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TECHNISCHER BEREICH
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 verbunden.
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STAND DER TECHNIK
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Bei
der Kalandrierung wird im Allgemeinen eine Verbesserung der Eigenschaften,
wie zum Beispiel der Glätte
und des Glanzes eines bahnartigen Materials angestrebt, wie zum
Beispiel einer Papier- oder Kartonbahn. Die Bahn wird bei der Kalandrierung
in einen zwischen zwei gegeneinander pressenden Walzen gebildeten
Walzenspalt bzw. Kalandrierungswalzenspalt ge führt, in dem die Bahn durch
Einwirkung von Wärme,
Feuchtigkeit und Walzenspaltdruck deformiert wird. Die Walzenspalte
werden im Kalander zwischen einer glattflächigen Andruckwalze, wie zum
Beispiel einer Metallwalze, und einer mit einer elastischen Beschichtung
versehenen Walze, wie zum Beispiel einer Polymerwalze, gebildet.
Die mit einer elastischen Fläche
versehene Walze passt sich an die Oberflächenformen der Bahn an und presst
die Bahngegenseite gleichmäßig gegen
die glattflächige
Andruckwalze.
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Ein
Mehrfachwalzenkalander setzt sich mindestens aus zwei Walzen zusammen,
zwischen denen ein Walzenspalt gebildet wird. Ein Mehrfachwalzenkalander
kann aus einem Walzenstapel zusammengesetzt sein, wobei die Walzenspalte
jeweils zwischen zwei ein Paar darstellenden Walzen gebildet werden.
Auch kann ein Mehrfachwalzenkalander mehrere parallele Walzenstapel
umfassen. Ein Walzenstapel kann sich in der Senkrechten befinden oder
einen Winkel mit einer Waagerechten bilden.
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Ein
Mehrfachwalzenkalander kann also aus einem oder mehreren Walzenstapeln
bestehen, die eine obere Walze und eine untere Walze sowie Zwischenwalzen
aufweisen. Hierbei sind die obere Walze und die untere Walze durchbiegungskompensierte Walzen,
wobei das Profil für
die Bahn in einem Profilierwalzenspalt zwischen der oberen Walze
und der obersten Zwischenwalze sowie in einem Profilierwalzenspalt
zwischen der unteren Walze und der untersten Zwischenwalze reguliert
werden kann. Das Profil einer Bahn lässt sich nicht direkt in Walzenspalten zwischen
den Zwischenwalzen regulieren, doch übertragen sich die Formen des
Profils von der unteren Walze auf die Walzenspalte zwischen den
Zwischenwalzen abgeschwächt.
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Ein
Mehrfachwalzenkalander kann auch unterschiedliche Walzenspalte in
der Art aufweisen, dass jeder Walzenstapel nur zwei Walzen umfasst, zwischen
denen ein Kalandrierungswalzenspalt gebildet wird. Eine Durchbiegung
der Walzen für
die Walzenspalte lässt
sich mit Durchbiegungskompensierungsvorrichtungen, die an den oberen
und unteren Walzen positioniert sind, in der Weise kompensieren,
dass die Profilierwalzenspalte eine gradlinige Form erhalten.
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In
den beiden vorstehenden Fällen
weist jeder Profilierwalzenspalt eine eigene Profilregulierung auf,
aber das Messprofil stammt von einer gemeinsamen Messvorrichtung
bzw. einem gemeinsamen Messrahmen, welcher nach dem letzten Profilierwalzenspalt
positioniert ist. Der Messrahmen misst also nur die Wechselwirkung
von Profilierwalzenspalten auf das Profil der Bahn. Die getrennte
Wirkung eines jeden Walzenspalts auf das Profil der Bahn wird mit einer
derartigen Anordnung nicht ermittelt.
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Das
Problem einer derartigen Anordnung liegt darin, dass die Profilregulierungen
für die
Profilierwalzenspalte Grenzwerte erreichen. Das Profil der Bahn
kann gut sein, doch haben die Regelungen dabei die Fehler der anderen
Regelungen durch entgegengesetzte Profile kompensiert, wobei die
in einer extremen Position befindlichen Regelungen nicht mehr auf Änderungen
reagieren können.
Dieses Phänomen
tritt je nach Geschwindigkeit der Reguliervorrichtungen innerhalb
einiger Stunden oder manchmal sogar in weniger als einer Stunde
auf.
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Ein
Grund dafür,
dass die Profilierwalzenspalte und die dazugehörigen Reguliervorrichtungen unabhängig voneinander
nicht gleich bleiben, liegt darin, dass die Reguliervorrichtungen
allgemein nicht vollkommen frei fungieren, sondern eine Rückkopplungsinfo
von der Profilierwalze erhalten. Wenn die Reguliervorrichtung die
neuen Leitwerte für
die Belastungsorgane einer durchbiegungskompensierten Walze errechnet
hat, werden diese in eine so genannte Optimierungsberechnung eingegeben.
Das Ergebnis der Berechnung ist ein realisierter Lastdruck und die
daraus zu realisierenden Walzendrücke. Das realisierte Lastprofil
wird nicht unbedingt mechanisch vollkommen gleich in den verschiedenen
Profilierwalzenspalten verwirklicht. Die Regelung wurde so realisiert,
dass als Ausgangspunkt für
die nächste
Regulierungsberechnung das vorherige umgesetzte Profil verwendet
wird. Dies ist ein Grund warum zwei getrennte Regelungen in etwas
anderer Art und Weise auf die in der Bahn vorkommenden Änderungen
reagieren. Auch unterschiedliche optimierbare Regelungen berücksichtigen
die Breiten für
die Bereiche der Belastungsorgane und wirken sich so auf den Ausgang
der Regelung aus.
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Es
ist auch möglich
die Regelungen so vorzusehen, dass die Reguliervorrichtung keine
Rückkopplung
von der Optimierungsberechnung der Walzen aufweist. Hierbei können zwei
voneinander unabhängige
Reguliervorrichtungen länger
synchron bleiben, aber irgendwann geraten die Ausgänge der Regelungen
in unterschiedliche Situationen, die zum Beispiel aus Ungenauigkeiten
bei der Berechnung etc. herrühren.
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Das
vorstehend genannte Problem wird häufiger auftreten, wenn die
Anzahl der Belastungsorgane für
die verschiedenen Profilierwalzenspalte nicht gleich ist. Hierbei
muss das Messsignal auf eine unterschiedliche Anzahl von Berechnungspunkten
verteilt werden, was verschiedenartige Filtrierungen zur Folge hat.
Das auf einen breiten Berechnungspunkt aufgeteilte Messsignal verliert
die höchsten
Spitzen.
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Das
betreffende Problem wurde nach dem Stand der Technik zum Beispiel
in der Weise gelöst, dass
die Regelungen für
die auf den ersten Profilierwalzenspalt folgenden Profilierwalzenspalte
so langsam abgestimmt werden, dass diese infolge von Profilstörungen in
keinerlei Richtung abweichen. Wenn hierbei nur mit den Profilierwalzenspalten
einer langsameren Regelung gefahren werden soll, ist die Regelung
zu langsam. Beim Betrieb aller Profilierwalzenspalte bleibt die
Profilierleistung von langsamen Profilierwalzenspalten ungenutzt.
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Eine
zweite Lösung
nach dem Stand der Technik besteht darin, dass in jedem Profilierwalzenspalt
immer das gleiche Lastprofil angewendet wird, wenn die Profilierwalzenspalte
mit einer automatischen Regelung betrieben werden. Wenn die auf
den ersten Profilierwalzenspalt folgenden Profilierwalzenspalte
mit einer manuellen Regelung betrieben werden und diese auf die
automatische Regelung umgeschaltet werden, ändern sich die Profile der
betreffenden Profilierwalzenspalte unmittelbar in das gleiche Profil
wie im ersten Profilierwalzenspalt. Infolge der raschen Änderung
der Profile der auf den ersten Profilierwalzenspalt folgenden Profilierwalzenspalte
erfolgt auch eine rasche Änderung
im Profil der Bahn.
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Eine
dritte Lösung
nach dem Stand der Technik besteht darin, dass die Profile der auf
den ersten Profilierwalzenspalt folgenden Profilierwalzenspalte nur
mit einer manuellen Regelung betrieben werden. Die mit einer manuellen
Regelung betriebenen Profilierwalzenspalte müssen hierbei ständig reguliert werden,
damit sie dem Lastprofil des mit der automatischen Regelung betriebenen
Profilierwalzenspalts entsprechen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
hauptsächlichen
Kennzeichen eines Verfahrens nach der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil
des Anspruchs 1 dargestellt.
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Bei
einer Lösung
nach der Erfindung wird für jeden
Profilierwalzenspalt eine rasche getrennte Regelung vorgesehen und
ein Profilierwalzenspalt als so genannter Referenz-Profilierwalzenspalt
gewählt. Der
Wert für
das Lastprofil dieses Referenz-Profilierwalzenspalts
wird in kleinen Schritten auf die Lastprofile der anderen Profilierwalzenspalte
kopiert. Der Referenz-Profilierwalzenspalt ist vorteilhaft der erste Profilierwalzenspalt
eines Kalanders in Laufrichtung der Bahn, weil dieser Profilierwalzenspalt
die größte Wirkung
auf das Profil der Bahn ausübt.
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Bei
einer Lösung
nach der Erfindung ist die Wirkung der in kleinen Schritten erfolgenden
Kopierfunktion auf das Lastprofil der anderen Profilierwalzenspalte
mindestens dreimal stärker
im Vergleich zur Wirkung der getrennten raschen Regelungen der erwähnten anderen
Profilierwalzenspalte auf das Lastprofil.
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Die
Kopierfunktion verhindert, dass die Profilierwalzenspalte zu entgegengesetzten
Profilen gelangen, da die Kopierfunktion die Faktoren übergeht, welche
die Profile in eine unterschiedliche Richtung bringen. Wesentlich
ist, dass durch das Kopieren zwischenzeitlich unterschiedliche Profile
erlaubt werden können,
wie zum Beispiel in Ausgangssituationen, Fehlersituationen und bei Änderungen,
die der Bediener aus irgendeinem Grund vornimmt.
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Eine
Lösung
nach der Erfindung eignet sich für
die Regelung des Dickeprofils für
die Bahn.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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In 1 sind
die Lastprofile von Profilierwalzenspalten eines mit zwei Profilierwalzenspalten ausgerüsteten Kalanders
in einer Lösung
nach dem Stand der Technik dargestellt, wobei der erste Profilierwalzenspalt
eine langsame Regelung aufweist und der zweite Profilierwalzenspalt
eine rasche Regelung.
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In 2 sind
die Lastprofile von Profilierwalzenspalten eines mit zwei Profilierwalzenspalten ausgerüsteten Kalanders
in einer Lösung
nach dem Stand der Technik dargestellt, wobei beide Profilierwalzenspalte
die gleichen Lastprofile aufweisen.
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In 3 sind
die Lastprofile von Profilierwalzenspalten eines mit zwei Profilierwalzenspalten ausgerüsteten Kalanders
in einer Lösung
nach der Erfindung dargestellt, wobei die Profilierwalzenspalte unterschiedliche
Lastprofile aufweisen.
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In 4 sind
die Lastprofile von Profilierwalzenspalten eines mit zwei Profilierwalzenspalten ausgerüsteten Kalanders
in einer Lösung
nach dem Stand der Technik dargestellt, wobei die Profilierwalzenspalte
unterschiedliche Lastprofile aufweisen.
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In 5 ist
eine Prinzipabbildung eines mit zwei getrennten Profilierwalzenspalten
ausgerüsteten
Kalanders dargestellt, bei der eine Lösung nach der Erfindung angewendet
werden kann.
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BESCHREIBUNG VON VORTEILHAFTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 1 sind
die Lastprofile von Profilierwalzenspalten eines mit zwei Profilierwalzenspalten ausgerüsteten Kalanders
in einer Lösung
nach dem Stand der Technik dargestellt, wobei der erste Profilierwalzenspalt
N1 eine langsame Regelung aufweist und der zweite Profilierwalzenspalt
N2 eine rasche Regelung. Die rasche Regelung des zweiten Profilierwalzenspalts
N2 reagiert bei Punkt 1) rasch auf eine in der Papierbahn aufgetretene
Störung,
aber die langsame Regelung des ersten Profilierwalzenspalts N1 reagiert
nicht auf diese in der Papierbahn aufgetretene Störung.
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In 2 sind
die Lastprofile von Profilierwalzenspalten eines mit zwei Profilierwalzenspalten ausgerüsteten Kalanders
in einer Lösung
nach dem Stand der Technik dargestellt, wobei beide Profilierwalzenspalte
die gleichen Lastprofile aufweisen. Bei Punkt 2) ist eine Situation
dargestellt, in der der zweite Profilierwalzenspalt N2 mit einer
manuellen Regelung betrieben wird. Wenn dieser zweite Profilierwalzenspalt
N2 zurück
auf eine automatische Regelung geschaltet wird, ändert sich das Lastprofil des
zweiten Profilierwalzenspalts N2 plötzlich zu einem gleichen Lastprofil
wie beim ersten Profilierwalzenspalt N1, wodurch eine Störung im
Papierprofil verursacht wird. Bei einer solchen Situation sollte
der zweite Profilierwalzenspalt N2 mit dem bei der manuellen Regelung
erreichten Wert Weiterbetrieben werden.
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In 3 sind
die Lastprofile von Profilierwalzenspalten eines mit zwei Profilierwalzenspalten ausgerüsteten Kalanders
in einer Lösung
nach der Erfindung dargestellt, wobei die Profilierwalzenspalte N1,
N2 unterschiedliche Lastprofile aufweisen. Dieses unterschiedliche
Lastprofil der Profilierwalzenspalte N1, N2 kann zum Beispiel daher
rühren,
dass im zweiten Profilierwalzenspalt N2 bei Punkt 3) ein Ventilfehler
aufgetreten ist oder daher, dass der Bediener aus ir gendeinem Grund
bei Punkt 4) für
den zweiten Profilierwalzenspalt N2 manuell ein unterschiedliches
Profil im Vergleich zum Lastprofil des ersten Profilierwalzenspalts
N1 steuern wollte. Wenn der Ventilfehler des zweiten Profilierwalzenspalts
N2 beseitigt oder die Regelung des zweiten Profilierwalzenspalts
N2 auf eine automatische Regelung umgeschaltet wird, fährt die
Regelung des zweiten Profilierwalzenspalts N2 mit dem momentanen
Wert fort und nähert
sich langsam dem Wert für
das Lastprofil des ersten Profilierwalzenspalts N1.
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In 4 sind
die Lastprofile von Profilierwalzenspalten eines mit zwei Profilierwalzenspalten ausgerüsteten Kalanders
gemäß einer
Lösung
nach dem Stand der Technik dargestellt, wobei die Profilierwalzenspalte
unterschiedliche Lastprofile aufweisen. Da hier keine Kopierfunktion
vorliegt, werden die Profilierwalzenspalte N1, N2 weiterhin mit
den Profilen nach der Abbildung betrieben bzw. sind sie an den Punkten
5) und 6) zu entgegen gesetzten Profilen gelangt.
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In 5 ist
eine Prinzipabbildung eines mit zwei getrennten Profilierwalzenspalten
ausgerüsteten
Kalanders dargestellt, bei der eine Lösung nach der Erfindung angewendet
werden kann. Der Kalander weist zwei hintereinander liegende getrennte Profilierwalzenspalte
N1, N2 auf. Der erste Profilierwalzenspalt N1 wird zwischen einer
ersten durchbiegungsgeregelten Walze 11 und einer ersten
Thermowalze 12 gebildet und der zweite Profilierwalzenspalt N2
zwischen einer zweiten durchbiegungsgeregelten Walze 21 und
einer zweiten Thermowalze 22. Die zu kalandrierende Bahn
W läuft
zwischen den Profilierwalzenspalten N1, N2 hindurch und wird nach
dem zweiten Profilierwalzenspalt N2 zu einer Messvorrichtung bzw.
einem Messrahmen 30 geführt,
mit dem die Eigenschaften der Bahn W gemessen werden. Die Messsignale
des Messrahmens 30 werden zu einer Steuereinheit 40 geleitet,
mit der die durchbiegungskompensierten Walzen 11, 21 der
Profilierwalzenspalte N1, N2 gesteuert werden. Wenn die Profilierwalzenspalte
N1, N2 nach einem Bahnriss geschlossen werden, setzt jeder Profilierwalzenspalt N1,
N2 den Betrieb mit dem Lastprofil fort, der vor dem Bahnriss aktuell
war. Der Bediener kann auch irgendein anderes Lastprofil wählen, wenn
zum Beispiel die zu verwendende Papierqualität gewechselt wird. Hierbei
wird als Ausgangsprofil für
beide Profilierwalzenspalte N1, N2 das gleiche Lastprofil gesetzt.
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Die
Anwendung der Erfindung ist nicht an einen in 5 dargestellten
Kalander gebunden, sondern kann für alle Kalander eingesetzt
werden, die mindestens zwei Profilierwalzenspalte aufweisen. Somit
lässt sich
die Erfindung auch zum Beispiel auf Kalander anwenden, welche drei
oder mehrere getrennte, mit einer Profiliermöglichkeit ausgerüstete Kalandrierungswalzenspalte
aufweisen. Die Erfindung kann auch für Kalander an gewendet werden, die
einen oder mehrere Walzenstapel aufweisen, wobei jeder Walzenstapel
eine obere Walze und eine untere Walze sowie Zwischenwalzen umfasst.
Hierbei sind die obere Walze und die untere Walze durchbiegungskompensiert,
wodurch zwischen der oberen Walze und der obersten Zwischenwalze
sowie zwischen der unteren Walze und der untersten Zwischenwalze
ein Profilierwalzenspalt gebildet wird. Die Walzenstapel können sich
in der Senkrechten befinden oder einen Winkel mit einer Waagerechten bilden.
Der über
den Mittelpunkten der Walzen des Walzenstapels eingezeichnete Strich
kann gerade oder gestrichelt sein.
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Vorstehend
sind lediglich einige vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt; dem Fachmann ist klar, dass an diesen zahlreiche Modifikationen
im Rahmen der beiliegenden Patentansprüche vorgenommen werden können.