Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einfluß überhängender Lasten zu vermindern, ohne
das Einfädeln
der Bahn übermäßig zu erschweren.
Diese
Aufgabe wird bei einem Kalander der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
daß jede Leiteinrichtung
an einem von der jeweiligen Walze getrennten Halter befestigt ist,
der parallel zur Pressenebene bewegbar ist.
Mit
dieser Ausgestaltung entkoppelt man mechanisch die Leiteinrichtung
von der zugeordneten Walze. Damit hat das Gewicht der Leiteinrichtung keinen
Einfluß mehr
auf die Druckspannung in dem Nip oder den Nips, die in Schwerkraftrichtung
unterhalb der entsprechenden Walze liegen. Dadurch, daß der Halter
nun parallel zur Pressenebene bewegbar ist, kann man dafür sorgen,
daß sich
der Abstand zwischen der Leiteinrichtung und den Nips, die durch die
entsprechende Walze begrenzt sind, beim Schließen der Nips nicht oder nur
in einem zulässigen Maße ändert. Man
kann nämlich
beim Schließen
der Nips die Position der Leiteinrichtungen parallel zur Pressenebene
verändern.
Insbesondere kann man vermeiden, daß sich die Bahnlänge zwischen
den Nips und der Leiteinrichtung so stark ändert, daß die Papierbahn reißen würde.
Hierbei
ist bevorzugt, daß mehrere
Leiteinrichtungen an einem gemeinsam Halter angeordnet sind. Dies
vereinfacht die konstruktive Ausbildung. Insbesondere ist es damit
möglich,
auch mehrere Leiteinrichtungen gemeinsam zu verschieben, wenn die
Nips im Walzenstapel des Kalanders geöffnet oder geschlossen werden.
Hierbei
ist besonders bevorzugt, daß alle Leiteinrichtungen
am gleichen Halter angeordnet sind. Dies ist erstaunlicherweise
möglich,
weil beim Zusammenfahren der Walzen nicht alle Nips gleichzeitig
geschlossen werden. Wenn man beispielsweise davon ausgeht, daß die Nips
in Schwerkraftrichtung von unten nach oben geschlossen werden, dann wird
die unterste Leitwalze so positioniert, daß sie im Moment des Schließens des
unteren Nips die gewünschte
Position einnimmt. Danach wird die untere Leiteinrichtung parallel
zu der entsprechenden Walze im unteren Bereich des Kalanders verlagert.
Bei dieser Bewegung ändert
sich aber die Länge
zwischen der Leiteinrichtung und dem Walzenstapel nicht mehr. Entsprechendes
gilt dann für
die weiter oben befindlichen Leiteinrichtungen, so daß man durch das
sukzessive Schließen
der Nips mit einem einzigen Halter auskommt.
Vorzugsweise
ist der Halter vom Walzenstapel weg verlagerbar. Man kann den Halter
dann für eine
zusätzliche
Funktion nutzen, nämlich
zum Erleichtern des Wechselns von Walzen. Das Wechseln von Walzen
hatte bislang immer erfordert, daß man die an der entsprechenden
Walze be findliche Leiteinrichtung abmontiert und sie wegtransportiert.
Erst dann war ein Ausbau der Walze möglich. Nach dem Einbau einer
neuen oder überarbeiteten
Walze mußte
man entsprechend die Leiteinrichtung herantransportieren und an
der Walzenlagerung befestigen. Diese zusätzlichen Montageschritte, also
die Demontage bzw. die Montage der Leiteinrichtung an der entsprechenden
Walze, wird nun dadurch ersetzt, daß der Halter von dem Walzenstapel
weg bewegt wird. Die Leiteinrichtungen können dabei am Halter fest montiert
bleiben.
Hierbei
ist besonders bevorzugt, daß der Halter
gegenüber
dem Walzenstapel verschwenkbar ist. Man muß im Grunde nur eine Verbindung
zwischen dem Walzenstapel und dem Halter lösen, Der Halter bleibt in einer
vorbestimmten Ausrichtung zum Walzenstapel, so daß die erneute
Montage nach dem Walzenwechseln relativ einfach wird. Das Verschwenken
eines Halters mit einem Zusatzaggregat an sich ist aus
EP 1 416 176 A2 bekannt.
Hier handelt es sich aber um einen Kompakt-Kalander mit nur zwei
Walzen.
Vorzugsweise
ist der Halter durch einen Antrieb verlagerbar. Da der Halter mit
der oder den daran befestigten Halteeinrichtungen teilweise ein
erhebliches Gewicht aufweisen kann, erleichtert ein derartiger Antrieb
die Positionierung der Leiteinrichtungen gegenüber den Walzen beim Schließen der Nips.
Hierbei
ist bevorzugt, daß der
Antrieb mit einem Antrieb zur Verlagerung der Walzen synchronisiert
ist Damit stellt man auf einfache Weise sicher, daß die Bewegung
der Walzen und die Bewegung der zugeordneten Leiteinrichtungen immer
so erfolgt, daß sich
keine unzulässigen
Längenänderungen
im Weg zwischen den Nips und den Leiteinrichtungen ergeben.
Vorzugsweise
wirkt der Antrieb der ersten Endwalze auch auf den Halter. Dies
ist eine besonders einfache Ausgestaltung, um die Bewegung der Walzen
und die Bewegung des Halters aufeinander abzustimmen.
Hierbei
ist besonders bevorzugt, daß der Halter
einen Mitnehmer aufweist, der mit einem Lagergehäuse der ersten Endwalzen in
Eingriff bringbar ist. Die Endwalze wird in der Regel direkt in
Verlagerungsrichtung angetrieben, beispielsweise durch eine entsprechend
ausgebildete Kolben-Zylinder-Einheit. Wenn man nun einen Eingriff
zwischen dieser Kolben-Zylinder-Einheit und dem Halter schafft,
dann kann die Kolben-Zylinder-Einheit
bei einer Bewegung der Endwalze auch den Halter mit bewegen. Eine Änderung
der Druckspannung in den Nips ist damit nicht verbunden.
Vorzugsweise
ist der Halter mit einer parallel zur Pressenebene wirkenden Kolben-Zylinder-Anordnung
verbunden. Diese Kolben-Zylinder-Anordnung kann die Bewegung des
Halters unterstützen, so
daß man
die bislang bekannte Kolben-Zylinder-Einheit, die zur Verlagerung
der ersten Endwalze verwendet wird, praktisch unverändert belassen kann.
Zusätzlich
kann die Kolben-Zylinder-Anordnung, die mit dem Halter verbunden
ist, auch als Dämpfungseinrichtung
verwendet werden.
Vorzugsweise
ist der Halter in einer Betriebsposition mit dem Ständer verriegelbar.
Der Halter kann also zusätzlich
noch als Zuganker verwendet werden, der bei einer Druckbeaufschlagung
der Walzen ein Aufspreizen des Ständers verhindert. Mit Hilfe
des Halters wird also eine Möglichkeit
geschaffen, daß sich
ein geschlossener Kraftfluß um
die Walzen herum ausbilden kann.
Vorzugsweise
sind die Leiteinrichtungen so auf dem Halter angeordnet, daß sie sich
bei geschlossenen Nips in einer optimalen Position befinden. Die
Leiteinrichtungen können
also relativ zum Halter ortsfest angeordnet sein. Die anfängliche
Position kann man bei geschlossenen Nips des Walzenstapels leicht
ermitteln.
Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
1 einen
Kalander in einem Betriebszustand,
2 den
Kalander mit geöffneten
Nips und
3 den
Kalander in einer Walzenwechselposition.
Ein
Kalander 1 weist einen Walzenstapel mit zehn Walzen auf,
der gebildet ist durch eine erste Endwalze 2, eine zweite
Endwalze 3 und acht Zwischenwalzen 4–11.
Die obere Endwalze 3 ist ortsfest in einem Ständer 12 gelagert.
Die Zwischenwalzen sind an Hebeln 13 gelagert. Jeder Hebel 13 ist
um eine Schwenkachse 14 gegenüber dem Ständer 12 verschwenkbar.
In nicht näher
dargestellter, aber an sich bekannter Weise sind Anschläge für die Hebel 13 vorgesehen,
die eine Schwenkbewegung der Hebel 13 gegenüber dem
Ständer 12 nach
unten (in der Zeichnung: im Uhrzeigersinn) begrenzen.
Um
die nachfolgende Erläuterung
zu vereinfachen, wird eine Pressenebene definiert, die durch eine
Achse 15 der ersten Endwalze 2 und eine Achse 16 der
zweiten Endwalze 3 bestimmt ist. Die Achsen der Zwischenwalzen 4–11 müssen sich
nicht unbedingt in dieser Pressenebene befinden. Ein kleiner seitlicher
Versatz ist zulässig.
Die
erste Endwalze 2, die auch als "Unterwalze" bezeichnet werden kann, ist durch eine
Kolben-Zylinder-Einrichtung 17 in
der Pressenebene verlagerbar. Die Kolben-Zylinder-Einrichtung hat zwei
Aufgaben. Zum einen dient sie, wie ein Vergleich zwischen den 1 und 2 zeigt,
zur Verlage der ersten Endwalze 2 gegenüber der zweiten Endwalze 3 und
damit zu einem Öffnen
von Nips 18–26,
die zwischen den Walzen 2–11 gebildet sind. Zum
anderen dient die Kolben-Zylinder-Einrichtung 17 auch dazu,
in den Nips 18–26 eine
gewisse Druckspannung zu erzeugen, wenn diese Nips 18–26 geschlossen
sind. Dieser Zustand ist in 1 dargestellt.
Anstelle
der dargestellten zehn Walzen können
auch Walzenstapel mit sechs oder acht Walzen verwendet werden. Die
Endwalzen 2, 3 sind dabei vorzugsweise als sogenannte
weiche Walzen ausgebildet, d.h. sie weisen einen elastischen Belag
auf. Auch die Zwischenwalzen 5, 6, 8 und 10 weisen
einen elastischen Belag auf, so daß die Nips 18, 19 und 21–26 als
sogenannte weiche Nips ausgebildet sind. Der Nip 20 ist
als Wechselnip ausgebildet, d.h. er ist durch zwei weiche Walzen 5, 6 begrenzt,
so daß beide
Seiten der Bahn an einer harten, beheizten Walze 4, 7, 9, 11 anliegen
können.
Wenn in einem Walzenstapel nur eine Bahnseite an harten Walzen anliegen
soll, dann reichen auch 5 oder 7 Walzen aus.
Wenn
die erste Endwalze 1 nach unten gefahren wird, dann fehlt
die Unterstützung
für die
darüber
befindlichen Zwischenwalzen 4–11. Dementsprechend
schwenken die Hebel 13 um die Schwenkachse 14 nach
unten, so daß sich
die geöffneten
Nips 18–26 ergeben,
wie in 2 dargestellt. In diesem Zustand kann eine Materialbahn,
beispielsweise eine Papier- oder Kartonbahn, durch die geöffneten
Nips eingeführt
werden. Dabei können
die Walzen 2–11,
die hierzu vorzugsweise alle über
einen eigenen Antrieb verfügen,
mit der Umfangsgeschwindigkeit gedreht werden, mit der die nicht
näher dargestellte
Bahn zugeführt
wird.
Die
Bahn ist, wenn sie in den Kalander 1 eingeführt ist,
um Leitwalzen 27–31 geführt. Hinter
dem oberen Nip 26 kann noch eine Hilfsleitwalze 32 angeordnet
sein. Die Leitwalzen 27–32 stellen sicher,
daß die
Bahn nach dem Durchlaufen eines Nips von den Walzen abgehoben wird,
die den Nip begrenzen. Dargestellt sind Leitwalzen 27–32 auf
der oberen Seite der Pressenebene, die durch die Achsen 15, 16 der
beiden Endwalzen 2, 3 definiert ist. Auf der gegenüberliegenden
Seite können
ebensolche Leitwalzen angeordnet sein, die gegenüber den dargestellten Leitwalzen 27–31 versetzt
sind. Diese Leitwalzen auf der anderen Seite der Pressenebene sind
aus Gründen
der Übersicht
nicht dargestellt. Sie können fest
im Ständer 12 gelagert
sein, vorzugsweise im Bereich der Schwenkachsen 14 der
Hebel 13.
Die
Leitwalzen 27–32 sind
an einem Halter 33 befestigt und zwar gegenüber dem
Halter 33 ortsfest. Die Leitwalzen 27–32 haben
dabei an dem Halter 33 eine Position, in der sie im Betriebszustand, also
wenn die Walzen 2–11 zusammengefahren
sind und die Nips 18–26 geschlossen
sind, eine optimale Position gegenüber den Nips 18–26 haben.
Der
Halter 33 ist als Zuganker ausgebildet. Er ist an seinem
unteren Ende an einer Schwenkachse 34 mit dem Ständer 12 verbunden.
Am oberen Ende ist er auf einer Gleitführung 35 verschiebbar.
In der in 1 dargestellten Position, in
der die Nips 18–26 geschlossen
sind, ist der Halter 33 auch am Ständer 32 festlegbar,
so daß er
Zugkräfte
aufnehmen kann, die sich ergeben, wenn die Walzen 2–11 durch
die Kolben-Zylinder-Einrichtung 17 mit einer Preßkraft beaufschlagt
werden.
Wie
aus 3 zu erkennen ist, kann der Halter 33 um
die Schwenkachse 34 gegenüber dem Ständer 12 verschwenkt
werden, so daß die
Zwischenwalzen 4–11 bei
geöffneten
Nips 18–26 aus- und
eingebaut werden können.
Mit dem Abschwenken des Halters 33 werden nämlich auch
die Leitwalzen 27–32 vom
Walzenstapel entfernt, so daß sie
den Aus- und Einbau der Zwischenwalzen 4–11 nicht
behindern.
Der
Halter 33 ist gegenüber
einem Halterfuß 36 parallel
zur Pressenebene verschiebbar, wie dies durch einen Doppelpfeil 37 angedeutet
ist. Wenn der Halter 33 parallel zur Pressenebene ausgerichtet
ist, dann kann er parallel zu der Pressenebene verlagert werden.
Um diese Verlagerung zu bewirken, ist der Halter 33 mit
dem Halterfuß 36 über eine
Kolben-Zylinder-Anordnung 38 verbunden. Diese kann im Betrieb
auch eine Schwingungsdämpfungsfunktion übernehmen.
Zusätzlich weist
der Halter 33 noch einen Mitnehmer 39 auf, der
mit der ersten Endwalze 2, genauer gesagt einem nicht näher dargestellten
Lagergehäuse
der Endwalze 2, in Eingriff kommt, wenn der Halter 33 parallel
zur Pressenebene ausgerichtet worden ist. Wenn nun die erste Endwalze 2 durch
die Kolben-Zylinder-Einheit 17 verlagert wird, dann wird über den
Mitnehmer 39 automatisch auch der Halter 33 verlagert,
so daß sich
zunächst
die untere Endwalze 2 synchron mit dem Halter 33 bewegt,
wenn die untere Endwalze 2 in Richtung auf die obere Endwalze 3 bewegt
wird. Dabei ändert
sich der Abstand zwischen der unteren Leitwalze 31 und
der unteren Endwalze 2 nicht. Im Moment des Schließens des unteren
Nips 18 zwischen der ersten Endwalze 2 und der
ersten Zwischenwalze 4 hat die untere Leitwalze 31 dann
gegenüber
dem Nip 31 die optimale Position, also die Position, die
auch in der in 1 dargestellten Betriebsstellung
gewünscht
ist.
Bei
einer weiteren Verlagerung der unteren Endwalze 2 wird
bei geschlossenem Nip 18 die erste Zwischenwalze 4 mit
bewegt. Die untere Leitwalze 31 bleibt dann ortsfest zu
der Gruppe der beiden Walzen 2, 4, d.h. der Abstand
von der unteren Leitwalze 31 zum geschlossenen Nip 18 wird
nicht mehr verändert.
Dementsprechend ergeben sich hier auch keine Bahnlängenänderungen,
die das Risiko eines Reißens
der Materialbahn mit sich bringen.
Wenn
dann der nächste
Nip 19 geschlossen wird, ist die untere Leitwalze 31 immer
noch in der optimalen Position zu den beiden Nips 18, 19.
Gleichzeitig ist auch die nächste
Leitwalze 30 in einer optimalen Position zu den Walzen 4, 5.
Bei einer weiteren Bewegung der ersten Endwalze 2 wird
dann eine Gruppe aus den drei unteren Walzen 2, 4, 5 mit
den zugehörigen
Leitwalzen 30, 31 bewegt. Bei dieser Bewegung ändert sich
die Ausrichtung der drei Walzen 2, 4, 5 und
der Leitwalzen 30, 31 nicht mehr, so daß die gleiche
Vorgehensweise sich beim Schließen des
nächsten
Nips 20 wiederholt.
Die
Kolben-Zylinder-Anordnung 38 kann dabei die Kolben-Zylinder-Einheit 17 bei
der Bewegung des Halters 33 unterstützen. Die Synchronisierung zwischen
den Bewegungen der unteren Endwalze 2 und des Halters 33 erfolgt
dabei über
den Mitnehmer 39.
Im
vorliegend beschriebenen Beispiel wurden die Nips des Walzenstapels
von unten nach oben geschlossen. Dies ist aber nicht zwingend. Auf
entsprechende Weise kann man einen Kalander ausgestalten, bei dem
die Nips von oben nach unten geschlossen werden. Auch ist es möglich, einen
Kalander so auszugestalten, daß eine
mittlere Walze ortsfest gehalten wird und die Nips unterhalb dieser
Walze von unten nach oben und die Nips oberhalb dieser Walze von
oben nach unten geschlossen werden. In diesem Fall ist es zweckmäßig, den
Halter in zwei Teile aufzuteilen.