und dem Ort, an dem die Materialbahn die Heizwalze berührt, praktisch nicht auftreten. Dementsprechend ist eine geringere Heizleistung erforderlich, um das gleiche Resultat wie bei herkömmlichen Heizwalzen zu erzielen. Dies wiederum steigert die Wirtschaftlichkeit des Kalanders.With This configuration is one in the choice of the position of the heater free. It is no longer dependent on the surface of the heat roller directly or directly to act on the inductive heating device. Rather, one exploits the fact that a magnetic field in most Material webs, especially in paper and board webs, too can act through the web on the surface of the heating roller. The Magnetic field is determined by the web of material between the heated roller surface and goes through the heater, practically not disturbed. The material web is usually so thin that the distance between the heater from the surface the heating roller practically does not need to be increased. Accordingly remains the well-known good efficiency of such inductive Heating device received. The high temperature of the heating roller is generated where the web rests against the heating roller. Accordingly becomes the generated heat very largely transferred to the adjacent web. radiation losses, the ones available standing heat can reduce between the place of heat generation and the place where the web touches the heating roller, practical do not occur. Accordingly, a lower heating power required to get the same result as conventional ones To achieve heating rollers. This, in turn, increases profitability of the calender.

Vorzugsweise ist die Heizeinrichtung vor dem Nip angeordnet. Man sorgt also dafür, daß die den Nip durchlaufende Materialbahn auf die gewünschte Temperatur gebracht worden ist.Preferably the heater is located in front of the nip. So you make sure that the Nip continuous material web brought to the desired temperature has been.

Hierbei ist bevorzugt, daß der Heizeinrichtung eine Umlenkwalze zugeordnet ist, die die Materialbahn vor der Heizeinrichtung an den Umfang der Heizwalze führt. Man erzeugt also einen Materialbahn-Abschnitt, in dem die Materialbahn über einen vorbestimmten Winkelbereich von beispielsweise 60° oder mehr am Umfang der Heizwalze anliegt. In diesem Bereich kann dann die Heizeinrichtung auf die Heizwalze wirken.in this connection is preferred that the Heating device is associated with a deflection roller, which is the material web before the heater leads to the periphery of the heating roller. you So produces a web portion in which the web over a predetermined Angular range of, for example, 60 ° or more at the periphery of the heat roller is applied. In this area, then the heater on the heating roller Act.

Hierbei ist von Vorteil, daß die Heizwalze zwischen zwei Walzen angeordnet ist, wobei die Materialbahn zwischen einem Nip vor der Heizeinrichtung und der der Heizeinrichtung zugeordneten Umlenkwalze über eine weitere Umlenkwalze geführt ist. Damit läßt sich die bisher von Kalandern bekannte Geometrie der Materialbahnführung am Ausgang des Nips vor der Heizeinrichtung weitgehend beibehalten. Die Materialbahn kann relativ geradlinig aus dem Nip herausgeführt werden. Dadurch, daß man nun freie Züge der Materialbahn hat, lassen sich Längenänderungen, die die Materialbahn möglicherweise im Nip erleidet, besser kompensieren.in this connection is an advantage that the Heating roller is disposed between two rollers, wherein the material web between a nip in front of the heater and that of the heater assigned deflection roller over passed a further guide roller is. This can be the previously known from calenders geometry of the web guide on Output of the nip largely maintained before the heater. The material web can be led out of the nip in a relatively straight line. By doing that now free trains the material web has, can be length changes, the material web possibly in the nip suffers, better compensate.

Vorzugsweise weist die Heizeinrichtung eine Induktoranordnung mit mindestens zwei Leitern auf, die sich entlang der axialen Länge der Heizwalze erstrecken. Mit einer derartigen Induktoranordnung lassen sich relativ große Heizleistungen auf die Heizwalze übertragen. Die beiden Leiter der Induktoranordnung bilden eine Schleife, so daß die beiden Leiter jeweils in entgegengesetzter Richtung von einem Strom durchflossen werden. Bei dem Strom handelt es sich in der Regel um einen Wechselstrom. Bei einer derartigen Anordnung der Leiter entsteht ein Magnetfeld-Maximum etwa in der Mitte zwi schen den beiden Leitern bezogen auf die Umfangsrichtung der Heizwalze. In vielen Fällen wird man noch eine Polschuhanordnung vorsehen, die das Magnetfeld-Maximum unmittelbar in die Oberfläche der Heizwalze einleitet. Je stärker das Magnetfeld ist, desto größer sind auch die zeitlichen Änderungen, weil sich das Magnetfeld von einem Minimalwert zu einem Maximalwert ändert und dabei entsprechend große Wirbelströme in der Oberfläche der Heizwalze induziert. Mit einer derartigen Induktoranordnung lassen sich durchaus Temperaturen in der Größenordnung von 200°C bis 250°C an der Oberfläche der Heizwalze erzeugen. Wenn diese Temperaturen unmittelbar auf die Oberfläche der Materialbahn wirken können, läßt sich eine relativ große Betriebsgeschwindigkeit des Kalanders erzielen.Preferably, the heating device has an inductor arrangement with at least two conductors, which extend along the axial length of the heating roller. With such an inductor arrangement, relatively large heating powers can be transmitted to the heating roller. The two conductors of the inductor arrangement form a loop, so that the two conductors are each traversed by a current in the opposite direction. The current is usually an alternating current. In such an arrangement, the conductor creates a maximum magnetic field approximately in the middle between tween the two conductors based on the circumferential direction of the heating roller. In many cases, one will still provide a Polschuhanordnung that initiates the maximum magnetic field directly into the surface of the heating roller. The stronger the magnetic field, the greater the temporal changes, because the magnetic field changes from a minimum value to a maximum value and thereby induces correspondingly large eddy currents in the surface of the heating roller. With such an inductor arrangement can quite temperatures of the order of 200 ° C to 250 ° C at the surface of the heat roller produce. If these temperatures can act directly on the surface of the web, a relatively high operating speed of the calender can be achieved.

Vorzugsweise ist die Heizeinrichtung mit einer Düsenfeuchteranordnung in einer Baueinheit kombiniert. Eine Düsenfeuchteranordnung trägt Feuchtigkeit auf die Oberfläche der Materialbahn auf. Die Feuchtigkeit dient dazu, im nachfolgenden Nip die Oberflächeneigenschaften zu verbessern. Wenn die Düsenfeuchteranordnung in Querrichtung der Materialbahn zonenweise gesteuert ist, dann kann man die Düsenfeuchteranordnung auch dazu verwenden, ein Feuchtigkeitsprofil der Materialbahn zu vergleichmäßigen. Die Kombination der Heizeinrichtung mit der Düsenfeuchteranordnung hat den großen Vorteil, daß die Feuchtigkeit auf die Materialbahn an einer Stelle aufgebracht wird, wo die Materialbahn mit Sicherheit eine sehr hohe Temperatur aufweist. Je höher die Temperatur der Materialbahn ist, desto schneller und besser kann die Feuchtigkeit in das Innere der Materialbahn vordringen.Preferably is the heater with a nozzle moistener arrangement in one Unit combined. A nozzle moistener arrangement Moisture on the surface the web on. The moisture is used in the following Nip the surface properties to improve. When the nozzle moistener assembly is controlled zone-wise in the transverse direction of the web, then you can use the nozzle moistener arrangement also use to even out a moisture profile of the web. The Combination of the heater with the nozzle moistener arrangement has the huge Advantage that the Moisture is applied to the web at one point, where the material web certainly has a very high temperature. ever higher the Temperature of the material web is faster and better the moisture penetrate into the interior of the material web.

Bevorzugterweise weist die Heizeinrichtung mindestens einen Kühlfluidkanal auf, der mit einem Kühlfluidanschluß in Verbindung steht. Insbesondere bei der Verwendung der obengenannten Induktoranordnung ist die Leistungsdichte in der Heizeinrichtung relativ hoch. Es entsteht also eine erhöhte Temperatur nicht nur an der Oberfläche der Walze, sondern, wenngleich in geringerem Maße, auch in der Heizeinrichtung selbst. Mit dem Kühlfluid kann nun zumindest ein Teil dieser Wärme abtransportiert werden, um eine Überhitzung der Heizeinrichtung zu vermeiden.preferably, the heater has at least one cooling fluid passage communicating with a cooling fluid port stands. In particular, in the use of the above-mentioned inductor arrangement the power density in the heater is relatively high. It So an increased arises Temperature not only on the surface of the roll, but, albeit to a lesser extent, also in the heater itself. With the cooling fluid can now at least a part of this heat be removed to prevent overheating to avoid the heater.

Hierbei ist bevorzugt, daß der Kühlfluidkanal mindestens eine Kühlfluidaustrittsöffnung aufweist, die zur Heizwalze hin gerichtet ist. Durch die Kühlfluidaustrittsöffnung kann nun Kühlfluid auf die an der Heizwalze anliegende Materialbahn treffen. Wie weiter unten näher ausgeführt werden wird, kann diese Möglichkeit zu unterschiedlichen Zwecken genutzt werden.in this connection is preferred that the Cooling fluid channel at least a cooling fluid outlet opening, the directed towards the heating roller. Through the cooling fluid outlet opening can now cooling fluid to hit the voltage applied to the heating roller material web. Like next below closer accomplished will be able to do this be used for different purposes.

Vorzugsweise ist jeder Kühlfluidaustrittsöffnung oder jeder Gruppe von Kühlfluidaustrittsöffnungen jeweils ein Ventil zugeordnet. Man kann also den Austritt des Kühlfluids zonenweise steuern und damit das Kühlfluid zu weiteren Möglichkeiten nutzen. Der Begriff des "Kühlfluids" bezieht sich hierbei auf die Funktion, die das Kühlfluid in der Heizeinrichtung hat. In bezug auf die Materialbahn, auf die das Kühlfluid dann gerichtet ist, kann das Kühlfluid durchaus heizend wirken. Wenn beispielsweise als Kühlfluid Luft oder ein anderes Gas verwendet wird, dann kann man mit Hilfe eines erhöhten Luftdrucks, der durch bereits aufgewärmte Luft bereitgestellt wird, die Materialbahn an die Walzenoberfläche drücken. Hierdurch wird der Wärmeübergang von der Heizwalze zur Materialbahn verbessert. Wenn man diesen Anpreßdruck zonenweise steuert, dann kann man durchaus Unterschiede im Wärmeübergang von der Heizwalze zur Materialbahn quer zur Materialbahnrichtung erzielen. Diese Unterschiede können beispielsweise genutzt werden, um bestimmte Parameter der Materialbahn, wie Glanz oder Glätte, in Querrichtung zu vereinheitlichen. Man kann das Kühlfluid auch nutzen, um die Walzenoberfläche zu kühlen, wenn die Materialbahn die Oberfläche der Heizwalze nicht mehr bedeckt. Eine derartige Situation kann beispielsweise nach einem Bahnabriß auftreten. Die Kühlung ist ein zusätzlicher Sicherheitsaspekt.Preferably is each cooling fluid outlet or each group of cooling fluid outlets each assigned a valve. So you can see the exit of the cooling fluid Zone-wise control and thus the cooling fluid to further possibilities use. The term "cooling fluid" refers to this on the function of the cooling fluid in the heater has. With regard to the material web, on the the cooling fluid then directed, the cooling fluid definitely have a heating effect. If, for example, as a cooling fluid Air or another gas is used, then you can with the help one raised Air pressure provided by already warmed-up air, Press the web onto the roll surface. This will heat transfer improved from the heat roller to the web. If you apply this pressure zone by zone controls, then you can certainly differences in heat transfer from the heating roller to the material web transversely to the material web direction achieve. These differences can be used, for example, to certain parameters of the web, like shine or smoothness, to unify in the transverse direction. You can also use the cooling fluid use to the roll surface to cool, if the material web the surface the heating roller is no longer covered. Such a situation may be, for example occur after a web break. The cooling is an additional Safety aspect.

In einer anderen Möglichkeit ist vorgesehen, daß die Kühlfluidaustrittsöffnungen als Zerstäuberdüsen ausgebildet sind und das Kühlfluid Wasser ist. In diesem Fall bilden die Kühlfluidaustrittsöffnungen einen Teil der Düsenfeuchteranordnung. Diese Düsenfeuchteranordnung wird mit bereits erwärmtem Wasser versorgt. Erwärmtes Wasser dringt leichter in die Materialbahn ein als kälteres Wasser. Man kann dann das Kühlfluid beispielsweise verwenden, um einen verbesserten Glanz an der Oberfläche der Materialbahn zu erzeugen. Wenn die Materialbahn nicht auf der Oberfläche der Heizwalze aufliegt, beispielsweise nach einem Bahnabriß, dann kann man das Wasser zu Reinigungszwecken auf die Oberfläche der Heizwalze aufbringen.In another possibility is provided that the Cooling fluid outlet openings designed as atomizer nozzles are and the cooling fluid Water is. In this case, the cooling fluid outlet openings form a part of the nozzle moistener arrangement. This nozzle moistener arrangement comes with already warmed up Supplied with water. heated Water penetrates the material more easily than colder water. You can then the cooling fluid For example, use an improved gloss on the surface of the To produce material web. If the material web is not on the surface of the Heated roller rests, for example after a web break, then You can use the water for cleaning on the surface of the Apply heat roller.

Vorzugsweise sind die Ventile mit einer Steuerung verbunden, die mit einer Sensoranordnung verbunden ist, die mindestens einen vorbestimmten Parameter der Materialbahn in Breitenrichtung ermittelt. Man kann mit der gezielten Steuerung des Kühlfluids erreichen, daß dieser Parameter der Materialbahn, beispielsweise Glanz, Glätte, Feuchtigkeit oder ähnliches, in Breitenrichtung der Materialbahn ein vorbestimmtes Profil erhält. Hierbei kann man zusätzlich zu der an sich von Düsenfeuchtern bekannten Verteilung der Feuchtigkeit einen weiteren technischen Effekt nutzen: Wenn lokal eine größere Menge an Kühlfluid ausgestoßen wird, ist davon auszugehen, daß die Heizeinrichtung an dieser Position auch eine niedrigere Temperatur aufweist. Dementsprechend ist die von der Heizeinrichtung ausgehende Strahlungswärme, die zusätzlich zu der induktiv übertragenen Heizleistung auf die Materialbahn gerichtet ist, etwas geringer als an einer Position, wo nur wenig Kühlfluid ausgestoßen wird. Es läßt sich also in beschränktem Maße auch eine zonenweise Temperatursteuerung realisieren, wenngleich der Einfluß dieser Temperatursteuerung nur relativ gering ist.Preferably, the valves are connected to a controller which is connected to a sensor arrangement which determines at least one predetermined parameter of the material web in the width direction. It can be achieved with the targeted control of the cooling fluid that this parameter of the web, such as gloss, smoothness, moisture or Similarly, in the width direction of the web receives a predetermined profile. Here, in addition to the known per se of nozzle humidifiers distribution of moisture use another technical effect: If locally a larger amount of cooling fluid is ejected, it can be assumed that the heater also has a lower temperature at this position. Accordingly, the radiant heat emanating from the heater, which is directed onto the web in addition to the inductively transmitted heat output, is somewhat less than at a position where only a small amount of cooling fluid is expelled. It is therefore possible to realize a zone-wise temperature control to a limited extent, although the influence of this temperature control is only relatively small.

Vorzugsweise sind die Ventile mit einer Versorgungseinrichtung der Induktoranordnung verbunden, die die Ventile öffnet, wenn die Leiter stromlos sind. Wenn die Leiter stromlos sind, dann erfolgt keine Beheizung der Oberfläche der Heizwalze. In diesem Fall ist es sinnvoll, diese Oberfläche möglichst schnell zu kühlen. Der bislang gefürchtete Abschreck-Effekt, der beim Auftreffen eines kalten Kühlfluids auf die Oberfläche der Walze auftritt, tritt im vorliegenden Fall nicht so stark auf, weil das Kühlfluid zunächst die Wärme aus der Heizeinrichtung aufnimmt. Es trifft also in erwärmtem Zustand auf die Oberfläche der Walze auf und kühlt sie in ähnlicher Weise wie die Heizeinrichtung selbst herunter.Preferably are the valves with a supply device of the inductor arrangement connected, which opens the valves, when the conductors are de-energized. If the conductors are de-energized, then there is no heating of the surface of the heating roller. In this Case it makes sense to cool this surface as quickly as possible. Of the so far dreaded Quenching effect when hitting a cold cooling fluid on the surface the roller occurs, does not occur so much in the present case, because the cooling fluid first the Heat off the heater receives. So it's in a heated state on the surface the roller and cools in a similar way like the heater itself down.

Bevorzugterweise ist auf einer der Heizeinrichtung gegenüberliegenden Seite der Heizwalze eine Reinigungseinrichtung angeordnet. Diese Reinigungseinrichtung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn als Kühlfluid Wasser verwendet wird.preferably, is on one of the heater opposite side of the heating roller a Cleaning device arranged. This cleaning device is especially advantageous if water is used as the cooling fluid.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment described in conjunction with the drawing. Herein show:

1 eine schematische Ansicht eines Kalanders und 1 a schematic view of a calender and

2 eine vergrößerte schematische Darstellung einer Heizeinrichtung. 2 an enlarged schematic representation of a heater.

1 zeigt einen Kalander 1 mit einem Walzenstapel, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus drei Walzen 2, 3, 4 gebildet ist. Prinzipiell reichen auch zwei Walzen 3, 4 aus. Es können auch mehr als die dargestellten drei Walzen 2-4 vorhanden sein. 1 shows a calender 1 with a roll stack, in the present embodiment of three rolls 2 . 3 . 4 is formed. In principle, two rolls are sufficient 3 . 4 out. It can also do more than the illustrated three rolls 2 - 4 to be available.

Zwischen der ersten Walze 2 und der darunter befindlichen Walze 3, die als Heizwalze ausgebildet ist, ist ein Nip 5 gebildet, durch den eine Materialbahn 6 geführt ist. Die Materialbahn 6 wird durch einen weiteren Nip 7 geführt, der zwischen der Heizwalze 3 und der darunter befindlichen Walze 4 gebildet ist. In an sich bekannter Weise wird die Materialbahn 6 in den Nips 5, 7 mit erhöhtem Druck und, wie weiter unten erläutert werden wird, auch mit erhöhter Temperatur beaufschlagt. Zumindest im Nip 7 wird die erhöhte Temperatur bereitgestellt.Between the first roller 2 and the roller below it 3 , which is formed as a heating roller, is a nip 5 formed by a web of material 6 is guided. The material web 6 gets through another nip 7 guided, between the heating roller 3 and the roller below it 4 is formed. In known manner, the material web 6 in the nips 5 . 7 with increased pressure and, as will be explained below, also subjected to elevated temperature. At least in the nip 7 the increased temperature is provided.

Die Heizwalze 3 ist als harte Walze mit einer glatten, harten, also nicht nachgiebigen Oberfläche ausgebildet. Die beiden Walzen 2, 4 können als "weiche" Walzen ausgebildet sein, d.h. es handelt sich um Walzen, die an ihrer Oberfläche einen elastischen Belag tragen. Die Walzen 2, 4 können auch durch Schuhwalzen oder umlaufende Bänder ersetzt werden, so daß die Nips 5, 7 dann als sogenannte Breitnips ausgebildet sind.The heating roller 3 is designed as a hard roller with a smooth, hard, so non-compliant surface. The two rollers 2 . 4 may be formed as a "soft" rollers, ie, there are rollers that carry on their surface an elastic coating. The rollers 2 . 4 can also be replaced by shoe rollers or revolving belts, so that the nips 5 . 7 are then designed as so-called Breitnips.

Die Materialbahn 6, die in Richtung eines Pfeils 8 zuläuft, wird im wesentlichen geradlinig aus dem oberen Nip 5 herausgeführt und um eine Umlenkwalze 9 geleitet, wie dies von herkömmlichen Kalandern her bekannt ist. In Laufrichtung auf die Umlenkwalze folgt eine zweite Umlenkwalze 10, die die Materialbahn 6 relativ weit, beispielsweise 60°, vor dem Nip 7 zur Anlage an die Heizwalze 3 führt. Nach dem Auslauf aus dem Nip 7 ist die Materialbahn 6 über eine weitere Umlenkwalze 11 geführt, so daß sie durch einen weiteren Nip geführt werden kann, der beispielsweise zwischen der unteren Walze 4 und einer darunter angeordneten, nicht näher dargestellten Walze gebildet ist.The material web 6 pointing in the direction of an arrow 8th runs substantially straight from the upper nip 5 led out and a deflection roller 9 passed, as is known from conventional calenders ago. In the direction of the guide roller follows a second guide roller 10 that the material web 6 relatively far, for example 60 °, in front of the nip 7 for contact with the heating roller 3 leads. After spilling out of the nip 7 is the material web 6 via another guide roller 11 guided, so that it can be guided by a further nip, for example, between the lower roller 4 and a roller arranged underneath, not shown.

In dem Bereich, wo die Materialbahn 6 am Umfang der Heizwalze 3 anliegt, ist eine Heizeinrichtung 12 angeordnet. Die Heizeinrichtung 12 bildet mit der Heizwalze 3 einen Luftspalt 13, durch den die Materialbahn 6 geführt ist. Der Luftspalt 13 ist hier aus Gründen der Darstellbarkeit übertrieben groß gezeichnet. In Wirklichkeit beträgt die Länge des Luftspalts 13, also der Abstand zwischen der Heizeinrichtung 12 und der Oberfläche 19 der Heizwalze 3, nur wenige Millimeter oder sogar nur wenige Zehntel Millimeter. Er ist jedenfalls so groß, daß die Materialbahn 6 ohne Kontakt mit der Heizeinrichtung 12 an der Heizwalze 3 anliegen kann.In the area where the material web 6 on the circumference of the heating roller 3 is applied, is a heater 12 arranged. The heater 12 forms with the heating roller 3 an air gap 13 through which the material web 6 is guided. The air gap 13 is drawn exaggerated here for reasons of representability. In reality, the length of the air gap is 13 , ie the distance between the heater 12 and the surface 19 the heating roller 3 , just a few millimeters or even just a few tenths of a millimeter. In any case, it is so big that the material web 6 without contact with the heater 12 on the heating roller 3 can be present.

Die Heizeinrichtung 12 ist als induktive Heizeinrichtung ausgebildet, die durch die Materialbahn 6 hindurch auf die Oberfläche 14 der Heizwalze 3 wirkt. Die Heizeinrichtung 12 erzeugt ein sich zeitlich änderndes Magnetfeld. Ein derartiges Magnetfeld induziert in der Oberfläche 14 Wirbelströme. Diese Wirbelströme erzeugen eine elektrische Verlustleistung, die in Wärme umgesetzt wird. Die Wärme führt zu einer Temperaturerhöhung der Oberfläche 14 der Heizwalze 3. Diese Temperaturerhöhung erfolgt genau dort, wo die Materialbahn 6 an der Heizwalze 3 anliegt. Die durch die Wirbelströme erzeugte Wärme wird also unmittelbar auf die Materialbahn 6 übertragen. Die Umlenkwalze 10 unterstützt dabei die Führung der Materialbahn 6 an die Heizwalze so, daß der beheizte Bereich der Oberfläche 14 der Heizwalze 3 von der Materialbahn 6 abgedeckt ist.The heater 12 is designed as an inductive heating device, which passes through the material web 6 through to the surface 14 the heating roller 3 acts. The heater 12 creates a time-varying magnetic field. Such a magnetic field induces in the surface 14 Eddy currents. These eddy currents generate an electrical power loss, which is converted into heat. The heat leads to an increase in the temperature of the surface 14 the heating roller 3 , This temperature increase takes place exactly where the material web 6 on the heating roller 3 is applied. The heat generated by the eddy currents becomes directly on the material web 6 transfer. The guide roller 10 supports the guidance of the material web 6 to the heating roller so that the heated area of the surface 14 the heating roller 3 from the material web 6 is covered.

Dadurch, daß die Wärme dort erzeugt wird, wo sie von der Materialbahn 6 abgenommen wird, ist das Risiko eines Wärmeverlustes außerordentlich gering. Die Wärme wird nahezu vollständig an die Materialbahn 6 übertragen, so daß die Beheizung der Umgebung relativ moderat ausfällt.Characterized in that the heat is generated where it from the material web 6 is removed, the risk of heat loss is extremely low. The heat is almost completely to the material web 6 transferred, so that the heating of the environment is relatively moderate.

2 zeigt einen Ausschnitt der Heizwalze 3 mit der Heizeinrichtung 12 mit weiteren Einzelheiten. 2 shows a section of the heating roller 3 with the heater 12 with more details.

Die Heizeinrichtung weist ein Joch 15 auf, in dem schematisch dargestellte elektrische Leiter 16, 17 angeordnet sind. Die Leiter 16, 17 sind gegenüber dem Joch 15 elektrisch isoliert. Sie werden jeweils gegenphasig oder gegensinnig von einem Strom, insbesondere einem Wechselstrom, durchflossen.The heater has a yoke 15 on, in the schematically illustrated electrical conductor 16 . 17 are arranged. The ladder 16 . 17 are opposite the yoke 15 electrically isolated. They are each out of phase or in opposite directions by a current, in particular an alternating current flows through.

Das Joch 15 weist einen oberen Schenkel 18, einen mittleren Schenkel 19 und einen unteren Schenkel 20 auf. Der mittlere Schenkel 19 trennt dabei die beiden Leiter 16, 17. Ein Magnetfeld, das durch den in den beiden Leitern 16, 17 fließenden Strom induziert wird, hat daher im Bereich des mittleren Schenkels 19 seine größte Feldstärke. Dementsprechend wird in einem schematisch dargestellten Bereich 21 an der Oberfläche 14 der Heizwalze 3 auch die größte Heizleistung erzeugt, weil hier die meisten Wirbelströme induziert werden. Der Bereich 21 ist nur eingezeichnet, um diese Induktion zu veranschaulichen. Selbstverständlich entstehen auch in Umfangsrichtung benachbart zum Bereich 21 Wirbelströme.The yoke 15 has an upper leg 18 , a middle thigh 19 and a lower leg 20 on. The middle leg 19 separates the two conductors 16 . 17 , A magnetic field passing through the in the two conductors 16 . 17 flowing current is therefore in the region of the middle leg 19 his greatest field strength. Accordingly, in a schematically illustrated area 21 on the surface 14 the heating roller 3 also generates the largest heating power, because here most eddy currents are induced. The area 21 is only drawn in to illustrate this induction. Of course, arise in the circumferential direction adjacent to the area 21 Eddy currents.

Das Joch 15 ist von einem Kühlfluidkanal 22 durchsetzt. In nicht näher dargestellter Weise steht der Kühlfluidkanal 22 in Verbindung mit einem Kühlfluidanschluß, durch den fortlaufend Kühlfluid durch den Kühlfluidkanal 22 gepumpt werden kann. Das durch den Kühlfluidkanal 22 strömende Kühlfluid führt Wärme aus der Heizeinrichtung 12 ab.The yoke 15 is from a cooling fluid channel 22 interspersed. In a manner not shown is the cooling fluid channel 22 in conjunction with a cooling fluid port, through the continuous cooling fluid through the cooling fluid passage 22 can be pumped. That through the cooling fluid channel 22 flowing cooling fluid carries heat from the heater 12 from.

Aus dem Kühlfluidkanal 22 zweigen mehrere Kühlfluidaustrittsöffnungen 23 ab. Die Kühlfluidaustrittsöffnungen sind zur Heizwalze 3 hin gerichtet. Sie können, wie dies in 2 schematisch dargestellt ist, düsenartig ausgebildet sein. Wenn als Kühlfluid Wasser verwendet wird, dann ist die Kühlfluidaustrittsöffnung 23 als Zerstäuberdüse ausgebildet, so daß das aus dem Kühl fluidkanal 22 austretende Kühlfluid in Richtung auf die Heizwalze und damit in Richtung auf die an der Heizwalze anliegende Materialbahn 6 zerstäubt wird.From the cooling fluid channel 22 branch several cooling fluid outlet openings 23 from. The cooling fluid outlet openings are for heating roller 3 directed towards. You can, like this in 2 is shown schematically, be formed like a nozzle. If water is used as the cooling fluid, then the cooling fluid outlet opening 23 designed as a spray nozzle, so that the fluid from the cooling channel 22 exiting cooling fluid in the direction of the heating roller and thus in the direction of the voltage applied to the heating roller material web 6 is atomized.

Ein Ventilelement 24, das mit einem Ventilsitz 25 am Abzweig der Kühlfluidaustrittsöffnung 23 aus dem Kühlfluidkanal 22 angeordnet ist, steuert die Menge an Kühlfluid, die durch die Kühlfluidaustrittsöffnung 23 ausgegeben werden kann. Eine Steuereinrichtung 26 steuert die Öffnung des Ventils 24, 25. Die Steuereinrichtung 26 kann beispielsweise mit Hilfe eines Sensors 27 betätigt werden, der in Breitenrichtung der Bahn einen vorbestimmten Parameter, beispielsweise Glätte, Glanz, Feuchtigkeit, Dicke etc., ermittelt.A valve element 24 that with a valve seat 25 at the branch of the cooling fluid outlet opening 23 from the cooling fluid channel 22 is arranged, controls the amount of cooling fluid flowing through the cooling fluid exit port 23 can be issued. A control device 26 controls the opening of the valve 24 . 25 , The control device 26 For example, with the help of a sensor 27 are actuated, which determines a predetermined parameter, for example, smoothness, gloss, moisture, thickness, etc., in the width direction of the web.

Für den Betrieb gibt es nun verschiedene Möglichkeiten.For the business There are now different possibilities.

Wenn man Luft als Kühlfluid verwendet, dann kann man die Materialbahn 6 durch einen hohen Luftdruck, der durch bereits aufgewärmte Luft bereitgestellt werden kann, an die Oberfläche 14 der Heizwalze 3 drücken. Dies ergibt einen verbesserten Wärmeübergang.If you use air as a cooling fluid, then you can use the material web 6 by a high air pressure that can be provided by already heated air to the surface 14 the heating roller 3 to press. This results in an improved heat transfer.

Man kann den Luftdruck lokal unterschiedlich gestalten. Dementsprechend kann man auch den Wärmeübergang in Breitenrichtung in gewissen Grenzen variieren, um beispielsweise Ungleichmäßigkeiten in der Glätte oder im Glanz zu egalisieren.you Can make the air pressure locally different. Accordingly you can also heat transfer vary in the width direction within certain limits, for example irregularities in the smoothness or to equalize in gloss.

Sobald die induktive Heizung abgeschaltet wird, also die Leiter 16, 17 nicht mehr von Strom durchflossen werden, kann die Oberfläche 14 der Heizwalze 3 durch die Kühlluft der Heizung gekühlt werden. Dies kann so wohl mit aufliegender Materialbahn 6 als auch ohne Materialbahn 6 erfolgen. Da die Heizwalze 3 bis zum Abschalten der Heizeinrichtung beheizt worden ist und der Heizeinrichtung 12 bis zu diesem Moment ebenfalls Wärme zugeführt worden ist, hat diese Ausgestaltung den Vorteil, daß zu Beginn des Kühlens zunächst erhitzte Luft auf die Oberfläche 14 der Walze 3 (oder die darauf liegende Materialbahn 6) geblasen wird. Dementsprechend bekommt die Walze 3 keinen Temperaturschock.Once the inductive heating is switched off, so the ladder 16 . 17 electricity can no longer flow through the surface 14 the heating roller 3 be cooled by the cooling air of the heater. This can be so well with lying web 6 as well as without material web 6 respectively. Because the heating roller 3 has been heated until the heater is turned off and the heater 12 Heat has also been supplied to this moment, this embodiment has the advantage that at the beginning of the cooling first heated air to the surface 14 the roller 3 (or the material web lying thereon 6 ) is blown. Accordingly, the roller gets 3 no temperature shock.

Durch die Kühlluft, die durch die Kühlfluidaustrittsöffnung 23 ausgestoßen wird, kann man lokal auch die Temperatur der Heizeinrichtung 12 etwas beeinflussen. In gewissen Grenzen hat die Temperatur der Heizeinrichtung 12 auch einen Einfluß auf die Temperatur an der Oberfläche 14 der Heizwalze 3.By the cooling air flowing through the cooling fluid outlet 23 is ejected, you can also locally the temperature of the heater 12 to influence something. Within certain limits, the temperature of the heater 12 also an influence on the temperature at the surface 14 the heating roller 3 ,

Wenn man Wasser als Kühlfluid verwendet, dann kann man die Heizeinrichtung 12 sozusagen mit integriertem Düsenfeuchter betreiben. Mit den über die Breite verteilten Kühlfluidaustrittsöffnungen 23 kann man die Materialbahn 6 in bezug auf Glanz profilieren, wie dies von Düsenfeuchtern her bekannt ist. Allerdings wird die Feuchtigkeit hier unmittelbar dort aufgebracht, wo die Materialbahn 6 ihre höchste Temperatur erhält. Dies verbessert die Aufnahmefähigkeit der Materialbahn 6 für die Feuchtigkeit ganz erheblich.If you use water as a cooling fluid, then you can use the heater 12 operate with integrated nozzle humidifier, so to speak. With the cooling fluid outlet openings distributed over the width 23 you can the material web 6 profile with respect to gloss, as is known from Düsenfeuchtern ago. However, the moisture here is applied directly where the web 6 gets its highest temperature. This improves the absorption capacity of the material web 6 for the humidity all the way considerably.

Das Wasser kann auch zu Reinigungszwecken auf die Walze aufgebracht werden. Hierzu ist auf der der Heizeinrichtung 12 gegenüberliegenden Seite eine Reinigungseinrichtung 28 angeordnet.The water can also be applied to the roller for cleaning purposes. This is on the heater 12 opposite side a cleaning device 28 arranged.

Claims

Calender with at least two rollers, which together form a nip and one of which is designed as a heating roller, which has an inductive heating device, characterized in that the heating device ( 12 ) outside the nip ( 7 ) to one area ( 21 ) the heating roller ( 3 ), which in operation of a nip ( 7 ) continuous material web ( 6 ) is covered.

Calender according to claim 1, characterized in that the heating device ( 12 ) in front of the nip ( 7 ) is arranged.

Calender according to claim 1 or 2, characterized in that the heating device ( 12 ) a deflection roller ( 10 ) associated with the material web ( 6 ) in front of the heater ( 12 ) to the periphery of the heating roller ( 3 ) leads.

Calender according to claim 3, characterized in that the heating roller ( 3 ) between two rollers ( 2 . 4 ) is arranged, wherein the material web ( 6 ) between a nip ( 5 ) in front of the heater ( 12 ) and the heater ( 12 ) associated deflection roller ( 10 ) via a further deflection roller ( 9 ) is guided.

Calender according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heating device ( 12 ) an inductor arrangement with at least two conductors ( 16 . 17 ), which extends along the axial length of the heating roller ( 3 ).

Calender according to one of claims 1 to 5, characterized in that the heating device ( 12 ) is combined with a nozzle moistener arrangement in a structural unit.

Calender according to one of claims 1 to 6, characterized in that the heating device ( 12 ) at least one cooling fluid channel ( 22 ) which communicates with a cooling fluid port.

Calender according to Claim 7, characterized in that the cooling fluid channel ( 22 ) at least one cooling fluid outlet opening ( 23 ) facing the heating roller ( 3 ) is directed.

Calender according to claim 8, characterized in that each cooling fluid outlet opening ( 23 ) or each group of cooling fluid outlets ( 23 ) one valve each ( 24 . 25 ) assigned.

Calender according to claim 8 or 9, characterized in that the cooling fluid outlet openings ( 23 ) are designed as atomizer nozzles and the cooling fluid is water.

Calender according to claim 9 or 10, characterized in that the valves ( 24 . 25 ) with a controller ( 26 ) connected to a sensor arrangement ( 27 ), which has at least one predetermined parameter of the material web ( 6 ) in the width direction.

Calender according to one of Claims 9 to 11, characterized in that the valves ( 24 . 25 ) are connected to a supply device of the inductor arrangement, the valves ( 24 . 25 ) opens when the ladder ( 16 . 17 ) are de-energized.

Calender according to one of claims 1 to 12, characterized in that on one of the heating means ( 12 ) opposite side of the heating roller ( 3 ) a cleaning device ( 28 ) is arranged.