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Die
vorliegende Erfindung betrifft Mehrwalzenkalander von Faserbahnmaschinen
und ähnlichen Arten von Walzenmaschinen. Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schnellöffnen
eines Walzensatzes in einem Mehrwalzenkalander, bei welchem eine
zu kalandrierende Papier- oder Pappebahn durch Kalandriernips durchgeführt wird,
welche durch eine durchbiegungskompensierte obere Walze, eine durchbiegungskompensierte
untere Walze und zwei oder mehr Zwischenwalzen gebildet werden,
die zwischen den oberen und unteren Walzen angeordnet sind, wobei
die Walzen als ein Walzensatz angeordnet sind, und wobei in dem
Kalander die Zwischenwalzen durch hydraulische Entlastungszylinder
zum Entlasten einer Walzenspaltlast, welche durch die Massen von
Lagergehäusen der Zwischenwalzen und mit denselben verbundenen
Hilfseinrichtungen hervorgerufen wird, getragen werden.
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Kalander
erfordern das schnelle Öffnen eines Walzensatzes zum Verhindern
der Beschädigung von Überzügen beziehungsweise
Deckschichten von Walzen in einer Si tuation, in der ein Bahnbruch
auftritt. Aufgrund des Bruchs werden Bündel von Papier,
die auf weichen Walzendeckschichten Markierungen hinterlassen können,
in dem Walzenspalt beziehungsweise Nip zwischen den Walzen angesammelt.
Während des Bruchs verläuft keine Faserbahn in
dem Nip zwischen den Walzen, welche Wärme mitnehmen beziehungsweise
abführen und die übermäßige
Erwärmung der weichen Oberfläche der Walze benachbart
zu der heißen Walze verhindern würde. Typischerweise
können sich in Kalandern Thermowalzen mit einer heißen
Oberfläche, z. B. bis zu 250°C, neben polymerbeschichteten
Walzen befinden, deren kurzzeitige Temperaturbeständigkeit
z. B. ungefähr 150°C betragen kann. Im Falle eines
Bruchs ist es wichtig, die Bandaufführung sobald wie möglich
durchführen zu können und zu erreichen, dass die
Bahn wieder durch geschlossene Walzenspalte verläuft, sobald
der Walzensatz von Fremdobjekten gereinigt worden ist.
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In
der Bahnbruchsituation ist es wichtig, die Nips des Walzensatzes
schnell zu öffnen, so dass eine Schnellöffnung
rasch startet und die Größe der durch die Nips
gebildeten Lücken rasch auf eine angemessene Größe
ansteigt. Somit können Bündel von Papier nicht
dick werden, bevor sie in den Bereich der Nips gelangen. Das Schneiden
der Bahn und der darauffolgende Abblasstrahl erzeugen einen derartigen
Schlag auf die Bahn, dass es nicht möglich ist, zu wissen,
welche Art von Papier und Bündel sich während
der Schnellöffnung in jedem Bereich des Walzensatzes befindet.
Wie bekannt ist, wird eine adäquate Zeit für das
Schnellöffnen mit un gefähr 0,5 Sekunden angenommen,
wobei dies die Zeit von dem Bruchsignal bis zu dem Moment ist, in
dem sich Spalte von 5 mm in den Nips befinden. Dieser Spalt von
5 mm ist beim Schnellöffnen bei den Papierwalzen von Superkalandern
aufgrund des Problems des Hinterlassens von Markierungen notwendig
gewesen.
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Der
Walzensatz eines Mehrwalzenkalanders, z. B. eines Superkalanders
oder eines Kalanders der Bauart, der von dem Anmelder mit den Marken
OptiLoad, TwinLine vermarktet wird, weist üblicherweise
mehrere Walzen auf, welche als ein Walzensatz aufeinander angeordnet
sind. Die überlappenden Walzen sind in Nipkontakt miteinander
und die zu kalandrierende Papier- oder Pappebahn oder ähnliches
ist so angeordnet, dass sie durch die Nips zwischen den Walzen durchgeführt
wird.
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Die
Walzen sind drehbar in Lagergehäusen gelagert, welche z.
B. in Superkalandern ihrerseits an Unterteilen angebracht sein können,
welche verschieblich auf vertikalen Führungen in dem Kalanderrahmen
angeordnet sind. Die Unterteile sind über Anschlagteile
an Hubspindeln in dem Kalanderrahmen aufgehängt, wobei
der Zweck dieser Spindeln dann darin besteht, als Führungen
zu dienen, um die Walzen des Walzensatzes in einer korrekten Position
zu halten. Somit sind die Walzen des Walzensatzes nicht starr an
ihren Lagergehäusen in dem Kalanderrahmen angebracht, sondern
die Walzen sind in der Lage, sich in der vertikalen Richtung zu
bewegen.
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Die
Massen der Lagergehäuse der Walzen und der an denselben
angebrachten Hilfseinrichtungen, wie zum Beispiel Leitwalzen, sind
verhältnismäßig groß, was bei
z. B. konventionellen Superkalandern den erheblichen Nachteil verursachte,
dass diese Massen Verzerrungen in der Linearlastverteilung der Nips
verursachte. Aus diesem Grund wurde begonnen, Mehrwalzenkalander,
z. B. Superkalander, mit Entlastungsvorrichtungen auszustatten,
welche auf einer Seite auf den Unterteilen der Walzen abgestützt
waren und auf der anderen Seite an den Spindelmuttern in den Hubspindeln,
so dass die Verformung der Linearlastprofile zwischen den Walzen, welche
durch das Gewicht der Lagergehäuse der Walzen und der an
denselben angebrauchten Hilfseinrichtungen verursacht wurde, mittels
der Entlastungseinrichtungen entlastet beziehungsweise verringert
wurde. Eine solche Vorrichtung ist bereits beschrieben worden, unter
anderem in dem
US-Patent 4901637 .
Auch die Verwendung von Entlastungseinrichtungen ist bereits bei
konventionellen Maschinenkalandern bekannt, bei welchen Versuche
unternommen wurden, den oben beschriebenen Effekt von durch die
Lagergehäuse und Hilfseinrichtungen der Walzen verursachten
Punktbelastungen hauptsächlich mittels hydraulischen Entlastungszylindern
zu eliminieren.
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Das
Patent
EP 0 842 324
B1 beschreibt ein Verfahren zum Schnellöffnen
eines Walzensatzes eines Kalanders, insbesondere eines Superkalanders, und
ein Hydrauliksystem für den Walzensatz eines Kalanders,
insbesondere eines Superkalanders. Der Zweck dieses bekannten Verfahrens
und des Hydrauliksystems war, ein solches Verfahren und ein derartiges
System zu schaffen, mittels welchen es möglich ist, die
Nips des Walzensatzes beim Schnellöffnen steuerbar und
wünschenswerterweise in einer gewählten Reihenfolge
zu Öffnen, am bevorzugtesten derart, dass die Nips beim
Schnellöffnen gleichzeitig öffnen.
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Ein
Nachteil eines solchen Schnellöffnens ist seine unnötig
teure Technik.
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Des
Weiteren hat der zeitweise freie Fall des Walzensatzes zusätzliche
indirekte Kosten verursacht, weil die Überdimensionierung
von Strukturen, zum Beispiel durch den Schlag beziehungsweise Hub,
der durch das Schnellöffnen bewirkt wird, noch massivere
Fundamente beziehungsweise Gussbauteile erfordert haben kann. Wenn
es mit Schnellöffnungszylindern durchgeführt wird,
kann durch einen während des Laufs auftretenden Störfall
verursachtes Schnellöffnen ungefähr die doppelte
Belastung für die Fundamente im Vergleich mit der üblichen
Belastung während des Laufs verursachen. Zusätzlich zu
den mit dem Rahmen des Mehrwalzenkalanders verbundenen Kosten wurden
die Kosten auch durch die stärkeren Strukturen und möglicherweise
teureres Material der Gelenke und Hebel erhöht, die beim Halten
der Walzen verwendet werden. Des Weiteren hat die größere
Dimensionierung der Leitwalzen zu teureren Walzenwechselwerkzeugen
und längeren Walzenwechselzeiten geführt. Des
Weiteren ist auch die Walzenwechselzeit aufgrund der Tatsache länger, dass
die Bolzenverbindung des Walzensatzes mehr Bolzen aufweist.
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Ein
Problem der Schnellöffnungskammern der Entlastungszylinder
von aus dem Stand der Technik bekannten Mehrwalzenkalandern ist
der Ausfall der Ölabscheideanlage der Schnellöffnungskammer gewesen,
welcher dadurch verursacht worden ist, dass der Ölabscheideschlauch
der Schnellöffnungskammer außerhalb der Entlastungszylinderstruktur angeordnet
war, weil der Schlauch so angeordnet sein muss, dass er eine große
Armbewegung ermöglicht. Somit war der Ölabscheideschlauch
durch externe Faktoren verursachten Schäden ausgesetzt.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues und erfinderisches
Verfahren zum Schnellöffnen eines Walzensatzes in einem
Mehrwalzenkalander zu schaffen, mittels welchem die oben beschriebenen
Probleme und Nachteile im Bezug auf das schnelle Öffnen
des Walzensatzes des Mehrwalzenkalanders eliminiert oder zumindest
minimiert werden können.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue und
erfinderische Vorrichtung zum Schnellöffnen eines Walzensatzes
in einem Mehrwalzenkalander zu schaffen, mittels welchem die oben
beschriebenen Probleme und Nachteile im Bezug auf das schnelle Öffnen
des Walzensatzes des Mehrwalzenkalanders eliminiert oder zumindest minimiert
werden können.
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Um
die oben beschriebenen Aufgaben und diejenigen, die später
zum Vorschein kommen, zu lösen, ist das Verfahren gemäß der
Erfindung im Wesentlichen durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden
Teil von Anspruch 1 angegeben ist, und die Vorrichtung gemäß der
Erfindung ist hauptsächlich durch das gekennzeichnet, was
in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 8 angegeben ist.
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Das
Schnellöffnen eines Walzensatzes, durchgeführt
gemäß der Erfindung mit einfachen beziehungsweise
grundlegenden Zylindern der Entlastungseinrichtungen eines Mehrwalzenkalanders
und der Belastungszylinder der Walzen ohne separate Schnellöffnungszylinder
schafft eine Möglichkeit, kosteneffektivere Vorrichtungen
zu erzeugen, der Walzensatz kann jedoch noch immer in ungefähr
0,5 Sekunden geöffnet werden, mit anderen Worten, die Belastung
der Walzen kann entlastet beziehungsweise weggenommen werden und
das Öffnen jedes Nipspalts kann so vorgesehen sein, dass
es in ungefähr 0,5 Sekunden begonnen wird.
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Das
Schnellöffnen des Walzensatzes eines Mehrwalzenkalanders
gemäß der Erfindung unter Verwendung der einfachen
Hydraulikzylinder der Entlastungseinrichtungen ermöglicht
eine einfachere und somit kostengünstigere konstruktive
Auslegung, Teileauslieferung, Werkhallenmontage, Aufbau und Inbetriebnahme
des Mehrwalzenkalanders.
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Die
anderen kennzeichnenden Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
sind in der nachfolgenden Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung wird nunmehr mittels beispielhafter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Figuren
detaillierter beschrieben.
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1 zeigt
eine Seitenansicht eines Mehrwalzenkalanders, welcher das Verfahren
und die Vorrichtung gemäß der Erfindung anwendet.
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2 ist
eine teilweise geschnittene, schematische Seitenansicht einer alternativen
Vorrichtung zum Bewegen und Belasten der unteren Walze eines Mehrwalzenkalanders.
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3 zeigt
in einer schematischen Ansicht das Prinzip von alternativen Arten
zum Anordnen eines Umkehr- beziehungsweise Umlenkwalzenspalts eines
Mehrwalzenkalanders.
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Das
Schnellöffnen beziehungsweise schnelle Öffnen
des Walzensatzes eines Mehrwalzenkalanders, wie zum Beispiel eines
unter der Markenbezeichnung Optiload bekannten Mehrwalzenkalanders,
welcher ausschließlich mit Entlastungs- und Belastungszylindern,
d. h. ohne separate Schnellöffnungszylinder, ausgeführt
ist, wird nachfolgend beschrieben.
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1 zeigt
einen Mehrwalzenkalander 10, welcher einen Kalanderrahmen 11 aufweist,
in welchem ein Walzensatz 12 installiert ist, der aus mehreren
Walzen besteht. Der Walzensatz 12 weist eine obere Walze 13,
eine untere Walze 14 und mehrere Zwischenwalzen 15–22 auf,
welche aufeinander zwischen der oberen Walze und der unteren Walze
angeordnet sind, wobei die Walzen so angeordnet sind, dass sie sich
in einem Laufzustand in Walzenspalt- beziehungsweise Nipkontakt
befinden. 1 zeigt den Walzensatz 12 des
Mehrwalzenkalanders in dem Laufzustand. In dem durch die Figur dargestellten Beispiel
wird eine Papier- oder Pappe- beziehungsweise Kartonbahn W über
eine Breitstreckwalze 133 und eine Leitwalze beziehungsweise
Schwungwalze 134 in einen oberen Nip N1 und weiter durch
andere Nips N2–N8 des Mehrwalzenkalanders und schließlich
aus einem unteren Nip N9 geführt. Zwischen den Nips N1–N9
wird die Papier- oder Pappebahn W von der Oberfläche der
Walzen mittels Leitwalzen 154, 164, 174, 184, 194, 204, 214, 224 weggenommen. Wie
in 1 dargestellt, sind die Leitwalzen abwechselnd
"außerhalb" (Leitwalzen 164, 184, 204, 224) und
"innerhalb" (Leitwalzen 154, 174, 194, 214)
des Walzensatzes bezüglich des Kalanderrahmens 11 angeordnet.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Walzensatz
eines Mehrwalzenkalanders 10 wenigstens eine Zwischenwalze
und/oder vier biegungskompensierte Walzen auf.
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Die
obere Walze 13 des Mehrwalzenkalanders 11 in 1 ist
eine biegungskompensierte Walze, von welcher Lagergehäuse 131 in
der Ausführungsform der Figur direkt und starr in dem Rahmen 11 des
Mehrwalzenkalanders befestigt sind. Die Welle der biegungskompensierten
oberen Walze 13 ist in den Lagergehäusen 131 installiert
und die Walze ist auf eine normale Art und Weise mit inneren Belastungseinrichtungen
versehen, mittels welchen die Biegung des Walzenmantels wie gewünscht
eingestellt werden kann. Die obere Walze 13 ist eine sogenannte
weiche Walze und sie ist mit einer flexiblen Polymerbeschichtung
versehen.
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In 1 ist
die untere Walze 14 des Mehrwalzenkalanders entsprechend
eine biegungskompensierte Walze, deren Walzenmantel drehbar auf
der Achse beziehungsweise Welle der Walze installiert ist, wobei
die Walze 14 mit inneren Belastungseinrichtungen versehen
ist, mittels welchen die Biegung des Walzenmantels wie gewünscht
eingestellt werden kann. Die Welle der unteren Walze 14 ist
in 1 in Lagergehäusen 141 installiert,
welche in der Ausführungsform der Figur auf Belastungsarmen 144 installiert
sind, welche mittels Gelenken 145 an dem Rahmen 11 des
Mehrwalzenkalanders befestigt sind. Zwischen dem Rahmen 11 und
den Belastungsarmen 144 sind erste untere Zylinder 143 installiert, mittels
welchen die untere Walze 14 in vertikaler Richtung bewegt
werden kann. 2 zeigt eine alternative Art
und Weise zum Bewegen und Belasten der unteren Walze 14 in
dem Mehrwalzenkalander 10, bei welchem zwischen dem Rahmen 11 des
Mehrwalzenkalanders und den Lagergehäusen 141 der unteren
Walze 14 vorteilhafterweise hydraulische zweite untere
Zylinder 146 zum Bewegen und Belasten der unteren Walze 14 in der
Belastungsrichtung des Walzensatzes 12 installiert sind.
Die Belastung beziehungsweise Last der Nips N1–N9 des Walzensatzes 12 kann
somit mittels der ersten unteren Zylinder 143 von 1 durchgeführt
werden und, mittels der ersten unteren Zylinder 143, kann
der Walzensatz 12 falls erforderlich geöffnet
werden; oder alternativ kann die Belastung beziehungsweise Last
der Nips N1–N9 des Walzensatzes 12 mittels der
zweiten unteren Zylinder 146 von 2 ausgeführt
werden und, mittels der zweiten unteren Zylinder 146, kann der
Walzensatz 12 falls erforderlich geöffnet werden. In 2 werden
dieselben Bezugszeichen für dieselben oder entsprechende
Teile wie in 1 verwendet. Auch Belastungseinrichtungen
innerhalb der oberen Walze 13 können beim Belasten
der Nips N1–N9 des Walzensatzes 12 teilnehmen.
Aufgrund der biegungskompensierten unteren Walze 14 ist
es möglich, Linearlastprofile in den Nips N1–N9
des Walzensatzes 12 gleichförmig zu halten. In
dem Beispiel der Figur ist auch die untere Walze 14 mit
einer Polymerbeschichtung versehen, die derjenigen der oberen Walze 13 entspricht.
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In 1 bestehen
die Zwischenwalzen 15–22 des Walzensatzes 12 abwechselnd
aus mit einer harten und einer weichen Oberfläche versehenen Walzen,
so dass abgesehen von dem mittleren Nip N5 des Walzensatzes 12 in
allen anderen Nips eine mit einer harten Oberfläche versehene
Walze als die zweite Walze und eine mit einer weichen Oberfläche versehenen
Walze als die Walze vorgesehen sind, welche mit derselben einen
Nip bilden. Der mittlere Nip N5 des Walzensatzes 12 ist
ein sogenannter Umlenk- beziehungsweise Umkehrnip, in welchem beide den
Nip bildenden Walzen mit einer weichen Oberfläche versehene
Walzen sind. Somit ist, weil die obere Walze 13 des Walzensatzes
eine mit einer weichen Oberfläche versehene Walze ist,
die oberste Zwischenwalze 15 eine mit einer harten Oberfläche
versehene Walze. Dementsprechend ist die zweite Zwischenwalze 16 von
oben eine mit einer weichen Oberfläche versehene Walze,
welche mit einer flexiblen Polymerbeschichtung versehen ist, und
des Weiteren ist die nächste, d. h. die dritte Zwischenwalze 17 von
oben eine mit einer harten Oberfläche versehene Walze.
Wie oben angegeben, sind die Walzen 18 und 19,
welche den mittleren Nip N5 bilden, weiche Walzen, die mit einer
flexiblen Polymerbeschichtung versehen sind, wobei die nächstuntere
Walze 20 eine mit einer harten Oberfläche versehene
Walze ist. Die zweitunterste Zwischenwalze 21 ist eine
mit einer Polymerbeschichtung versehene Walze und die unterste Zwischenwalze 22 ist
eine mit einer harten Oberfläche versehene Walze.
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Die
schematische Figur gemäß 3 zeigt das
Prinzip von alternativen Arten zum Anordnen eines Umkehrnips eines
Mehrwalzenkalanders ähnlich zu dem oben beschriebenen Prinzip.
In dem Walzensatz 12 des Mehrwalzenkalanders kann der Umkehrnip
an unterschiedlichen Punkten gemäß dem Beispiel
von 3 angeordnet sein. 3 zeigt
mit einer weichen Oberfläche versehene Walzen als verdunkelte
Kreise und mit einer harten Oberfläche versehene Walzen
als skizziert aufgezeichne te Kreise in dem Walzensatz 12,
welcher zehn Walzen aufweist. In dem linken Walzensatz 12 von 3 ist
der Umkehrnip der mittlere Nip wie in 1, d. h.
unter Verwendung der Bezeichnung von 1 der Nip
N5; in dem mittleren Walzensatz 12 ist der Umkehrnip der dritte
Nip von unten, d. h. unter Verwendung der Bezeichnung von 1 der
Nip N7; und in dem rechten Walzensatz 12 ist der Umkehrnip
der dritte Nip von oben, d. h. unter Verwendung der Bezeichnungen von 1 der
Nip N3. Dementsprechend kann der Umkehrnip an unterschiedlichen
Punkten in dem Walzensatz angeordnet sein, der z. B. sechs, acht oder
zwölf Walzen aufweist.
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In
dem Mehrwalzenkalander gemäß 1 sind
Lagergehäuse 151, 161, 171, 181, 191, 201, 211, 221 von
jeder Zwischenwalze 15–22 des Walzensatzes 12 in
Armen 152, 162, 172, 182, 192, 202, 212, 222 installiert,
welche drehbar in dem Rahmen 11 des Mehrwalzenkalanders
durch axiale Gelenke 153, 163, 173, 183, 193, 203, 213 und 223 der
Walzen gelenkig gelagert sind. Die Arme 152, 162, 172, 182, 192, 202, 212 und 222 sind
mit Entlastungszylindern 155, 165, 175, 185, 195, 205, 215, 225 der Entlastungseinrichtungen
versehen, welche als Hydraulikzylinder ausgebildet sind, welche
an ihrem einen Ende in den Armen der Zwischenwalzen 15–22 und
an ihren anderen Enden in dem Rahmen 11 des Mehrwalzenkalanders
befestigt sind. Mittels der betreffenden Entlastungseinrichtungen
ist es möglich, Belastungen beziehungsweise Lasten, welche
durch die Lagergehäuse der Zwischenwalzen 15–22 und der
in den Lagergehäusen befestigten Hilfseinrichtungen verursacht
werden, zu entlasten beziehungsweise zu lösen. Die erforderlichen
Entlastungskräfte sind von unterschiedlicher Größe
auf unterschiedliche Zwischenwalzen 15–22,
weil, wie bereits oben beschrieben, die fliegenden Walzen, welche
in den Lagergehäusen der Zwischenwalzen 15–22 befestigt sind,
abwechselnd innerhalb und außerhalb des Nipniveaus bezüglich
des Rahmens 11 des Mehrwalzenkalanders angebracht sind,
wodurch die durch dieselben in den Entlastungszylindern der Entlastungseinrichtungen
bewirkten Lasten von unterschiedlicher Größe sind.
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In
einer Schnellöffnungssituation des Walzensatzes ist es
möglich, zu bewirken, dass die Walzen 13–22 des
Walzensatzes sich voneinander lösen, so dass jeder der
Nips N1–N9 sich öffnet oder dass zumindest die
Last von jedem Nip entlastet beziehungsweise freigegeben wird und
das Öffnen von jedem Nip gestartet worden ist.
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In
einem Mehrwalzenkalander können sich mehrere mit einer
weichen Oberfläche versehene, biegungskompensierte Walzen
in einem Walzensatz 12 befinden, wobei zwischen zwei solchen
biegungskompensierten Walzen eine mit einer harten Oberfläche
versehene Thermowalze angeordnet sein kann. In einer Schnellöffnungssituation
wird die Last der biegungskompensierten Walzen, wie zum Beispiel mit
der Markenbezeichnung Sym-Roll bekannten Walzen, entlastet, d. h.
ihre Hydraulikdrücke werden wie oben beschrieben verringert,
wodurch sich eine kurzzeitige Verzögerung ergibt, z. B.
ungefähr 0,15 Sekunden, wonach sich wenigstens die Nips
in Verbindung mit den biegungskompensierten Walzen des Walzensatzes
sobald wie möglich nach einem Bahnbruchsignal zu öffnen
beginnen.
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In
einem Walzensatz des Mehrwalzenkalanders können sogar drei
Walzensätze ähnlich der Markenbezeichnung OptiGloss
aufeinander vorgesehen sein, wobei in jedem dieser "sektionalen
Walzensätze" eine mit einer harten Oberfläche
versehene Thermowalze zwischen zwei mit einer flexiblen Umhüllung
versehenen, biegungskompensierten Walzen ist. Dann können
ein bis zwei Abschneidstrahlen beziehungsweise Abblasstrahlen in
Verbindung mit jedem sektionalen Walzensatz der OptiGloss-Bauart angeordnet
sein.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung weist der Walzensatz 12 des
Mehrwalzenkalanders 10 wenigstens eine an sich bekannte
Schneideinrichtung auf, wie zum Beispiel eine Schneidklinge 230,
deren Anordnung in 1 als ein Beispiel ausgewählt
ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform der
Erfindung weist der Walzensatz 12 des Mehrwalzenkalanders 10 wenigstens
eine Schneideinrichtung, wie zum Beispiel eine Schneidklinge, für
jeden sektionalen, zwei Nips aufweisenden Walzensatz auf. Gemäß anderen
Ausführungsformen ist es vorteilhaft, dass die Papier-
oder Pappebahn W in dem Walzensatz 12 des Mehrwalzenkalanders 10 mit
wenigstens einer Schneideinrichtung, wie zum Beispiel einer Schneidklinge,
in Stücke geschnitten wird, deren Länge höchstens
zwischen drei bis fünf Nips beträgt.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung ist es des Weiteren vorteilhaft,
dass eine in dem Walzensatz 12 des Mehrwalzenkalanders 10 zu schneidende
Papier- oder Pappebahn W mit wenigstens einem Abblasstrahl 231 geschnitten
beziehungsweise abgeblasen wird, der an sich bekannt ist und dessen
Anordnung in 1 als ein Beispiel ausgewählt
ist. Dann kann ein Abblasstrahl 231 für jeden sektionalen
Walzensatz angeordnet sein, der z. B. drei Walzen, d. h. zwei Nips,
aufweist.
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Es
ist vorteilhaft gemäß der Erfindung, dass das
Schnellöffnen des Walzensatzes 12 nach dem Bruchsignal
gestartet wird, so dass die Last der biegungskompensierten oberen
Walze 13 und der biegungskompensierten unteren Walze 14 des
Walzensatzes entlastet wird und dass, falls vorhanden, die Last
der biegungskompensierten Walzen von jedem oben genannten sektionalen
Walzensatz entlastet wird. Mit anderen Worten, in dem Fall des Walzensatzes 12 der
Figur, in welcher eine solche biegungskompensierte Walze als die
untere Walze verwendet wird, in welcher sich der Walzenmantel 12 radial über seine
gesamte Länge bezüglich der Welle der Walze bewegen
kann, werden Drücke von den Belastungselementen des Walzenmantels 14 entlastet,
so dass sich der Walzenmantel im Wesentlichen bezüglich der
Welle beziehungsweise Achse der Rolle bewegt, wodurch die Zwischenwalzen
des Walzensatzes oder des sektionalen Walzensatzes in der Lage sind, um
einen bestimmten Abstand nach unten mit dem Walzenmantel der unteren
Walze zu "fallen". Falls die untere Walze nicht mit belastbaren
Belastungselementen versehen ist, wird der Druck von dem Anhebezylinder 143 der
unteren Walze entlastet, um eine entsprechende Wirkung zu erzielen.
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Beim
Schnellöffnen kann die Geschwindigkeit der Bewegung des
unteren Zylinders 143; 146 des Mehrwalzenkalanders
dieselbe sein wie beim normalen Öffnen, d. h. ungefähr
25 mm/s, und die Bewegung der Zwischenwalzen 15–22 des
Mehrwalzenkalanders ist gestuft, so dass sich der Walzensatz 12 fächerförmig öffnet.
Die Bewegungen der Zwischenwalzen können so eingestellt
werden, dass sich innerhalb von 0,5 Sekunden die Lücke
in allen Nips zu bilden begonnen hat. In den obersten Nips ist der
Spalt zwischen den Walzen kleiner als an dem unteren Ende des Walzensatzes,
aber die Bahn hat die oberen Nips aufgrund der Geschwindigkeit der Bahn
W in jedem Fall verlassen. Es sollte festgehalten werden, dass keine
Notwendigkeit besteht, einen Spalt mit ähnlicher Größe
zwischen den Walzen zu bilden, d. h. das Öffnen der Nips
des Walzensatzes ist nicht simultan, sondern das Öffnen
des Walzensatzes 12 gemäß 1 startet
von dem obersten Nip N1 und setzt sich als ein aufeinanderfolgender
Vorgang in Richtung des untersten Nips N9 fort.
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In
einem Fall, in dem mehrere sektionale Walzensätze in dem
Walzensatz 12 wie oben beschrieben aufeinander angeordnet
sind, beginnt das Öffnen des Walzensatzes in jedem sektionalen
Walzensatz vorzugsweise von dem obersten Nip und setzt sich als
ein aufeinanderfolgender beziehungsweise sukzessiver Vorgang in
Richtung des untersten Nips dieses sektionalen Walzensatzes fort.
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Es
besteht keine Notwendigkeit, dass die Öffnungsabstände
beträchtlich sind, weil mit einer polymeren Oberfläche
versehene Walzen heutzutage als weiche Walzen eingesetzt werden,
deren Widerstand gegen Markierungen beziehungsweise Beschädigungen
sich verbessert hat.
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Wie
bekannt ist, wurde eine adäquate Schnellöffnungszeit
als ungefähr 0,5 Sekunden angesehen, wobei es sich um die
Zeit ab dem Bahnbruchsignal bis zu dem Moment handelt, in welchem sich
5-mm-Spalte in den Nips befinden. Dieser 5-mm-Spalt beim Schnellöffnen
wurde früher bei den Papierwalzen von Superkalandern aufgrund
des Problems des Markierens beziehungsweise Beschädigens
benötigt. Heutzutage hat sich der Schlag- und Wärmewiderstand
der Polymerwalzen aufgrund des Einführens neuer Deckschichten
verbessert, so dass ein kleinerer als der genannte Spalt beim Schnellöffnen
akzeptiert werden kann.
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Somit
wird gemäß der Erfindung die Schnellöffnungszeit
von 0,5 Sekunden des mit einfachen Zylindern des Walzensatzes des
Mehrwalzenkalanders durchgeführten Schnellöffnens
als die Zeit angesetzt, die zwischen dem Entlasten der Belastung
des Walzensatzes, wie zum Beispiel der Belastung der biegungskompensierten
Walzen, und dem Beginn des Öffnens der Nipspalte verbraucht
wird. Eine durch Papier hervorgerufene Gefahr ist innerhalb dieser Zeit
von den Nips mittels Schneideinrichtungen, wie zum Beispiel Schneidklingen
und Blaseinrichtungen, wie zum Beispiel Abblasstrahlen und aufgrund
der Geschwindigkeit der Bahn beendet.
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Mit
derzeitigen Papiergeschwindigkeiten von ungefähr 2.000
m/min bewegt sich die Bahn W ungefähr 5 m in 0,5 Sekunden.
In einer Bruchsituation schneiden Schneidklingen, die möglicherweise
an mehreren Punkten in dem Walzensatz angeordnet sind, die Bahn
unmittelbar nach dem Bruchsignal, woraus folgt, dass die in der
Schnellöffnungszeit (ungefähr 0,5 Sekunden) geschnittene
Bahn W zumindest durch einen Teil der Nips oder sogar durch alle Nips
N1–N9 durchgelaufen ist.
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Das
Wickeln von Papier um die Walze wird mit Abblasstrahlen verhindert,
von welchen in dem Walzensatz 12 mehrere wie oben beschrieben
angeordnet sein können, wobei die Länge der sich
um die Walze nach den Abblasstrahlen wickelnde Bahn 5–10
m beträgt, was ungefähr drei Umläufen
der Bahn um die Walze mit typischen Walzendurchmessern entspricht.
Ein Umwickeln in diesem Umfang bewirkt keine thermischen Probleme
für die Polymeroberfläche, weil das Bündel
nicht fest wird. Situationen, in welchen das Bündeln der
Walze aufgetreten ist, sind meist durch nicht ausreichende Bruchüberwachung
oder dann aufgetreten, wenn das Schneiden der Bahn mit Schneidklingen
nicht wie gewünscht eingetreten ist. Beim bekannten Schnellöffnen,
welches mittels separater Schnellöffnungszylinder durchgeführt wird,
wäre es nicht möglich gewesen, das Bündeln
in diesen Fällen zu verhindern.
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Die
Papierbahn W, welche möglicherweise die Deckschicht während
des Schnellöffnens gemäß der Erfindung
beschädigt, welche ohne separate Schnellöffnungszylinder
durchgeführt wird, ist in der Lage, zumindest teilweise
aus den Nips auszutreten, nämlich bei Mehrwalzenkalandern,
die mit der Bahngeschwindigkeit von 1.000 m/min (16,7 m/s) betrieben
werden, abhängig von dem Funktionieren der Schneidklinge
und der Abblasstrahlen von annähernd sämtlichen
Walzenspalten, und bei Mehrwalzenkalandern, die mit der Bahngeschwindigkeit
von 2.000 m/min betrieben werden, von allen Nips. Die Länge
der Bahn von der Schneidklinge zu dem letzten Nip beträgt
ungefähr 15–20 m, abhängig von der Größe
des Walzensatzes und der Anzahl der Walzen. Vorzugsweise befinden
sich wenigstens ein bis zwei Abblasstrahlen in dem Walzensatz.
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Die
Erfindung wurde oben mittels Beispielen unter Bezugnahme auf die
beigefügten Figuren beschrieben. Die Erfindung ist jedoch
nicht darauf beschränkt, was in den Figuren angegeben ist,
sondern es können unterschiedliche Ausführungsformen
der Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der erfindungsgemäßen
Idee variieren, die in den beigefügten Ansprüchen
angegeben ist.
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Zusammenfassung
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Schnellöffnen eines
Walzensatzes eines Mehrwalzenkalanders
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schnellöffnen
eines Walzensatzes in einem Mehrwalzenkalander (10), bei
welchem eine zu kalandrierende Papier- oder Pappebahn (W) durch
Kalandriernips (N1–N9) durchgeführt wird, welche
durch eine durchbiegungskompensierte obere Walze (13),
eine durchbiegungskompensierte untere Walze (14) und zwei
oder mehr Zwischenwalzen (15, 22) gebildet werden,
die zwischen den oberen und unteren Walzen (13, 14)
angeordnet sind, wobei die Walzen (13–22)
als ein Walzensatz (12) angeordnet sind, und wobei in dem
Kalander die Zwischenwalzen (15–22) durch
hydraulische Entlastungszylinder (155–225)
zum Entlasten einer Walzenspaltlast, welche durch die Massen von
Lagergehäusen (151–221) der
Zwischenwalzen (15–22) und mit denselben
verbundene Hilfseinrichtungen (154–224) hervorgerufen
wird, getragen werden. Zum Öffnen von Kalandernips (N1–N9)
bei dem Schnellöffnen des Walzensatzes (12) werden
die hydraulischen Belastungsdrücke beziehungsweise Auflagelasten
der durchbiegungskompensierten Walzen (13, 14)
entlastet, der Mantel der unteren Walze (14) des Walzensatzes
wird nach unten abgesenkt und die Entlastungsbelastungen beziehungsweise
-lasten der Entlastungszylinder (155–225)
der hydraulischen Entlastungseinrichtungen der Zwischenwalzen (15–22)
und der Belastungszylinder (143; 146) der unteren
Walze (14) werden entlastet, welche konventionelle, Standard-Hydraulikzylinder
ohne ganz oder teilweise separate Schnellöffnungszylinder
sind. In dem Verfahren und der Vorrichtung kann sowohl der Einsatz
einer Schneidklinge (230) als auch eines Abblasstrahls (231)
vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 4901637 [0006]
- - EP 0842324 B1 [0007]