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Die
Erfindung betrifft einen Kalander für die Behandlung einer Warenbahn,
insbesondere einer Papierbahn, nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Aus
EP 1 114 891 B1 ist
ein Kalander mit einem in Längsrichtung
schräg
zur Horizontalen geneigten Ständer
bekannt, an dem ein Walzenstapel mit einer ebenfalls geneigten Stapelebene
angeordnet ist. Der Walzenstapel weist Endwalzen und mehrere Zwischenwalzen
auf, die an der Unterseite des Ständers angeordnet sind. Die
Unter- und Oberwalze sind dabei durch hydraulische Spannvorrichtungen am
Ständer
fixierbar. Die Mittelwalzen sind von Hebeln getragen, die um Drehpunkte
im Ständer schwenkbar
sind und mit einem Anschlag zusammenwirken können, der ihre Lage bei einem
Absenken der Walzen fixiert. Die Hebel stehen etwa quer zur Stapelebene.
Beim Öffnen
des Walzenstapels sind die Arretiereinrichtungen hohen mechanischen Belastungen
ausgesetzt, so daß ein
starker Verschleiß auftritt.
Das Öffnen
des Walzenstapels ist ferner nicht hinreichend schnell, um den Anforderungen an
eine moderne Schnelltrennung bei einem Online-Betrieb mit Laufgeschwindigkeiten
der Warenbahn von über
1500 m/min zu genügen.
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Aus
EP 1 188 858 B1 ist
ein Kalander mit einem Walzenstapel bekannt, der mindestens vier
Walzen aufweist, deren Achsen in einer zur Horizontalen geneigten
Stapelebene liegen, wobei zumindest die zwischen den Endwalzen befindlichen
Mittelwalzen an Hebeln gelagert sind, an denen Kraftgeber angreifen.
Der Walzenstapel befindet sich dabei auf einer Oberseite des Ständers. Die
Schrägstellung
des Walzenstapels hat unter anderem den Vorteil, daß das Gewicht
der Mittelwalzen zu etwa 30% entlastet wird. Die Hebel stehen etwa
senkrecht zur Stapelebene. Sie sind um einen begrenzten Winkel schwenkbar, der
eine Walzentrennung und den Einsatz einer Walze durch eine Walze
anderen Durchmessers erlaubt. Die Kraftgeber sind Kolben-Zylinder-Einheiten,
die bei der Walzentrennung ein wirksames Dämpfungsglied bilden. Um das
Gewicht der Mittelwalzen weiter zu entlasten ist vorgesehen, daß die Hebel
doppelarmig sind und bis in eine etwa vertikale Stellung schwenkbar
sind, um das Mittelwalzengewicht wählbar und bis praktisch vollkommen
kompensieren zu können.
Eine Walzentrennung ist hier nur durch Anfahren bestimmter Winkelstellungen
der Hebel möglich.
Die Anforderungen an eine rasche Schnelltrennung können deshalb
nicht erfüllt
werden.
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Aus
EP 1 026 316 B1 ist
ein Kalander für bahnförmige Materialien,
wie Papier, mit einem Ständer
und einem Walzenstapel bekannt, der eine Unterwalze, eine Oberwalze
und mindestens eine dazwischen angeordnete Mittelwalze aufweist.
Die Stapelebene des Walzenstapels ist zur Horizontalen geneigt.
Damit die Trennung der Walzen besonders rasch erfolgen kann ist
vorgesehen, daß mindestens eine
Zwischenwalze relativ zur Nachbarwalze in einer etwa senkrecht zur
Stapelebene verlaufenden Querrichtung verlagerbar ist. Die Verlagerung
erfolgt durch Hydrozylinder, um die Querbewegung auf einfache Weise
zu steuern. Nachteilig ist das Erfordernis einer zusätzlichen
Steuerung. Die Querbewegung kann ferner zu unerwünschten Walzenkontakten bei Bahnrissen
führen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, einen Kalander nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 zu schaffen, der sehr gute Glätteergebnisse liefert und dabei
eine rasche Schnelltrennung zum Öffnen
des Walzenstapels erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Hierdurch
wird ein Kalander geschaffen, der zur Walzentrennung die Schwerkraftwirkung
der Walzengewichte nutzt und dadurch eine schnelle Walzentrennung
ermöglicht.
Die bekannten Kompensationsmöglichkeiten
der Eigengewichtskräfte
zur Einstellung einer Streckenlast-Kennlinie sind einsetzbar. Der
Kalander ist ferner vibrationsfest und erlaubt einen einfachen Walzenwechsel.
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Der
Walzenstapel kann eine wählbare
Anzahl Mittelwalzen aufweisen, wobei die die Mittelwalzen tragenden
Hebel vorzugsweise vertikal aufgehängt sind.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die mindestens eine Mittelwalze bei geöffnetem als auch geschlossenem
Walzenstapel in einem Traghebel vertikal aufgehängt. Dadurch ist die Mittelwalze
von ihrer Eigengewichtskomponente und der Kraftkomponente der überhängenden
Gewichte, die sonst in den Nip wirken, befreit, und zwar durch ihre vollkommene
Kompensation. Dies ermöglicht
eine exakte Einleitung und Einstellung der Streckenlasten bzw. Druckspannungen
im Nip. Dadurch ist auch die präzise
Steuerung der Satinage-Ergebnisse
gegeben. Beim Schnelltrennvorgang wird die Mittelwalze oder werden
die Mittelwalzen einzeln unter dem Einfluß ihrer Eigengewichtskräfte vorzugsweise
ausschließlich
in Vertikalrichtung abgesenkt. Der eine Mittelwalze tragende Hebel
wird dann nur durch Zugkräfte
belastet und befindet sich stets in einer statisch bestimmten, ausbalancierten,
d.h. stabilen Position. Der Walzenstapel ist hierdurch auch schwingungsdämpfend aufgebaut.
Die Entstehung vibrationserregender Impulse, die sonst die Einprägung eines
Verformungsmusters insbesondere bei den elastischen Walzen hervorrufen,
wird verhindert. Die Gefahr einer Beschädigung der elastischen Walzen
wird deutlich reduziert.
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Zum Öffnen und
Schließen
des Walzenstapels kann eine einfache vertikale Verfahrbarkeit des Hebels
einer Mittelwalze genutzt werden, wodurch eine Relativbewegung zu
den Nachbarwalzen ermöglicht
wird. Die beim Schnelltrennvorgang eingeleiteten Abbremskräfte, die
bis zum Stillstand der Walzen in ihrer Trennposition wirken, sorgen
ebenfalls für
einen vibrationsfreien Betrieb. Die vertikale Verfahrbarkeit des
Hebels einer Mittelwalze kann durch einen in den Hebel eingebauten
Hydrozylinder realisiert werden, der die Dämpfung bei Absenkung der Walzen
verstärken
kann.
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Gemäß einem
anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die mindestens eine Mittelwalze bei geöffnetem Walzenstapel in einem
Traghebel vertikal aufgehängt,
und zwar mit Abstand des Walzenkörpers
der Mittelwalze zu den benachbarten Walzen. Zum Schließen des
Walzenstapels wird der Hebel der mindestens einen Mittelwalze von
der vertikalen Position geringfügig
ausgeschwenkt. Bei mehreren Zwischenwalzen erfolgt dieses Ausschwenken
abgestuft. Beim Schnelltrennvorgang wird der Hebel oder werden die
Hebel entlastet und kehren in ihre vertikale Position zurück. Dadurch
werden die Walzen schnellstens voneinander getrennt und können sich an
dämpfenden
Kraftzylindern abstützen.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
und den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen
dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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1 zeigt
schematisch eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kalanders mit
geschlossenem Walzenstapel,
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2 zeigt
schematisch eine Seitenansicht des Kalanders gemäß 1 mit geöffnetem
Walzenstapel,
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3 zeigt
schematisch eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines Kalanders mit geöffnetem
Walzenstapel,
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4 zeigt
schematisch eine Seitenansicht des Kalanders gemäß 3 mit geschlossenem Walzenstapel.
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Die 1 und 2 zeigen
einen Kalander 1 für
die Behandlung einer Warenbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-
oder Textilbahn, mit mindestens einem zwischen einer geöffneten
und einer geschlossenen Stellung verstellbaren Walzenstapel 2 aus
jeweils einer oberen Endwalze 3 und einer unteren Endwalze 4 und
mindestens einer Zwischenwalze 5, 6, 7, 8,
die gemeinsam in einer zur Horizontalen geneigten Stapelebene S
an einer Unterseite 9 eines Ständers 10 angeordnet
sind. Die mindestens eine Zwischenwalze 5, 6, 7, 8 ist
an einem am Ständer 10 gehaltenen
Hebel 11, 12, 13, 14 gelagert.
In der geöffneten
Stellung des Walzenstapels 2, die in 2 dargestellt
ist, ist die mindestens eine Zwischenwalze 5, 6, 7, 8 als
ein an dem zugehörigen
Hebel 11, 12, 13, 14 aufgehängter Gewichtskörper frei
nach unten hängend
am Ständer 10 gehalten.
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Die
mindestens eine Zwischenwalze 5, 6, 7, 8 wird
vorzugsweise von einem vertikal aufgehängten Hebel 11, 12, 13, 14 getragen.
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Bei
dem in den 1 und 2 dargestellten
ersten Ausführungsbeispiel
eines Kalanders sind mehrere Zwischenwalzen 5, 6, 7, 8 mit
zugeordneten Hebeln 11, 12, 13, 14 vorgesehen,
wobei die Anzahl der Zwischenwalzen wählbar ist. Hier sind beispielsweise
vier Zwischenwalzen 5, 6, 7, 8 vorgesehen. Der
Walzenstapel 2 ist somit ein 6-Walzen-Stapel, der für eine zweiseitige
Behandlung einer Warenbahn vorgesehen sein kann. Der Walzenstapel 2 umfaßt vorzugsweise
harte und weiche Walzen zur Ausbildung von Soft-Nips. Zur Ausbildung
eines Wechselspalts können
ferner zwei benachbarte Zwischenwalzen 6, 7 als
weiche Walzen ausgebildet sein.
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Der
dargestellte Kalander weist einen Ständer 10 auf, der sich
unter einem Winkel von etwa 45° zu
einer horizontalen Stellfläche
H erstreckt. Kopfseitig ist der Ständer 10 über einen
Längsträger 15 mit einer
Stellflächen-Stütze 16 verbunden.
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Der
Walzenstapel 2 hängt
an der Unterseite 9 des Ständers 10, und zwar
mit einer Stapelebene S in der geschlossenen Stellung des Walzenstapels 2, wie
in 1 dargestellt, die ebenfalls in einem Winkel von
etwa 45° zu
der horizontalen Stellfläche
H verläuft.
Alternativ kann die Stapelebene einen Steigungsgrad im Bereich von
40 bis 50° besitzen.
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Die
obere Endwalze 3 und die untere Endwalze 4 sind
in Halterungen 17, 18, insbesondere Geradführungen,
gelagert, die am Ständer 10 befestigbar
sind, und zwar vorzugsweise wahlweise gleitverschieblich. Von mindestens
einem Ende ist der Walzenstapel 2 belastbar, wozu ein Hydraulikzylinder 19 vorgesehen
ist, der hier auf die Halterung 18 der unteren Endwalze 4 wirkt
und die Halterung 18 samt unterer Endwalze 4 in
der Stapelebene S verschiebt. Die obere und untere Endwalze 3, 4 sind
ferner vorzugsweise Biegeeinstellwalzen.
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Die
Mittelwalzen 5, 6, 7, 8 sind
mit ihren Lagern an zugehörigen
Hebeln 11, 12, 13, 14 befestigt, die
um Schwenkachsen 20, 21, 22, 23 am
Ständer 10 direkt
oder an zugehörigen
Halterungen 24, 25, 26, 27,
die am Ständer 10 befestigbar
sind, wie in 2 dargestellt, schwenkbar sind.
Die Zwischenwalzen 5, 6, 7, 8 sind
an dem zugehörigen
Hebel 11, 12, 13, 14 nach unten
hängend
gehalten, wozu die Hebel 11, 12, 13, 14 einarmig
oder zweiarmig ausbildbar sind. Hier sind die Hebel 11, 12, 13, 14 zweiarmig
ausgebildet, um die Hebel 11, 12, 13, 14 über Schwenkachsen 20, 21, 22, 23 an
den Halterungen 24, 25, 26, 27 aufzuhängen. Der
Schwenkbogen kann dann eng ausgebildet werden. Die Hebel 11, 12, 13, 14 sind
bei mehreren Zwischenwalzen 5, 6, 7, 8 derart
zueinander beabstandet am Ständer 10 gehalten,
daß in
der geschlossenen Stellung des Walzenstapels 2 alle Zwischenwalzen
frei nach unten hängen
und dabei vorzugsweise vertikal aufgehängt getragen sind. Mittels
der Halterungen 24, 25, 26, 27 sind
die an den Hebeln 11, 12, 13, 14 hängenden
Zwischenwalzen 5, 6, 7, 8 zueinander
positionierbar am Ständer 10 befestigt,
so daß für jeden
Walzendurchmesser einer Zwischenwalze 5, 6, 7, 8 für die frei
nach unten hängenden
Zwischenwalzen ein Schließen
des Walzenstapels einstellbar ist.
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Die
Hebel 11, 12, 13, 14 sind durch
Kraftgeber in Form von Kolben-Zylinder-Einheiten 28, 29, 30, 31 belastbar.
Bei der hier vorgesehenen zweiarmigen Ausbildung der Hebel 11, 12, 13, 14 greifen
die Kraftgeber 28, 29, 30, 31 an
dem den Gewichtskörper
der Zwischenwalze tragenden Ende gegenüberliegenden Ende an.
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Für eine Schnelltrennung
ist vorgesehen, daß die
Hebel 11, 12, 13, 14 verlängerbar
sind, wozu Zylindereinheiten vorgesehen sein können. Wie in 2 dargestellt,
ist eine Verlängerbarkeit
vorgesehen, wenn mehr als eine Zwischenwalze 5, 6, 7, 8 vorgesehen
sind. Werden die Hebel 11, 12, 13, 14 der
Zwischenwalzen 5, 6, 7, 8 unterschiedlich
lang gewählt,
dann wird der Walzenstapel getrennt, durch versetzt nach unten hängende Mittelwalzen 5, 6, 7, 8, wenn
die Endwalzen 3, 4 nach außen verschoben werden. Die
Bewegungsrichtungen sind durch Pfeile angedeutet.
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Die
den Walzenstapel 2 aufbauenden Walzen 3 bis 8 können alle
voneinander abweichende Walzendurchmesser besitzen. Die Walzendurchmesser
der Zwischenwalzen 5, 6, 7, 8 sind
dabei vorzugsweise kleiner als die Walzendurchmesser der Endwalzen 3, 4.
Bei mehreren Zwischenwalzen 5, 6, 7, 8 können alle
Zwischenwalzen auch gleiche Walzendurchmesser aufweisen.
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Alle
Walzen 3, 4, 5, 6, 7, 8 sind
weiterhin vorzugsweise mit einem eigenen Leistungsantrieb 32, 33, 34, 35, 36, 37 versehen.
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Die
Zwischenwalzen 6, 7 können als weiche Walzen ausgebildet
sein zur Ausbildung eines Wechselspalts.
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Alternativ
zu einem Walzenstapel mit einem Wechselspalt können zur zweiseitigen Behandlung einer
Papierbahn auch zwei Walzenstapel mit einer wählbaren Anzahl von Walzen vorgesehen
sein. Bevorzugt sind Walzenstapel mit jeweils drei bis fünf Walzen
und Soft-Nips.
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Zur
Führung
einer Warenbahn zwischen den Nips des Walzenstapels 2 können bekannte
außen liegende
Leitmittel Verwendung finden.
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Das
in den 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem zu den 1 und 2 beschriebenen
Ausführungsbeispiel
dadurch, daß die
aufgehängten
Zwischenwalzen 5, 6, 7, 8 in
einem vertikal hängenden Zustand
mit Abstand zueinander positioniert sind. Der Abstand kann zur Bestimmung
einer Nip-Öffnungsweite
wählbar
sein. Die Zwischenwalzen 5, 6, 7, 8 hängen dazu
vorzugsweise an Hebeln 51, 52, 53, 54,
die einarmig sind und mit im Ständer 10 vorgesehenen
Schwenkachsen 20, 21, 22, 23 angelenkt sind.
Unter dem Eigengewicht der Gewichtskörper der Zwischenwalzen 5, 6, 7, 8 hängen die
Hebel 51, 52, 53, 54 mit den
Zwischenwalzen 5, 6, 7, 8 als
Kopflast frei nach unten.
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An
jedem Hebel 51, 52, 53, 54 greift
ein Kraftgeber 28, 29, 30, 31 an, über den
ein jeder Hebel 51, 52, 53, 54 schwenkbar
ist, um die Zwischenwalzen 5, 6, 7, 8 derart
gegeneinander zu verschwenken, daß der Walzenstapel 2 in
der Stapelebene S geschlossen wird, wie dies in 4 dargestellt
ist. Pfeile verdeutlichen die Bewegungsrichtungen.
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Anschläge 55, 56, 57 können vorgesehen sein,
um ein Pendeln der ausgeschwenkten Zwischenwalzen 6, 7, 8 beim Öffnen des
Walzenstapels 2 zu vermeiden.
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Im übrigen gelten
die Ausführungen
zum ersten Ausführungsbeispiel
hier entsprechend.