Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kalander gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 bzw. die Kalandrierung einer Papier- oder Kartonbahn.The
The present invention relates to a calender according to the preamble
of claim 1 or the calendering of a paper or board web.
Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Kalandrierung einer Papier-
oder Kartonbahn.The
The invention also relates to a method for calendering a paper
or cardboard web.
Die
Funktion der Kalandrierung besteht in der Erhöhung der Glattheit und des
Glanzes von Papier oder Karton sowie in der Verbesserung anderer Eigenschaften
der Druckfläche.
Bei der Kalandrierung von Papier oder Karton wird die Bahn in einem Walzenspalt
zwischen zwei einander gegenüberliegenden
Walzen bearbeitet. Die Kalanderwalzen können einen harten oder weichen
Oberflächenüberzug aufweisen.
Bei Walzen mit weicher Oberfläche
besteht der Überzug
der Walze aus Papier, anderem Faserstoff oder einem Polymerwerkstoff.
Von Walzen mit harter Oberfläche
werden zwei Arten hergestellt: Thermowalzen und durchbiegungskompensierte Walzen.
Thermowalzen sind zur Steuerung der Verformung der Bogenoberfläche geeignet.
Thermowalzen können
mittels Öl,
Dampf oder anderen Mitteln wie zum Beispiel induktive Erwärmung geheizt/gekühlt werden.
Durchbiegungskompensierte Walzen sind zur Steuerung der Dicke in
Querrichtung der Maschine und des Glanzprofils der laufenden Bahn
geeignet. Herkömmlicherweise
ist der Mantel der durchbiegungskompensierten Walzen aus Gusseisen
hergestellt. Bei Weichwalzen- und Mehrwalzenkalandern ist der Mantel
der durchbiegungskompensierten Walze in der Baugruppe mit einem
weichen Polymerwerkstoff überzogen.The
Function of the calendering consists in the increase of the smoothness and the
Gloss of paper or cardboard and in the improvement of other properties
the printing surface.
When calendering paper or cardboard, the web becomes a nip
between two opposite ones
Rolls processed. The calender rolls can be a hard or soft one
Surface coating have.
For soft-surfaced rollers
is the coating
the roll of paper, other pulp or a polymer material.
From hard surface rollers
Two types are produced: thermo rolls and deflection compensated rolls.
Thermo rolls are suitable for controlling the deformation of the sheet surface.
Thermo rolls can
by oil,
Steam or other means such as induction heating heated / cooled.
Deflection-compensated rollers are used to control the thickness in
Transverse direction of the machine and the gloss profile of the moving web
suitable. traditionally,
is the mantle of deflection-compensated cast iron rollers
produced. For soft-roll and multi-roll calenders, the jacket is
the deflection-compensated roller in the assembly with a
soft polymer material coated.
Mit
der Erhöhung
von Kalanderbahngeschwindigkeiten traten verschiedene Arten von
Komplikationen auf Grund von Schwingungen öfter als jemals zuvor auf.
Eines der bei der Kalandrierung auftretenden Schwingungsprobleme
betrifft die vertikale Schwingung von Kalanderbaugruppenwalzen,
wodurch Dickenschwankungen in der Bahn auftreten, die somit die
Qualität
des Papierbogens verschlechtern. Im Bereich der Papierherstellung
ist dieses Phänomen
als Querstreifigkeit bekannt. Auf der Bogenoberfläche erscheint
Querstreifigkeit als einheitlich beabstandete Dickenschwankungen
in Maschinenrichtung, die als verglaste Streifen in Querrichtung
der Maschine sichtbar sind, die im Allgemeinen in einem Abstand
von 12 bis 250 mm voneinander über
die Bahn verlaufen. Querstreifigkeit kann die Bedruckbarkeit zum
Beispiel von Zeitungspapier verschlechtern, da die Druckfarbe unterschiedlich
auf dünnen und
glänzenden
Bereichen des Bogens im Vergleich zu dicken Bereichen des Bogens
haftet. Weiterhin erhöht
die Querstreifigkeit im Wesentlichen die Wartungskosten eines Kalanders,
weil die Kalanderwalzen in kürzeren
Abständen
als normalerweise ausgetauscht werden müssen. Bei hohem Querstreifigkeitsrisiko
müssen
die Laufgeschwindigkeit und der Feuchtigkeitsgehalt der Bahn verringert
werden, wodurch der Kalanderdurchsatz drastisch zurückgeht.With
the increase
From calendering speeds came different types of
Complications due to vibrations more often than ever before.
One of the vibration problems associated with calendering
concerns the vertical vibration of calender assembly rolls,
whereby thickness variations occur in the web, which thus the
quality
of the paper sheet. In the field of papermaking
is this phenomenon
known as streaking. Appear on the arch surface
Transverse striping as uniformly spaced variations in thickness
in the machine direction, called glazed strips in the transverse direction
The machine is generally visible at a distance
from 12 to 250 mm apart from each other
the railway run. Tearstrip can be printability for
Example of newsprint worsen as the ink varies
on thin and
shiny
Areas of the arc compared to thick areas of the arc
liable. Continue to increase
the streakiness is essentially the maintenance cost of a calender,
because the calender rolls in shorter
intervals
than normally need to be exchanged. At high risk of cross stripping
have to
reduces the running speed and the moisture content of the web
which dramatically reduces calender throughput.
Die
Querstreifigkeitsschwingung von Walzen in Vertikalrichtung wird
aus vielen Gründen
verursacht, die mit Konstruktionsfaktoren des Kalanders zusammenhängen, zum
Beispiel verschlissenen und querstreifigen Walzen, Erregungen von
der Nasspartie der Papierherstellungsmaschine und von in dem Pressbereich
auftretenden Schwingungen.The
Rippling vibration of rolls in the vertical direction becomes
for many reasons
which are related to design factors of the calender, for
For example, worn and streaked rollers, excitation of
the wet end of the papermaking machine and in the press area
occurring vibrations.
Der
allgemeinste Grund für
Querstreifigkeit ist jedoch die sogenannte mechanische Rückkopplungswirkung,
welche die Selbsterregung von Kalanderwalzenschwingungen in den
natürlichen
Schwingungsmodi in Vertikalrichtung und natürliche Frequenzen der Kalanderkonstruktion
herbeiführt.
Ein Rückkopplungsmechanismus
kann mithilfe eines Linearfeder-Massenmodells als Modell gebaut
werden, wobei Massenelemente die Walzen darstellen, und der durch
die Walzenspalte hindurchgehende Bogen durch zwischen den Massenelementen
verbundene Federn dargestellt ist, wenn das Modell die Verwendung
von Walzen mit harter Oberfläche
simuliert. Wenn eine kleine Störung
den Kalander in seinen Schwingungsmodi in natürlicher Frequenz in Schwingung
versetzt, ist der Walzenspaltdruck betroffen. Hierbei weist die
Papierbahn nach dem Verlassen des obersten Kalanderwalzenspaltes
Dickenschwankungen auf, die sich zu den darauffolgenden Walzenspalten
fortpflanzen und als eine Erregungsquelle für Schwingungen in den Walzenspalten
wirken. Wenn die Dickenschwankungen des Bogens in die nächsten Walzenspalte
in einer geeigneten Phase im Verhältnis zu der momentanen Bewegung
der Rollen eintreten, welche die Bahn auf beiden Seiten eines gegebenen
Walzenspaltes pressen, wird die Amplitude der natürlichen
Schwingung des Walzenpaares verstärkt. In einem laufenden Kalander
ist die Raumfrequenz von Dickenschwankungen in Maschinenrichtung
entlang des sich bewegenden Bogens dieselbe wie die natürliche Frequenz,
welche die Querstreifigkeitsdickenschwankungen verursacht, welche die
Resonanzwirkung herbeiführen.
In Mehrwalzenkalandern können
Bogendickenschwankungen auch in anderen als dem obersten Walzenspalt
auftreten, was bedeutet, dass in dem Kalander viele Rückkopplungspfade
vorhanden sein können.
Nach einer Anfangserregung benötigt
der Rückkopplungsmechanismus
keine weitere auslösende
Störung,
wobei jedoch der durch die Walzenspalte hindurchgehende Bogen die
Energie bereitstellt, die zur Aufrechterhaltung der Kalanderschwingungen
erforderlich ist. Die durch den oben beschriebenen Rückkopplungsmechanismus
verursachte Querstreifigkeit tritt insbesondere in solchen Maschinenkalandern
ein, die Walzenspalte von Walzen mit harten Oberflächen aufweisen.Of the
most general reason for
However, transverse streaking is the so-called mechanical feedback effect,
which the self-excitation of Kalanderwalzenschwingungen in the
natural
Vibration modes in vertical direction and natural frequencies of the calender construction
causes.
A feedback mechanism
can be modeled using a linear spring mass model
be, where mass elements represent the rollers, and by
the nips passing arc through between the mass elements
Connected springs is shown when the model is in use
hard-faced rolls
simulated. If a little disturbance
vibrate the calender in its vibrational modes in natural frequency
offset, the nip pressure is affected. Here, the
Paper web after leaving the top calendering nip
Thickness variations, resulting in the subsequent nips
and as a source of excitement for vibrations in the nips
Act. If the thickness variations of the sheet in the next nip
in a suitable phase relative to the momentary movement
Rollers entering the web on both sides of a given
Nip press, the amplitude of the natural
Amplified vibration of the roller pair. In a running calender
is the spatial frequency of thickness variations in the machine direction
along the moving arc the same as the natural frequency,
which causes the swath thickness variations that the
Cause resonance.
In multi-roll calenders can
Arch thickness variations also in other than the uppermost nip
occur, which means that in the calender many feedback paths
can be present.
Needed after an initial excitement
the feedback mechanism
no further triggering
disorder
however, the arc passing through the nips arc the
Provides energy needed to maintain the calender vibrations
is required. The feedback mechanism described above
caused streaking occurs especially in such machine calendering
which have nips of rolls with hard surfaces.
Ein
Mehrwalzenkalander kann ein Maschinenkalander, Superkalander oder
ein Kalander des Typs OptiLoad/Janus sein. In einem Maschinenkalander
können
die Walzen eine Konstruktion aus massivem Metall aufweisen. Bei
einem Superkalander handelt es sich bei den Walzen um Metallmantelwalzen
und gefüllte
Walzen mit elastischem Überzug und/oder
Walzen mit Polymeroberflächen
auf dieselbe Art und Weise wie bei Kalandern nach dem OptiLoad/Janus-Typ,
die aus Walzen mit Polymeroberflächen
und Metallwalzen bestehen.One
Multi-roll calender can be a machine calender, supercalender or
be an OptiLoad / Janus calender. In a machine calender
can
the rollers have a construction of solid metal. at
a supercalender, the rolls are metal shell rolls
and filled
Rollers with elastic coating and / or
Rollers with polymer surfaces
in the same way as for the OptiLoad / Janus type calenders,
those made of rolls with polymer surfaces
and metal rollers exist.
Von
dem Rückkopplungsmechanismus
resultierende Schwingungen können
verringert werden, indem die Kalanderwalzen so versetzt werden, dass
die Walzen einzeln von der Mittellinie der Walzenbaugruppe versetzt
sind, wodurch sich der Bahnwegabstand zwischen den aufeinanderfolgenden Walzenspalten
verändert.
Durch einen geeigneten Versatz der Walzen wird es möglich, zwischen
den von den Dickenschwankungen des Papierbogens verursachten Erregungen
und den Vertikalschwingungen der Walzen eine Phasenverschiebung
zu erzeugen, welche die durch den Rückkopplungsmechanismus erregten
Schwingungen abschwächt.
Es wurden computergestützte
Modelle entwickelt, die in der Lage sind, einen Versatz-Optimalwert für jede Kalanderwalze
auf der Grundlage der Kalanderlaufgeschwindigkeit, Walzenmessdaten,
Bahnmessdaten und Walzenschwingungsmessdaten zu berechnen. Nachfolgend
werden die Walzen durch manuelle Einrichtungen auf der Grundlage
der computergestützt
erhaltenen Versatzwerte seitlich bewegt. Die Walzen werden versetzt,
indem zum Beispiel Distanzblöcke
zwischen dem Walzeneinbaupunkt und dem Kalanderrahmen positioniert
werden, wodurch die Walze gezwungen wird, sich seitlich zu bewegen. Eine
weitere herkömmliche
Anordnung umfasst das seitliche Bewegen der Kalanderwalzen mithilfe
eines manuell betätigten
Schraubstellgliedes. Bei beiden dieser Konstruktionen werden die
Einstellungen in der Nähe
der Walzen durchgeführt,
weshalb der Kalander zur Sicherheit für den Bediener während der Zeit
angehalten werden muss, in welcher der Walzenversatz eingestellt
wird. Weiterhin werden die Vertikalschwingungen der Walzen in einem
laufenden Kalander nicht in Echtzeit gemessen, sondern Schwingungsmessungen
werden nur dann gestartet, wenn Bogenquerstreifigkeit wahrscheinlich
ist, und zwar auf der Grundlage von Bogenparametermessungen, Schallemissionen
oder anderen Gründen.From
the feedback mechanism
resulting vibrations can
be reduced by the calender rolls are offset so that
the rolls are offset one by one from the centerline of the roll stack
are, whereby the Bahnwegabstand between the successive nips
changed.
By a suitable offset of the rollers it becomes possible between
the excitations caused by the thickness variations of the paper sheet
and the vertical vibrations of the rollers, a phase shift
which excited by the feedback mechanism
Weakens vibrations.
There were computer-aided
Developed models that are capable of providing an offset optimal value for each calender roll
based on the calendering speed, roll measurement data,
To calculate path measurement data and roll vibration measurement data. following
The rollers are based by manual means
the computer-aided
obtained offset values laterally moved. The rollers are moved,
for example, by spacer blocks
positioned between the roller installation point and the calender frame
which forces the roller to move laterally. A
more conventional
Arrangement involves the lateral movement of the calender rolls using
a manually operated
Schraubstellgliedes. In both of these constructions, the
Settings nearby
the rolls performed,
which is why the calender provides security for the operator during the time
must be stopped, in which set the roller offset
becomes. Furthermore, the vertical vibrations of the rollers in a
running calender not measured in real time, but vibration measurements
are only started when bow tears are likely
is, based on arc parameter measurements, sound emissions
or other reasons.
Die
Durchführung
der notwendigen Messungen, die Bestimmung der Versatz-Optimalwerte
und die manuelle Einstellung des Walzenversatzes an den Kalanderwalzen
ist eine zeitaufwendige Aufgabe. Da die Stilllegung von Online-Kalandern,
die unmittelbar stromabwärts
einer Papierherstellungsmaschine arbeiten, insbesondere für einen
so unbedeutenden Vorgang wie dem Versatz von Baugruppenwalzen unerwünscht ist,
wird der Walzenversatz vorzugsweise nur während anderer Produktionsstopps eingestellt.
Folglich wird die Produktionsqualität des kalandrierten Bogens
oftmals beeinträchtigt,
da Kalander oft über
eine sehr lange Zeitdauer bis zur nächsten Stilllegung mit unkorrekten
Baugruppenwalzen-Versatzeinstellungen
laufen.The
execution
the necessary measurements, the determination of the offset optimal values
and manually adjusting the roll offset on the calender rolls
is a time consuming task. As the decommissioning of online calenders,
the immediately downstream
a papermaking machine, especially for one
as insignificant process as the offset of assembly rolls is undesirable,
the roll offset is preferably set only during other production stops.
Consequently, the production quality of the calendered sheet becomes
often impaired,
because calenders often over
a very long time until the next decommissioning with incorrect
Stack rolls offset settings
to run.
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer Kalanderkonstruktion, wobei der Versatz von Baugruppenwalzen
auf eine dem Stand der Technik überlegene
Art und Weise durchgeführt
werden kann. Die Erfindung stellt auch eine verbesserte Baugruppenkonstruktion
für die
Versatzregulierung einer Kalanderwalze bereit. Darüber hinaus
zielt die Erfindung auf die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens
für die
Versatzregulierung von Kalanderwalzen ab.A
Object of the present invention is to provide
a calender construction, wherein the offset of assembly rolls
superior to the state of the art
Fashion performed
can be. The invention also provides an improved assembly design
for the
Offset regulation of a calender roll ready. Furthermore
The invention aims to provide an improved process
for the
Offset regulation of calender rolls off.
Das
Ziel der Erfindung wird durch den seitlichen Versatz mindestens
einer Kalanderbaugruppenwalze im Verhältnis zu der Mittellinie der
Walzenbaugruppe erreicht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden die Schwingungen auf mindestens einer Baugruppenwalze
in Echtzeit in einem laufenden Kalander gemessen, woraufhin der Versatz
der Walze seitlich im Verhältnis
zu der Mittellinie der Walzenbaugruppe auf der Grundlage der Schwingungsmessdaten
reguliert wird. Hierbei können
die Amplitude und natürlichen
Frequenzwerte der Querstreifigkeit in Echtzeit in einem laufenden Kalander überwacht
werden, wodurch die neuen Versatzwerte für die Kalanderwalzen je nach
Notwendigkeit bestimmt werden können.
Die Versatzregulierung wird mithilfe von Stellgliedeinrichtungen
ausgeführt,
die in der Lage sind, die Walze zu bewegen, ohne dass von dem Kalanderbediener
eine mechanische Aufgabe an den Walzen ausgeführt werden muss. Die Versatzregulierung
der Kalanderwalzen mithilfe eines ferngesteuerten Stellgliedes erfolgt
viel schneller als bei manueller Einstellung der Walzenversatzwerte
an der Kalanderwalzenbaugruppe. Die Walzenversatzwerte können selbst
während
einer kurzen Produktionsstilllegung oder sogar bei einem laufenden
Kalander eingestellt werden. Die Steuerung der Stellgliedbaugruppe
wird manuell oder automatisch mithilfe eines Computers zum Beispiel
von einem Kontrollraum aus ausgeführt. Weiterhin kann die Baugruppe
gemäß der Erfindung
auch leicht auf vorhandenen Kalandern angebracht werden.The
The aim of the invention is at least by the lateral offset
a calender assembly roller relative to the centerline of the
Roller assembly reached. In a preferred embodiment
the invention, the vibrations on at least one assembly roll
Measured in real time in a running calender, whereupon the offset
the roller laterally in relation
to the centerline of the roll assembly based on the vibration measurement data
is regulated. Here you can
the amplitude and natural
Frequency values of the transverse streaking monitored in real time in a running calender
, whereby the new offset values for the calender rolls depending on
Need to be determined.
The offset regulation is achieved by means of actuator devices
executed
which are able to move the roller without being by the calender operator
a mechanical task must be performed on the rollers. The offset regulation
the calender rolls using a remote controlled actuator
much faster than with manual adjustment of roll offset values
on the calender roll assembly. The roller offset values can themselves
while
a short production shutdown or even a running one
Calender can be adjusted. The control of the actuator assembly
is done manually or automatically using a computer for example
executed from a control room. Furthermore, the module
according to the invention
also be easily applied to existing calenders.
Genauer
ausgedrückt
ist der Kalander gemäß der Erfindung
durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch
1 ausgesagt ist.More accurate
expressed
is the calender according to the invention
characterized by what is stated in the characterizing part of claim
1 is stated.
Die
Baugruppe gemäß der Erfindung
ist durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Teil von
Anspruch 9 ausgesagt ist.The
Assembly according to the invention
is characterized by what is in the characterizing part of
Claim 9 is predicated.
Weiterhin
ist das Verfahren gemäß der Erfindung
durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch
11 ausgesagt ist.Farther
is the method according to the invention
characterized by what is stated in the characterizing part of claim
11 is stated.
Nachfolgend
ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
detaillierter beschrieben, wobei infollowing
the invention is with reference to the accompanying drawings
described in more detail, wherein in
1 schematisch
ein Seitenriss einer Ausführungsform
eines Kalanders gemäß der Erfindung dargestellt
ist; 1 schematically a side elevation of an embodiment of a calender according to the invention is shown;
2 schematisch
ein Seitenriss einer weiteren Ausführungsform eines Kalanders
gemäß der Erfindung
dargestellt ist; 2 schematically a side elevation of another embodiment of a calender according to the invention is shown;
3 schematisch
das Betriebsprinzip der Erfindung dargestellt ist. 3 schematically the operating principle of the invention is shown.
Unter
Bezugnahme auf 1 ist ein darin dargestellter
Kalander 16 vorteilhafterweise ein Maschinenkalander, der
vier Walzen 1, 2, 3 und 4 mit harter
Oberfläche
aufweist, die in einem laufenden Kalander miteinander in Walzenspaltkontakt
stehen, um drei Walzenspalte N1, N2, N3 auszubilden. Der gemäß der Erfindung
realisierte Kalander 16 weist typischerweise 3 bis 6 Walzen
auf. Von diesen Walzen sind die Walzen 1–4 im
Allgemeinen Thermowalzen und durchbiegungskompensierte Walzen mit
harter Oberfläche.
Die auf den Walzenspalten N1, N2, N3 aufgebrachte Linearlast wird
sowohl durch die Massen der Walzen in der Baugruppe über einem
gegebenen Walzenspalt, als auch durch die Belastungsvorrichtungen
der Walzenspalte festgelegt. Die Linearlast ist im Allgemeinen in
dem untersten Walzenspalt am höchsten.
Normalerweise ist die unterste Walze 4 der Walzenbaugruppe
durchbiegungskompensiert. Wenn notwendig, kann die Walzenspaltlast zusätzlich mithilfe
von Hydraulikzylindern erhöht
werden, welche die oberste Walze 1 der Walzenbaugruppe
nach unten drücken,
wobei auch die oberste Walze 1 durchbiegungskompensiert
konzipiert ist.With reference to 1 is a calender shown in it 16 advantageously a machine calender, the four rollers 1 . 2 . 3 and 4 having a hard surface in nip contact with each other in a running calender to form three nips N1, N2, N3. The calender realized according to the invention 16 typically has 3 to 6 rollers. Of these rollers are the rollers 1 - 4 in general, thermo rolls and deflection-compensated, hard-surface rolls. The linear load applied to the nips N1, N2, N3 is determined both by the masses of rolls in the assembly over a given nip and by the nip loaders. The linear load is generally highest in the lowest nip. Usually the bottom roller 4 the roll assembly deflection compensated. If necessary, the nip load can be further increased by using hydraulic cylinders, which are the topmost roller 1 Press the roller assembly down, including the top roller 1 deflection-compensated is designed.
Die
Wellen der Walzen 1–4 sind
an ihren beiden Enden in Trägerblöcken 5, 5' angebracht.
Die Trägerblöcke 5' der untersten
Walze 4 sind fest auf dem Kalanderrahmen 7 angebracht.
Die Trägerblöcke 5 der
drei obersten Walzen 1, 2 und 3 sind
auf Stützblöcken 6 angebracht,
die wiederum auf Führungen 8 des
Kalanderrahmens 7 gleitend bewegbar angebracht oder drehbar
mit dem Kalanderrahmen 7 verbunden sind. Die drei obersten
Walzen 1–3 werden
in Vertikalrichtung verlagert, wenn die Stützblöcke 6 entlang der
Führungen 8 bewegt
werden, oder werden durch die drehbaren Verbindungen getragen.The waves of the rollers 1 - 4 are at their two ends in support blocks 5 . 5 ' appropriate. The carrier blocks 5 ' the lowest roller 4 are firmly on the calender frame 7 appropriate. The carrier blocks 5 the top three rollers 1 . 2 and 3 are on support blocks 6 attached, in turn, on guides 8th of the calender frame 7 slidably mounted or rotatable with the calender frame 7 are connected. The three top rollers 1 - 3 are displaced in the vertical direction when the support blocks 6 along the guides 8th are moved, or are supported by the rotatable connections.
Bei
den drei obersten Walzen 1–3 sind deren Trägerblöcke 5 an
den Horizontalführungen
entlangbewegbar angepasst, die auf den Stützblöcken 6 vorgesehen,
und senkrecht zu den Achsen der Walzen 1–3 ausgerichtet
sind, wodurch sie zulassen, dass die Walzen in Bezug auf die Mittellinie 9 der
Walzenbaugruppe seitlich entlang den Führungen verlagert werden. Die
seitliche Verlagerung der Walzen erfolgt in einer senkrecht zu der
Mittelachse der bewegten Walze verlaufenden Richtung. Die Verlagerungsrichtung
der Walzen 1–3 ist
mit den Pfeilen 17 in 1 bezeichnet.
Die Mittellinie 9 der Walzenbaugruppe wird durch eine Linie
angezeigt, die über
die Mittelachsen der Walzen 1–4 gezogen ist, wenn
sich die Walzen 1–4 in
derselben Mittelebene befinden.At the three top rollers 1 - 3 are their carrier blocks 5 adapted to move along the horizontal guides on the support blocks 6 provided, and perpendicular to the axes of the rollers 1 - 3 aligned, thereby allowing the rollers in relation to the center line 9 the roller assembly are laterally displaced along the guides. The lateral displacement of the rollers takes place in a direction perpendicular to the central axis of the moving roller extending direction. The direction of displacement of the rollers 1 - 3 is with the arrows 17 in 1 designated. The midline 9 The roll assembly is indicated by a line across the center axes of the rolls 1 - 4 is pulled when the rollers 1 - 4 in the same median plane.
Die
Bewegungsrichtung der in der Kalandrierung befindlichen Bahn 10 ist
durch einen Pfeil in 1 bezeichnet. Die Bahn 10 wird
zuerst in den Walzenspalt N1 zwischen der ersten Walze 1,
welche die oberste in der Kalanderbaugruppe ist, und der zweiten
Walze 2 der Baugruppe eingeführt, woraufhin die Bahn 10 auf
die Oberfläche
der zweiten Walze 2 in den Walzenspalt N2 zwischen der
zweiten Walze 2 und der dritten Walze 3 weitergeleitet
wird. Nachfolgend wird die Bahn 10 auf der Oberfläche der
dritten Walze 3 in den Walzenspalt N3 zwischen der dritten Walze 3 und
der vierten Walze 4 weitergeleitet, die am untersten in
der Baugruppe angeordnet ist. Nach dem Durchlaufen des untersten
Walzenspaltes N3 wird die Bahn 10 zu dem nächsten Maschinenfertigbearbeitungsschritt
stromabwärts
des Kalanders weitergeleitet.The direction of movement of the web located in the calendering 10 is by an arrow in 1 designated. The train 10 is first in the nip N1 between the first roller 1 , which is the uppermost in the calender assembly, and the second roller 2 introduced the assembly, whereupon the web 10 on the surface of the second roller 2 in the nip N2 between the second roller 2 and the third roller 3 is forwarded. Below is the track 10 on the surface of the third roller 3 in the nip N3 between the third roller 3 and the fourth roller 4 forwarded, which is located at the bottom of the assembly. After passing through the lowermost nip N3, the web becomes 10 forwarded to the next machine finishing step downstream of the calender.
Bei
jeder der Walzen 1–4 sind
ihre Trägerblöcke 5, 5' mit Schwingungswandlern
ausgestattet, die Frequenz- und
Amplitudenmessungen von Vertikalschwingungen auf Walzen 1–4 während des
Betriebes des Kalanders 16 ausführen. Vorteilhafterweise werden
die Schwingungen der Walzen während
des Betriebes des Kalanders ununterbrochen gemessen. Hohe Schwingungsamplituden
von Walzen 1–4 sind im
Allgemeinen ein Hinweis auf Querstreifigkeit. Zusätzlich kann
die Frequenz von Dickenveränderungen
in Maschinenrichtung entlang der kalandrierten Bahn 10 mithilfe
einer Messvorrichtung 12 wie zum Beispiel einem Dickenmessbalken
bzw. Dickenmessstrahl aufgezeichnet werden, der angepasst ist, um an
einem Punkt stromabwärts
des Kalanders zu arbeiten. Mithilfe der gemessenen Walzenvibrationsamplituden
und/oder der Dickendaten der Bahn 10 ist es möglich, die
natürliche
Frequenz oder natürlichen Frequenzen
von Querstreifigkeit zu bestimmen.For each of the rollers 1 - 4 are their carrier blocks 5 . 5 ' equipped with vibration transducers, the frequency and amplitude measurements of vertical vibrations on rollers 1 - 4 during the operation of the calender 16 To run. Advantageously, the vibrations of the rolls are continuously measured during the operation of the calender. High vibration amplitudes of rolls 1 - 4 are generally an indication of fringing. In addition, the frequency of thickness variations in the machine direction along the calendered web 10 using a measuring device 12 such as a thickness measuring beam adapted to operate at a point downstream of the calender. Using the measured roll vibration amplitudes and / or the thickness data of the web 10 it is possible to determine the natural frequency or natural frequencies of transverse streaking.
Wenn
die Schwingungsamplitude einer der Walzen 1–4 bis
auf einen voreingestellten Wert steigt, wird ein die Schwingungen
der Kalanderwalzen 1–4 simulierendes
computergestütztes
Modell 13 verwendet, um einen Versatz-Optimalwert für jede der Kalanderwalzen 1–3 festzulegen,
die über
der untersten Walze 4 der Baugruppe angeordnet ist, so dass
Bogenquerstreifigkeit auf Grund der Schwingungs-Rückkopplungsmechanismen
durch die Verwendung der Laufzeiteinstellungen von Kalander 16 verringert
werden kann. Eingabedaten für
das computergestützte
Modell sind unter Anderem die Laufgeschwindigkeit des Kalanders 16,
die Temperaturen und die Linearlasten der Walzenspalte N1, N2, N3, die
vorherrschenden Schwingungsfrequenzen und/oder die von der Dickenmessung 12 der
kalandrierten Bahn 10 erhaltenen Messdaten. Zusätzliche Eingabedaten
für das
computergestützte
Modell umfassen die Grunddaten von Walzenspaltwalzen in Kalander 16,
wie zum Beispiel Durchmesser, Massen und Positionen der Walzen 1–4,
ergänzt
durch bestimmte charakteristische Eigenschaftswerte und die Breite
in Querrichtung der Maschine der in der Kalandrierung befindlichen
Bahn 10. Auf der Grundlage der Eingabedaten bestimmt das
computergestützte
Modell 13 für
die drei obersten Walzen 1–3 geeignete Versatzwerte,
die zwischen der durch die Dickenschwankungen der Bahn 10 und
den Vertikalschwingungen der Walzen 1–3 erzeugten Erregung
eine Phasenverschiebung erzeugt, welche die durch den Rückkopplungsmechanismus
erregten Schwingungen abschwächt.When the vibration amplitude of one of the rollers 1 - 4 rises to a preset value, the vibrations of the calender rolls 1 - 4 simulating computerized model 13 used to provide an offset optimum value for each of the calender rolls 1 - 3 set that over the bottom roller 4 the assembly is arranged so that arc transverse streaking due to the vibration feedback mechanisms through the use of calender runtime settings 16 can be reduced. Input data for the computerized model include the running speed of the calender 16 , the temperatures and the linear loads of the nips N1, N2, N3, the prevailing vibration frequencies and / or those of the thickness measurement 12 the calendered train 10 obtained measurement data. Additional input data for the computerized model include the basic data of nip rolls in calenders 16 such as diameters, masses and positions of the rolls 1 - 4 supplemented by certain characteristic property values and the width in the transverse direction of the machine of the calendering web 10 , Based on the input data, the computer model determines 13 for the three top rollers 1 - 3 suitable offset values, which between the by the thickness variations of the web 10 and the vertical vibrations of the rollers 1 - 3 generated excitation produces a phase shift which attenuates the vibrations excited by the feedback mechanism.
Nachdem
die Versatz-Optimalwerte der Walzen 1–3 mithilfe des computergestützten Modells 13 festgelegt
wurden, werden sie mit den von dem Abtasten der Positionen von versetzbaren
Walzen 1–3 erhaltenen
Messdaten verglichen. Die Positionen von versetzbaren Walzen 1–3 im
Verhältnis
zu der Mittellinie 9 der Walzenbaugruppe werden durch Wandlereinrichtungen
wie zum Beispiel Positions- oder Winkelwandler gemessen, bei denen
ein Teil auf den Trägerblöcken 5 angebracht
ist, während
der andere Teil der Wandler auf den Stützblöcken 6 angebracht
ist. Wenn sich die mithilfe des computergestützten Modells 13 bestimmten
Versatzwerte YREF von den gemessenen Versatzwerten
Ym unterscheiden, werden die Walzen 1–3 um
die Differenz E der Werte in Bezug auf die Mittellinie 9 der
Walzenbaugruppe seitlich bewegt. Die Versatzregulierung der Walzen 1–3 wird
während
einer Stilllegungspause von Kalander 16 oder während des
Betriebes des Kalanders 16 durchgeführt. Die Echtzeitwalzenversatzregulierung
in einem laufenden Kalander 16 ist möglich, wenn die Walzen 1–3 ausreichend
langsam bewegt werden.After the offset optimal values of the rolls 1 - 3 using the computer model 13 They are determined by scanning the positions of displaceable rollers 1 - 3 obtained measured data. The positions of displaceable rollers 1 - 3 relative to the midline 9 The roll assembly is measured by transducer means such as position or angle transducers, some of which are on the support blocks 5 is attached while the other part of the transducer on the support blocks 6 is appropriate. When using the computer-aided model 13 distinguish certain offset values Y REF from the measured offset values Y m , the rolls become 1 - 3 by the difference E of the values with respect to the center line 9 the roller assembly moves laterally. The offset regulation of the rolls 1 - 3 is used during a layover break by Kalander 16 or during the operation of the calender 16 carried out. The real-time roll offset control in a running calender 16 is possible if the rollers 1 - 3 be moved slowly enough.
Die
Walzen 1–3 werden
mithilfe von Stellgliedern 11 wie zum Beispiel Hydraulikzylindern
versetzt. Das erste Ende von Stellglied 11 ist mit einem
Trägerblock 5 der
versatzzuregulierenden Walze 1–3 verbunden, während ein
zweites Ende des Stellgliedes mit dem Kalan derrahmen 7 verbunden
ist. Mit beiden Trägerblöcken 5 einer
jeden der versetzbaren Walzen 1–3 ist diese Art von
Stellglied 11 verbunden. Wenn die mit den Kalanderwalzenträgerblöcken 5 verbundenen
Stellglieder 11 betätigt
werden, werden die Trägerblöcke 5 dazu
gezwungen, sich auf Führungsschienen
der Stützblöcke 6 entlangzubewegen, wobei
sich die Walze in Bezug auf die Mittellinie 9 der Walzenbaugruppe
in einer senkrecht zu der Mittelachse der Walze verlaufenden Richtung
seitlich bewegt. Die Stellglieder können auf jeder der versetzbaren
Walzen 1–3 oder
sogar nur auf einer gegebenen der Walzen 1–3 angebracht
sein.The rollers 1 - 3 be using actuators 11 such as offset hydraulic cylinders. The first end of actuator 11 is with a support block 5 the offset-regulating roller 1 - 3 connected while a second end of the actuator with the Kalan derrahmen 7 connected is. With both support blocks 5 each of the displaceable rollers 1 - 3 is this type of actuator 11 connected. If that with the calendering roller block blocks 5 connected actuators 11 be pressed, the carrier blocks 5 forced to lean on guide rails of the support blocks 6 along with the roller with respect to the center line 9 the roller assembly moves laterally in a direction perpendicular to the central axis of the roller. The actuators can on each of the displaceable rollers 1 - 3 or even only on a given one of the rolls 1 - 3 to be appropriate.
In 2 ist
eine weitere Ausführungsform
eines Kalanders 16a und Baugruppe 11a gemäß der Erfindung
für die
Versatzregulierung der Kalanderbaugruppenwalzen dargestellt. Die
hierbei dargestellte Baugruppe kann auch so angepasst sein, dass sie
in der Ausführungsform
von 1 funktioniert. Die Walzenbaugruppe des in 2 dargestellten
Kalanders weist drei Walzen 1a–3a mit harter Oberfläche auf.
Vorteilhafterweise ist der Kalander 16a ein Maschinenkalander,
wobei die Bahn 10a über
die Distanz zwischen den aufeinanderfolgenden Walzenspalten N1a,
N2a vollständig
auf der Oberfläche
der Zwischenwalze 2a läuft.
In einem laufenden Kalander 16a stehen die Walzen 1a–3a in
einem Walzenspaltkontakt miteinander, und bilden so zwei Walzenspalte
N1a, N2a aus. Die Bewegungsrichtung der in der Kalandrierung befindlichen
Bahn 10a ist mit einem Pfeil in 2 bezeichnet.
Die Bahn 10a wird zuerst in den Walzenspalt N1a zwischen
der obersten Walze 1a der Walzenbaugruppe und die Zwischenwalze 2a der
Walzenbaugruppe eingeführt,
woraufhin die Bahn 10a auf der Oberfläche der Zwischenwalze 2a in
den unteren Walzenspalt N2a zwischen der Zwischenwalze 2a und
der dritten Walze 3a weitergeleitet wird. Nachdem sie durch
den unteren Walzenspalt N2a gelaufen ist, bewegt sich die Bahn 10a zu
dem nächsten
Maschinenfertigbearbeitungsschritt.In 2 is another embodiment of a calender 16a and assembly 11a according to the invention for the offset regulation of the calender assembly rolls. The assembly shown here can also be adapted to be in the embodiment of 1 works. The roll assembly of in 2 calender shown has three rollers 1a - 3a with a hard surface. Advantageously, the calender 16a a machine calender, the web 10a over the distance between the successive nips N1a, N2a completely on the surface of the intermediate roll 2a running. In a running calender 16a stand the rollers 1a - 3a in nip contact with each other, thus forming two nips N1a, N2a. The direction of movement of the web located in the calendering 10a is with an arrow in 2 designated. The train 10a is first in the nip N1a between the top roller 1a the roll stack and the intermediate roll 2a introduced the roll assembly, whereupon the web 10a on the surface of the intermediate roller 2a in the lower nip N2a between the intermediate roll 2a and the third roller 3a is forwarded. After passing through the lower nip N2a, the web moves 10a to the next machine finishing step.
Die
Wellen der Walzen 1a–3a sind
an ihren beiden Enden auf Trägerblöcken 5a, 5'a angebracht. Die
Trägerblöcke 5'a der untersten
Walze 3a sind fest auf dem Kalanderrahmen 7a angebracht.
Die Trägerblöcke 5a der
obersten Walze 1a sind mit Stützblöcken 6'a verbunden, die wiederum auf Führungen 8a des
Kalanderrahmens 7a gleitend bewegbar angebracht sind. Alternativ
können
die Trägerblöcke 6'a der obersten
Walze 1a drehbar auf dem Kalanderrahmen 7a angebracht
sein. Die Trägerblöcke 5a der versetzbaren
Walze 2a, d. h. der Zwischenwalze 2a, sind auf
Belastungsarmen 18a angebracht, die weiterhin mit Trägerblöcken 6a verbunden
sind. Die Trägerblöcke 6a sind
gleitend bewegbar auf Führungen 8a des
Kalanderrahmens 7a angebracht. Alternativ können die
Trägerblöcke 6a mithilfe
von Schwenkarmen, deren Drehachsen parallel zu der Achse der Zwischenwalze 2a ausgerichtet
sind, drehbar auf dem Rahmen 7a des Kalanders 16a angebracht
sein. Somit werden die zwei obersten Walzen 1a, 2a so
betätigt,
dass sie sich in Vertikalrichtung bewegen, wenn die Trägerblöcke 6'a, 6a auf
den Führungen 8a entlang
verlagert werden, oder die Trägerblöcke um ihren
Drehpunkt gedreht werden.The waves of the rollers 1a - 3a are at both ends on support blocks 5a . 5 'a appropriate. The carrier blocks 5 'a the lowest roller 3a are firmly on the calender frame 7a appropriate. The carrier blocks 5a the top roller 1a are with support blocks 6'a connected, in turn, on guides 8a of the calender frame 7a are slidably mounted movable. Alternatively, the carrier blocks 6'a the top roller 1a rotatable on the calender frame 7a to be appropriate. The carrier blocks 5a the displaceable roller 2a ie the intermediate roll 2a , are on load arms 18a attached, which continues with carrier blocks 6a are connected. The carrier blocks 6a are slidingly movable on guides 8a of the calender frame 7a appropriate. Alternatively, the carrier blocks 6a by means of pivoting arms whose axes of rotation parallel to the axis of the intermediate roll 2a are aligned, rotatable on the frame 7a of the calender 16a to be appropriate. Thus, the two top rollers 1a . 2a operated so that they move in the vertical direction when the carrier blocks 6'a . 6a on the guides 8a be moved along or the support blocks are rotated about its pivot point.
Mit
einem der Trägerblöcke 5a der
Zwischenwalze 2a ist ein Stellglied 11a verbunden,
welches in der Lage ist, die Zwischenwalze 2a seitlich
in Bezug auf die Walzenbaugruppenmittellinie 9 zu verlagern.
Die Verlagerungsrichtung verläuft
senkrecht zu der Mittelachse der Zwischenwalze 2a. Hierbei
bezieht sich die Walzenbaugruppenmittellinie 9a auf eine
Linie, die über
die Mittelachsen der Walzen 1a–3a verläuft, wenn
sich die Walzen 1–4 in
derselben Mittelebene befinden. Die seitliche Verlagerungsrichtung
der Zwischenwalze 2a ist in dem Diagramm mit Pfeil 17a bezeichnet.
Das Stellglied 11a weist einen mit seinem ersten Ende mit
dem Trägerblock 5a verbundenen
Belastungsarm 18a auf. Der Belastungsarm 18a ist
zum Beispiel mit Schrauben starr auf dem Trägerblock 5a angebracht.
Das andere Ende des Belastungsarmes 18a ist so mit dem
Kalanderrahmen 7a verbunden, dass sich der Belastungsarm 18a in
die Verlagerungsrichtung 17a der Zwischenwalze 2a bewegen
kann. Zwischen dem zweiten Ende des Belastungsarmes 18a und
dem Kalanderrahmen 7a können
Belastungserleichterungseinrichtungen wie zum Beispiel Belastungserleichterungsbälge angepasst
sein, die zum Drücken von
einem Ende des Belastungsarmes 18a nach unten geeignet
sind, wobei die Walzenspaltlast zwischen der unteren Walze 3a und
der Zwischenwalze 2a verringert wird.With one of the carrier blocks 5a the intermediate roller 2a is an actuator 11a connected, which is capable of the intermediate roll 2a laterally with respect to the roll assembly centerline 9 to relocate. The displacement direction is perpendicular to the central axis of the intermediate roller 2a , Here, the roll assembly centerline refers 9a on a line that crosses the central axes of the rolls 1a - 3a runs when the rollers 1 - 4 in the same median plane. The lateral displacement direction of the intermediate roller 2a is in the diagram with arrow 17a designated. The actuator 11a has one with its first end to the support block 5a connected load arm 18a on. The load arm 18a is for example rigid with screws on the support block 5a appropriate. The other end of the loading arm 18a is like that with the calender frame 7a connected, that is the load arm 18a in the direction of displacement 17a the intermediate roller 2a can move. Between the second end of the loading arm 18a and the calender frame 7a For example, strain relief devices, such as strain relief bellows, may be adapted for pressing one end of the loading arm 18a down, wherein the nip load between the lower roller 3a and the intermediate roller 2a is reduced.
Die
Konstruktion des Stellgliedes 11a, welches mit dem Trägerblock 6a der
Zwischenwalze 2a verbunden ist, weist einen starren, drehbar
zusammengesetzten Hebelarm 19a mit einem ersten Ende und
einem zweiten Ende auf. Das erste Ende des Hebelarmes 19a ist
drehbar 20a mit dem Trägerblock 6a verbunden.
Der Drehzapfen 20a ist parallel zu der Mittelachse der
Zwischenwalze 2a ausgerichtet. An einem Punkt zwischen
seinen ersten und zweiten Enden ist der drehbare Hebelarm 19a starr
auf dem Belastungsarm 18a angebracht. Dieser Montagepunkt 21a des
drehbaren Hebelarmes 19a an dem Belastungsarm 18a ist
an dasselbe Höhenniveau
wie die Mittelachse der Zwischenwalze 2a in der Verlagerungsrichtung 17a der
Zwischenwalze 2a angepasst. An dem zweiten Ende 22a des
drehbaren Hebelarmes 19a sind Stellgliedeinrichtungen angebracht,
die zum Drehen des drehbaren Hebelarmes 19a um die Drehwelle 20a dienen.The construction of the actuator 11a which is connected to the support block 6a the intermediate roller 2a is connected, has a rigid, rotatably assembled lever arm 19a with a first end and a second end up. The first end of the lever arm 19a is rotatable 20a with the carrier block 6a connected. The pivot 20a is parallel to the central axis of the intermediate roll 2a aligned. At one point between its first and second ends is the rotatable lever arm 19a rigid on the load arm 18a appropriate. This mounting point 21a the rotatable lever arm 19a on the load arm 18a is at the same height level as the center axis of the intermediate roll 2a in the direction of displacement 17a the intermediate roller 2a customized. At the second end 22a the rotatable lever arm 19a Actuator means are mounted for rotating the rotatable lever arm 19a around the rotary shaft 20a serve.
Das
Stellglied des drehbaren Hebelarmes 19a kann zum Beispiel
ein Schraubstellglied sein. Die Schraube 23a des Stellgliedes
ist mit einem Gewinde versehen. Auf dem Trägerblock 6a ist eine
Halterung 26a mit einem Loch angebracht, in dem das erste Ende
der Stellgliedschraube 23a eingepasst ist. An dem zweiten
Ende 22a des drehbaren Hebelarmes 19a ist ein
Gewindeloch ein gebracht, worin die Stellgliedschraube 23a eingeschraubt
ist. Das zweite Ende 22a des drehbaren Hebelarmes 19a weist
auch einen Halterungsträger 24a auf,
welches die Antriebseinrichtung aufweist, auf der die Schraube 23a angebracht
ist. Die Schraubenantriebseinrichtung weist einen Motor mit einem
Getriebezahnrad auf, welches mit den Gewinden von Schraube 23a zusammenpasst.
Wenn das Getrieberad durch den Motor angetrieben wird, wird die
Schraube 23a in eine Drehung versetzt. Die Schraube 23a ist
in das Loch der Halterung 26a eingepasst, so dass keine
Axialdrehung der Schraube während
ihrer Drehung möglich
ist. Somit zwingt die Drehung der Schraube 23a das zweite
Ende 22a des drehbaren Hebelarmes 19a, sich in
die Axialrichtung von Schraube 23a zu bewegen. Als Ergebnis
dreht sich der drehbare Hebelarm 19a um seine Drehwelle 20a,
wobei sich der Belastungsarm 18a bewegt und die Zwischenwalze 2a in
Bezug auf die Mittellinie 9a der Kalanderwalzenbaugruppe
seitlich verlagert, so dass die Richtung der Verlagerungsbewegung
senkrecht zu der Mittelachse der Zwischenwalze 2a verläuft. Gemeinsam
mit der Schraube 23a betätigbar ist eine zum Messen
der angetriebenen Anzahl von Drehungen von Schraube 23a geeignete
Wandlervorrichtung angepasst.The actuator of the rotatable lever arm 19a For example, it may be a screw actuator. The screw 23a of the actuator is threaded. On the support block 6a is a holder 26a attached with a hole in which the first end of the actuator screw 23a is fitted. At the second end 22a the rotatable lever arm 19a a threaded hole is placed in which the actuator screw 23a is screwed. The second end 22a the rotatable lever arm 19a also has a support bracket 24a on, which has the drive means on which the screw 23a is appropriate. The screw drive device has a motor with a transmission gear, which with the threads of screw 23a matches. When the gear is driven by the motor, the screw will turn 23a put in a rotation. The screw 23a is in the hole of the bracket 26a fitted so that no axial rotation of the screw during its rotation is possible. Thus, the rotation of the screw forces 23a the second end 22a the rotatable lever arm 19a , in the axial direction of screw 23a to move. As a result, the rotatable lever arm rotates 19a around his rotary shaft 20a , where the load arm 18a moved and the intermediate roller 2a in relation to the midline 9a the calender roll assembly displaced laterally, so that the direction of the displacement movement perpendicular to the central axis of the intermediate roll 2a runs. Together with the screw 23a operable is one for measuring the number of driven turns of screw 23a adapted suitable converter device.
Der
Hub des Stellgliedes 11a ist so bemessen, dass er die Bewegung
der Zwischenwalze 2a um max. 70 mm seitlich in Bezug auf
die Mittellinie 9a der Walzenbaugruppe erleichtert. Vorteilhafterweise ist
die Zwi schenwalze 2a auf beide Seiten der Walzenbaugruppenmittellinie 9a verlagerbar
angepasst, d. h. auf die Seite der Führungen 8a, die näher an dem
Rahmen des Kalanders 16a angeordnet sind, und auf die in
Bezug auf die Führungen 8a gegenüberliegende
Seite. Somit kann sich die Verlagerungsbewegung zum Beispiel um
35 mm nach beiden Seiten der Mittellinie 9a erstrecken.
An den Trägerblöcken 5a, 5'a von bestimmten
der Kalanderwalzen, oder alternativ an jeder der Walzen 1a–3a sind Schwingungswandler 25a befestigt,
die zum Messen der Frequenzen und Amplituden der Vertikalschwingungen
von Walzen 1a–3a während des
Betriebes des Kalanders 16a in der Lage sind. Vorteilhafterweise
sind die Schwingungswandler mindestens an den Trägerblöcken der seitlich verlagerbaren
Walze 2a angebracht. Weiterhin vorteilhaft ist auch, dass
die Walzenschwingungen in dem laufenden Kalander ununterbrochen
gemessen werden. In der Regel sind intensive Schwingungen der Walzen 1a–3a ein
Hinweis auf Bogenquerstreifigkeit. Zusätzlich kann die Raumfrequenz
der Dickenschwankungen der kalandrierten Bahn 10a in Maschinenrichtung
mittels einer Messvorrichtung 12a, wie zum Beispiel einem
Dickenmessbalken bzw. Dickenmessstrahl gemessen werden, der stromabwärts des
Kalanders angeordnet ist. Auf der Grundlage der gemessenen Walzenschwingungsfrequenz- und/oder Dickenschwankungsdaten
der Bahn 10a ist es möglich,
die natürliche
Frequenz oder natürlichen
Frequenzen zu bestimmen, bei denen Querstreifigkeit auftritt.The stroke of the actuator 11a is sized so that it can move the intermediate roll 2a by max. 70 mm laterally with respect to the midline 9a facilitates the roll assembly. Advantageously, the inter mediate roll 2a on both sides of the roll assembly centerline 9a displaced adjusted, ie on the side of the guides 8a closer to the frame of the calender 16a are arranged, and on the in relation to the guides 8a opposite side. Thus, for example, the displacement motion may be 35mm either side of the centerline 9a extend. At the carrier blocks 5a . 5 'a from certain of the calender rolls, or alternatively at each of the rolls 1a - 3a are vibration converters 25a attached, which measures the frequencies and amplitudes of the vertical vibrations of rollers 1a - 3a during the operation of the calender 16a are able to. Advantageously, the vibration transducers are at least on the support blocks of the laterally displaceable roller 2a appropriate. It is also advantageous that the roll vibrations in the current calender are measured continuously. As a rule, there are intense vibrations of the rollers 1a - 3a an indication of arched stripiness. In addition, the spatial frequency of the thickness variations of the calendered web 10a in the machine direction by means of a measuring device 12a , are measured, for example, as a thickness measuring beam or thickness measuring beam, which is arranged downstream of the calender. Based on the measured roll vibration frequency and / or thickness variation data of the web 10a it is possible to determine the natural frequency or natural frequencies where fringing occurs.
Wenn
die Schwingungsamplitude der Walzen 1a–3a bis auf einen
voreingestellten Wert steigt, wird ein die Schwingungen der Kalanderwalzen 1a–3a simulierendes
computergestütztes
Modell 13 verwendet, um einen Versatz-Optimalwert für die Zwischenwalze 2a festzulegen,
so dass Bogenquerstreifigkeit auf Grund des Schwingungs-Rückkopplungsmechanismus
bei den momentanen Laufeinstellungen von Kalander 16a verringert
werden kann. Eingabedaten für
das computergestützte
Modell sind unter Anderem die Laufgeschwindigkeit des Kalanders 16a,
die Temperaturen und die Linearlasten der Walzenspalte N1a und N2a,
die vorherrschenden Schwingungsfrequenzen und/oder die von der Dickenmessung 12a der
kalandrierten Bahn 10a erhaltenen Messdaten. Bei dem computergestützten Modell
werden zusätzlich
die Grunddaten von Walzen von Kalander 16a, wie zum Beispiel
Durchmesser, Massen und Positionen der Walzen 1a–3a,
ergänzt durch
die bestimmten charakteristischen Eigenschaftswerte und die Breite
in Querrichtung der Maschine der in der Kalandrierung befindlichen
Bahn 10a verwendet. Auf der Grundlage dieser Eingabedaten
bestimmt das computergestützte
Modell 13a für
die Zwischenwalze 2a einen geeigneten Versatzwert, der
zwischen der durch die Dickenschwankungen der Bahn 10a und
den Vertikalschwingungen der Walzen 1a–3a erzeugten Erregung
eine Phasenverschiebung erzeugt, welche die durch den Rückkopplungsmechanismus
erregten Schwingungen abschwächt.When the vibration amplitude of the rollers 1a - 3a rises to a preset value, the vibrations of the calender rolls 1a - 3a simulating computerized model 13 used to get an offset optimal value for the intermediate roll 2a so that bow-tie streaking due to the vibration feedback mechanism at the current run settings of calender 16a can be reduced. Input data for the computerized model include the running speed of the calender 16a , the temperatures and the linear loads of the nips N1a and N2a, the prevailing vibration frequencies and / or those of the thickness measurement 12a the calendered train 10a obtained measurement data. The computer-aided model also includes the basic data of calender rolls 16a such as diameters, masses and positions of the rolls 1a - 3a , supplemented by the determined characteristic property values and the width in the transverse direction of the machine of the calendering web 10a used. Based on this input data, the computer model determines 13a for the intermediate roller 2a a suitable offset value between that due to the thickness variations of the web 10a and the vertical vibrations of the rollers 1a - 3a generated excitation produces a phase shift which attenuates the vibrations excited by the feedback mechanism.
Nachdem
der Versatz-Optimalwert der Zwischenwalze 2a mithilfe des
computergestützten
Modells 13 festgelegt wurde, wird dieser Versatz-Optimalwert
mit den von dem Abtasten der Position der Walze 2a erhaltenen
Messdaten verglichen. Die Position der versetzbaren Walze 2a im
Verhältnis
zu der Mittellinie 9 der Walzenbaugruppe wird durch Wandlereinrichtungen
wie zum Beispiel Positions- oder Winkelwandler gemessen, bei denen
ein Teil auf den Belastungsarmen 18a der Zwischenwalze 2a angebracht
ist, während
der andere Teil der Wandler auf den Stützblöcken 6a angebracht
ist. Wenn sich die mithilfe des computergestützten Modells 13 bestimmten
Versatzwerte YREF von den gemessenen tatsächlichen
Versatzwerten Ym unterscheiden, wird die
Zwischenwalze 2a um die Differenz E der Werte in Bezug
auf die Mittellinie 9a der Walzenbaugruppen seitlich bewegt.
Die Versatzregulierung der Zwischenwalze 2a wird während einer
Stilllegungspause von Kalander 16a oder online in einem
laufenden Kalander 16a durchgeführt. Die Online-Walzenversatzregulierung
in einem laufenden Kalander 16a ist möglich, wenn die Zwischenwalze 2a ausreichend langsam
bewegt wird.After the offset optimum value of the intermediate roll 2a using the computer model 13 is determined, this offset optimum value with that of the scanning of the position of the roller 2a obtained measured data. The position of the displaceable roller 2a relative to the centerline 9 The roll assembly is measured by transducer means such as position or angle transducers, some of which are on the load arms 18a the intermediate roller 2a is attached while the other part of the transducer on the support blocks 6a is appropriate. When using the computer-aided model 13 differentiating certain offset values Y REF from the measured actual offset values Y m , becomes the intermediate roll 2a by the difference E of the values with respect to the center line 9a the roll assemblies moved laterally. The offset regulation of the intermediate roll 2a is used during a layover break by Kalander 16a or online in a running calender 16a carried out. The online roll offset regulation in a running calender 16a is possible if the intermediate roller 2a is moved slowly enough.
Die
Stellglieder 11a bewegen die Zwischenwalze 2a um
die Differenz E zwischen dem gemessenen tatsächlichen Versatzwert Ym und dem mithilfe des computergestützten Modells
bestimmten Versatzwert YREF. Die Walzenversatz stellglieder 11a werden
zum Beispiel manuell von dem Kontrollraum oder mithilfe eines Computers
gesteuert. Ein computergesteuerter Betrieb ist insbesondere dann
vorteilhaft, wenn der Versatzwert der Zwischenwalze 2a in einem
laufenden Kalander 16a eingestellt wird. Nach der Verlagerung
der Zwischenwalze 2a in die optimale Versatzposition YREF, die mithilfe des computergestützten Modells
bestimmt wird, wird eine neue Optimalposition für die Zwischenwalze 2a berechnet, wenn
die Schwingungsamplitude der Walzen 1a–3a den voreingestellten
Grenzwert überschreitet.
Nachfolgend wird die Versatzposition der Zwischenwalze 2a während einer
Produktionsstilllegung oder sogar in dem laufenden Kalander 16a eingestellt.
Somit kann ein Regelkreissystem bei der Versatzregulierung der Kalanderwalzen
verwendet werden.The actuators 11a move the intermediate roller 2a by the difference E between the measured actual offset value Y m and the offset value Y REF determined using the computer-aided model. The roller offset actuators 11a For example, they are controlled manually from the control room or by using a computer. Computer controlled operation is particularly advantageous when the offset value of the intermediate roll 2a in a running calender 16a is set. After relocation of the intermediate roll 2a in the optimum offset position Y REF , which is determined using the computer-aided model, a new optimal position for the intermediate roller 2a calculated when the vibration amplitude of the rollers 1a - 3a exceeds the preset limit. Subsequently, the offset position of the intermediate roller 2a during a production shutdown or even in the current calender 16a set. Thus, a closed-loop system can be used in the offset control of the calender rolls.
In 3 ist
schematisch das Betriebsprinzip der Erfindung dargestellt. Die Schwingungen
der Baugruppenwalzen und die Frequenz der Dickenveränderungen
der kalandrierten Bahn in Maschinenrichtung werden 27 in
einen laufenden Kalander 16; 16a aufgezeichnet.
Die vorherrschenden Frequenzen werden von den Schwingungsmesssignalen
zum Beispiel mithilfe der Spektralanalyse bestimmt. Wenn die Amplitudenwerte
von Walzenschwingungen ein voreingestelltes Niveau überschreiten,
wobei die Eingabedaten des computergestützten Modells 13 der Walzenschwingungen
auf den Walzenschwingungswerten basieren, ermöglichen die Dickenschwankungen
der Bahn und die Kalanderbetriebsdaten eine Bestimmung der seitlichen
Versatz-Optimalwerte YREF der Kalanderwalzen
im Verhältnis
zu der Walzenbaugruppenmittellinie. Die Positionen der versetzbaren
Walzen werden in einem laufenden Kalander mithilfe von Positions-Messwertumwandlern
ununterbrochen überwacht.
Mithilfe der durch eine Steuereinheit 15 angetriebenen
Stellglieder 11; 11a werden die Versatzwerte der
versetzbaren Walzen dann um die Differenz E zwischen der gemessenen Versatzposition
YM einer gegebenen Walze und dem von dem
computergestützten
Modell für
die gegebene Walze erhaltenen Versatz-Optimalwert verändert. Im
Moment, in dem der Wert der Differenz E Null beträgt, ist
von den versetzbaren Walzen bekannt, dass sie in ihre ordnungsgemäßen Positionen
angetrieben werden, die den Versatz-Optimalwerten YREF entsprechen,
wobei die Versatzbewegung der Walzen angehalten werden kann. Wenn
die Schwingungsamplitude der Baugruppenwalzen das nächste Mal über den voreingestellten
Grenzwert anwächst,
werden neue optimierende Walzenversatzwerte von dem computergestützten Modell 13 angefordert,
und die Versatzpositionen der Baugruppenwalzen werden neu reguliert.In 3 is schematically illustrated the operating principle of the invention. The vibrations of the assembly rolls and the frequency of the thickness variations of the calendered web in the machine direction become 27 in a running calender 16 ; 16a recorded. The prevailing frequencies are determined by the vibration measurement signals using, for example, spectral analysis. If the amplitude values of roll vibrations exceed a pre-set level, the input data of the computer-aided model 13 Since the roll vibrations are based on the roll vibration values, the thickness variations of the web and the calendering operation data allow a determination of the lateral offset optimum values Y REF of the calender rolls relative to the roll assembly centerline. The positions of the displaceable rolls are continuously monitored in a running calender using position transducers. Using a through a control unit 15 driven actuators 11 ; 11a The offset values of the displaceable rollers are then varied by the difference E between the measured offset position Y M of a given roller and the offset optimum value obtained from the computerized model for the given roller. At the moment when the value of the difference E is zero, the displaceable rollers are known to be driven to their proper positions corresponding to the offset optimal values Y REF , whereby the offset movement of the rollers can be stopped. The next time that the vibration amplitude of the assembly rolls increases above the preset limit, new optimizing roll offsets will be generated by the computerized model 13 and the offset positions of the assembly rolls are re-regulated.
Die
Erfindung kann auch unter Verwendung von Ausführungsformen realisiert werden,
die sich von den oben beschriebenen unterscheiden.The invention can also be realized using embodiments which are differ from those described above.
Bei
den oben beschriebenen Ausführungsformen
ist die unterste Walze 4; 3a des Kalanders fest
angebracht. Alternativ kann die fest angebrachte Walze auch eine
andere als die unterste Walze 4 sein, zum Beispiel die
am nächsten über der
untersten Walze angeordnete Walze 3. Im Allgemeinen ist jedoch
nur eine der Walzen in einem Maschinenkalander fest in dem Kalanderrahmen
angebracht.In the embodiments described above, the lowest roller 4 ; 3a firmly attached to the calender. Alternatively, the fixed roller may be other than the lowermost roller 4 for example, the roller closest to the bottom roller 3 , In general, however, only one of the rolls in a machine calender is fixedly mounted in the calender frame.
Sollte
die Kalanderwalzenbaugruppe nur drei Walzen aufweisen, können die
Stellglieder 11a auf der Zwischenwalze nur auf die Art
der in 2 dargestellten Ausführungsform angepasst werden, wobei
die Verlagerung der Zwischenwalze die Veränderung des Bahnwegabstandes
zwischen zwei Kalanderwalzenspalten ermöglicht. In einer Kalanderwalzenbaugruppe
von sechs Walzen können
die Stellglieder 11a so angepasst werden, dass sie nur auf
die am nächsten
unterhalb der obersten Walze befindlichen Walze, und auf die am
nächsten
oberhalb der untersten Walze befindliche Walze wirken. Hierbei kann
der Bahnwegabstand zwischen jedem Walzenspalt des Kalanders durch
Bewegen von zwei Walzen der Baugruppe verändert werden.If the calender roll assembly has only three rolls, the actuators can 11a on the intermediate roll only on the type of in 2 adapted embodiment, wherein the displacement of the intermediate roller allows the change of the Bahnwegabstandes between two calender nips. In a calender roll assembly of six rolls, the actuators 11a be adapted to act only on the roller located closest to the uppermost roller and on the roller closest to the lowermost roller. Here, the web path distance between each nip of the calender can be changed by moving two rollers of the assembly.
Die
Erfindung ist auf alle Arten von Mehrwalzenkalanderkonstruktionen
anpassbar. Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung einen Kalander
betrifft, dessen gesamte Walzenbaugruppe aus Walzen mit harter Oberfläche besteht,
kann die Erfindung gut in Kalan dern realisiert werden, die Walzen
mit weicher Oberfläche,
wie zum Beispiel Walzen mit einem Faserstoff- oder Polymerüberzug, aufweisen.The
The invention is directed to all types of multi-roll calender designs
customizable. Although the preferred embodiment of the invention is a calender
whose entire roll assembly consists of hard-surface rolls,
The invention can be realized well in Kalan countries, the rollers
with a soft surface,
such as rolls having a pulp or polymer coating.
Weiterhin
kann die Positionsmessung von versetzbaren Walzen mithilfe eines
mit den Stellgliedern 11; 11a verbundenen Positions-Messwertumwandlers
so ausgeführt
werden, dass die Walzenposition YM von der
Bewegung des Stellgliedes wie zum Beispiel einem Hydraulikzylinder
oder einem Schraubstellglied bestimmt wird.Furthermore, the position measurement of displaceable rollers using a with the actuators 11 ; 11a connected position transducer be performed so that the roller position Y M is determined by the movement of the actuator, such as a hydraulic cylinder or a screw actuator.
ZusammenfassungSummary
Kalander und
KalandrierungsverfahrenCalender and
calendering
Die
Erfindung betrifft einen Kalander (16a) zur Kalandrierung
einer Papier- oder Kartonbahn (10a), wobei der Kalander
(16a) eine Walzenbaugruppe aus mindestens drei Walzen (1a–3a)
aufweist, die in einem laufenden Kalander (16a) in einem
Walzenspaltkontakt miteinander so angepasst sind, dass zwischen
den übereinanderliegenden Walzen
Walzenspalte (N1a, N2a) ausgebildet sind, wobei die in der Kalandrierung
befindliche Bahn (10a) so angeordnet ist, dass sie dort
hindurchgeht. Der Kalander beinhaltet auch eine Baugruppe (11a) zur
Verlagerung mindestens einer der Walzen (1a–3a)
in einer im Verhältnis
zu der Mittellinie (9a) der Walzenbaugruppe seitlichen
Richtung.
2 The invention relates to a calender ( 16a ) for calendering a paper or board web ( 10a ), the calender ( 16a ) a roll assembly of at least three rolls ( 1a - 3a ) in a running calender ( 16a ) are adapted in a nip contact with one another such that nips (N1a, N2a) are formed between the superimposed rolls, the web located in the calendering ( 10a ) is arranged so that it goes through there. The calender also contains an assembly ( 11a ) for displacing at least one of the rollers ( 1a - 3a ) in relation to the center line ( 9a ) of the roll assembly lateral direction.
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