DE19822531A1

DE19822531A1 - Calender roll

Info

Publication number: DE19822531A1
Application number: DE19822531A
Authority: DE
Inventors: Rolf Van Haag
Original assignee: Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2018-05-20
Also published as: EP0959257A1; EP0959257B1; DE19822531B4; CA2272205A1; ATE275701T1; DE59910425D1

Abstract

The calender roller, with a core and an elastic cladding over its working width, has an internal heat compensation system to ensure that the roller temperature at the axial ends is almost equal to the temperature at the axial center of the roller. A thermal insulation (8) is outside the working width (4) of the roller. The thermal insulation (6) covers a section at the periphery (7) of the roller and also a part of the end side (8). The insulation (6) projects from the roller cladding (3), with an increased thickness outside the working width which is thicker than the maximum cladding (3) thickness within the working width. The thermal conductivity of the insulation (6) is less than the thermal conductivity of the roller cladding (3) by at least a factor of 5. The roller has a journal heating, using heat from an axially inner zone (4) of the roller assembly. The roller is tubular, with a closed hollow zone (15) which holds a fluid (16) which can be vaporized. The end sides of the hollow zone (15) each have a roller journal (11), with a heat exchange surface at the inner sides. The heat exchange surface has a larger surface area than the cross-section of the hollow zone (15), on a plane at right angles to the rotary axis (18). The roller has a heat conductor, with inlays of a good conductive material. An external pump recirculates the heat carrier fluid.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kalanderwalze mit einem Kern, der einen elastischen Belag aufweist, der sich über eine Arbeitsbreite erstreckt.The invention relates to a calender roll with a Core, which has an elastic covering, the extends over a working width.

Eine derartige Kalanderwalze wird in der Regel als Mit telwalze in einem Walzenstapel eines Kalanders einge setzt. Sie wird auch als weiche oder elastische Kalan derwalze bezeichnet, weil der Belag eine Oberfläche der Walze schafft, die bis zu einem gewissen Grad nachgie big ist. Eine derartige Kalanderwalze wirkt in der Re gel mit einer "harten" Walze zusammen, um eine Papier bahn oder eine andere Materialbahn zu satinieren. Die harte Walze ist hierbei in der Regel beheizt, so daß die Papierbahn in dem zwischen der weichen und der har ten Walze gebildeten Nip oder Walzenspalt mit erhöhtem Druck und mit erhöhter Temperatur beaufschlagt werden kann. Der elastische Belag dient hierbei vor allem zum Glätten der Oberfläche der Papierbahn. Such a calender roll is usually called Mit telwalze in a roll stack of a calender puts. It is also called a soft or elastic kalan derwalze because the surface is a surface of the Roller creates that to a certain extent nachgie is big. Such a calender roll works in the Re gel together with a "hard" roller to make a paper web or another material web to satinize. The hard roller is usually heated so that the paper web between the soft and the har th roll formed nip or nip with increased Pressure and elevated temperature can. The elastic covering is used primarily for Smooth the surface of the paper web.

Die Arbeitsbreite einer derartigen Kalanderwalze ent spricht im wesentlichen der Breite der zu behandelnden Materialbahn. Außerhalb der Arbeitsbreite kann sich der Belag konisch verjüngen. Diese Verjüngung erstreckt sich größenordnungsmäßig über eine axiale Länge im Be reich von etwa 20 bis 100 mm. Damit soll verhindert werden, daß der nicht von einer Papierbahn abgedeckte Belag mit der Gegenwalze in Berührung kommt und beschä digt wird. Für die weitere Betrachtung wird nur der Ar beitsbereich des Belags als Arbeitsbreite bezeichnet.The working width of such a calender roll ent essentially speaks the breadth of those to be treated Material web. Outside of the working width, the Taper the base. This taper extends order of magnitude over an axial length in the loading ranging from about 20 to 100 mm. This is supposed to prevent that the one not covered by a paper web Rubber comes into contact with the counter roller and damages it is damaged. For further consideration only the Ar working area of the covering is referred to as the working width.

Es hat sich nun herausgestellt, daß einige Walzen im Betrieb beschädigt werden, weil der Belag reißt oder bricht. Dieser Schaden tritt auch bei solchen Belägen auf, die eine Temperaturfestigkeit oder -beständigkeit haben, die die Temperaturen im Betrieb eigentlich aus halten müßte.It has now been found that some rollers in the Operation may be damaged because of the tearing or breaks. This damage also occurs with such coverings on which is a temperature resistance or resistance have the temperatures in operation actually out should hold.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Beanspru chung des Belags zu verringern.The invention has for its object the claim to reduce the coating.

Diese Aufgabe wird bei einer Kalanderwalze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sie ein internes Wär meausgleichssystem aufweist, das die Temperatur der axialen Enden zumindest annähernd in Übereinstimmung mit der Temperatur der axialen Walzenmitte bringt.This task is the beginning of a calender roll mentioned type in that they have an internal heat has leveling system that the temperature of the axial ends at least approximately in agreement with the temperature of the axial roller center.

Einer elastischen Walze wird Wärme auf verschiedene Ar ten zugeführt. Hierbei gibt es zum einen die Rollrei bung der Beläge im Walzenspalt oder Nip. Andererseits wird auch Wärme durch die von der Gegenwalze beheizte Papierbahn an die elastische Walze übertragen. Schließ lich ergibt sich noch eine Wärmezufuhr durch die Walk arbeit des Belages. Daraus ergibt sich, daß die Wärme hauptsächlich im Bereich der axialen Walzenmitte, also im Ballenbereich zugeführt wird, so daß sich hier eine höhere Temperatur einstellt. Dies bedingt ein unter schiedliches radiales Ausdehnungsverhalten der Walze über die Länge. Sie hat an den axialen Enden einen ge ringeren Durchmesser als in Richtung auf die axiale Mitte. Dementsprechend ergibt sich ein nicht gleichmä ßiges Anpreßverhalten der Walze über die Länge. Dort, wo die Walze dann den größten Durchmesser hat, ergibt sich auch die größte Beanspruchung. Dieser Beanspru chung ist der Belag in manchen Fällen nicht mehr ge wachsen. Er bricht dann. Wenn man nun ein internes Wär meausgleichssystem vorsieht, dann ist dieses in der La ge, einen Temperaturausgleich zwischen dem Ballenbe reich und den axialen Enden der Walze vorzunehmen und zwar ohne Zufuhr von Hilfsenergien. Unter Hilfsenergien sollen sowohl solche zum Beheizen als auch solche zum Kühlen verstanden werden, also z. B. von außerhalb der Walze zugeführte oder dorthin abgeführte Warmeträger fluide, elektrischer Strom zum Beheizen, magnetische Felder oder dergleichen. Zugeführt wird vielmehr nur die im Betrieb anfallende, oben beschriebene Wärme. Der Wärmeausgleich erfolgt intern.An elastic roller will apply heat to different areas fed. On the one hand there is the Rollrei Exercise the coverings in the nip or nip. On the other hand heat is also generated by the counter roll Transfer paper web to the elastic roller. Close There is still heat from the Walk work of the covering. It follows that the heat mainly in the area of the axial center of the roll, ie is supplied in the bale area, so that there is a sets higher temperature. This requires an under different radial expansion behavior of the roller over the length. It has a ge at the axial ends smaller diameter than in the direction of the axial Center. Accordingly, there is no uniformity ßes pressing behavior of the roller over the length. There, where the roller then has the largest diameter the greatest stress. This claim In some cases the covering is no longer suitable to grow. Then it breaks. If you now have an internal war level compensation system, then this is in the La ge, a temperature compensation between the Ballenbe rich and the axial ends of the roller and without the supply of auxiliary energy. Under auxiliary energy should both those for heating and those for Cooling can be understood, e.g. B. from outside the Roller heat carrier fed in or discharged there fluid, electric current for heating, magnetic Fields or the like. Rather, it is only fed the heat generated during operation described above. Of the Heat compensation takes place internally.

Zwar ist es aus DE 44 10 675 A1 bekannt, bei einer Heizwalze die Walzenzapfen getrennt zu beheizen, um schneller auf Betriebstemperatur zu kommen. Hierfür ist jedoch eine von außen zuzuführenden Hilfsenergie not wendig.It is known from DE 44 10 675 A1, in one Heating roller to heat the roll neck separately to reach operating temperature faster. For this is however, an auxiliary energy to be supplied from outside is necessary agile.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß axial außerhalb der Arbeitsbreite eine thermische Iso lierung angeordnet ist. Mit dieser Isolierung wird der Wärmeabfluß verringert und damit ein Temperaturaus gleich bewirkt. Erstaunlicherweise hat sich herausge stellt, daß mit dieser thermischen Isolierung die Belä ge eine längere Standzeit aufweisen bzw. nicht mehr so oft brechen oder beschädigt werden. Diese Maßnahme ist an und für sich widersinnig, weil man durch die Isolie rung verhindert, daß Wärme abfließen kann und sich da mit die Temperatur des Belags erhöht. Dies war bislang als Hauptursache für die Zerstörung des Belags angese hen worden. Die Wärme kann nun aufgrund der Isolierung nicht mehr so gut über den Endbereich der Walze entwei chen. Man nimmt an, daß im Randbereich der Walzen bis her einerseits nur eine vergleichsweise geringe Wärme zufuhr erfolgte, beispielsweise durch Strahlungswärme der Gegenwalze und durch die Reibung der Wälzlagerung. Andererseits war bisher in den Randbereichen der Walze eine vermehrte Wärmeabfuhr möglich, weil hier die größ te freie Oberfläche zur Verfügung stand. Dementspre chend stellte sich hier eine niedrigere Temperatur ein als im Ballenbereich, also in der axialen Walzenmitte. Wenn man nun durch die Isolierung dafür sorgt, daß die Wärme nicht mehr so einfach entweichen kann, dann er gibt sich über die axiale Länge der Walze ein wesent lich gleichförmigeres Temperaturprofil, so daß sich auch ein entsprechend gleichmäßiger Walzendurchmesser ergibt. Der Walzendurchmesser kann über die Arbeits breite innerhalb vorgegebener Grenzen konstant gehalten werden. Es ergibt sich zwar insgesamt eine höhere Tem peratur der Walze, weil die Wärme nicht mehr so gut ab fließen kann. Diese höhere Temperatur ist aber weniger schädlich als eine mechanische Überbeanspruchung des Belages.In a preferred embodiment it is provided that A thermal iso axially outside the working width is arranged. With this insulation the Reduced heat flow and thus a temperature off effected immediately. Amazingly, it has turned out represents that with this thermal insulation the Belä ge have a longer service life or no longer so often break or get damaged. This measure is in and of itself absurd because you isolate tion prevents heat from escaping and there with the temperature of the surface increased. This has been so far as the main cause of the destruction of the covering hen. The heat can now be due to the insulation no longer escape so well across the end of the roller chen. It is believed that up to only a comparatively low heat supply took place, for example by radiant heat the counter roller and due to the friction of the rolling bearing. On the other hand, was previously in the edge areas of the roller an increased heat dissipation possible because here the largest free surface was available. Dementia This resulted in a lower temperature than in the bale area, i.e. in the axial center of the roller. If you now ensure through the insulation that the Heat can no longer escape so easily, then he there is an essential over the axial length of the roller Lich more uniform temperature profile, so that also a correspondingly uniform roller diameter results. The roll diameter can work over width kept constant within given limits become. Overall, the temperature is higher temperature of the roller because the heat is no longer as good can flow. However, this higher temperature is less harmful as a mechanical overuse of the Topping.

Vorzugsweise deckt die Isolierung sowohl einen Ab schnitt am Umfang der Walze als auch zumindest einen Teil der Stirnseite der Walze ab. Man verhindert den Wärmeabfluß also nicht nur über den Umfang, sondern auch über die Stirnseite. Ausgenommen ist hier unter Umständen der Wellenstummel, mit dessen Hilfe die Walze drehbar gelagert ist. Der Wellenstummel ist aber der Rollreibung im Lager ausgesetzt, so daß die hier ent stehenden Wärmeverluste ohnehin klein sind und sogar unter Umständen noch Wärme zugeführt werden kann.The insulation preferably covers both an ab cut at least one on the circumference of the roller Part of the face of the roller. You prevent that Heat flow not only over the circumference, but also on the front. The exception is below Circumstances of the wave stub, with the help of which the roller is rotatably mounted. But the stub is the one Rolling friction exposed in the camp, so that ent here standing heat losses are small anyway and even under certain circumstances, heat can still be supplied.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Walze eine Zapfenheizung aufweisen. Mit der Isolierung kann man den Wärmeabfluß zwar erschweren, aber nicht vollständig verhindern. Dementsprechend ist es nach wie vor mög lich, daß sich unter ungünstigen Bedingungen Temperatur unterschiede von solcher Größe ergeben, daß sie nach wie vor zu merklichen Durchmesserunterschieden über die axiale Länge der Walze führen. Dies hat, wie oben aus geführt, möglicherweise eine zu hohe mechanische Bean spruchung des Belages zur Folge. Wenn man nun mit Hilfe der Zapfenheizung das axiale Ende der Walze beheizt, dann ist es möglich, das axiale Ende bzw. die axialen Enden und die axiale Mitte, also den Ballenbereich der Walze, auf der gleichen Temperatur zu halten. Bei ent sprechender Auslegung und Leistungsfähigkeit der Zap fenheizung kann man unter Umständen die Isolierung auch weglassen. Mit Hilfe der Zapfenheizung werden die axialen Enden der Walze auf die Temperatur des Ballenbe reichs gebracht. Bei gleicher Temperatur über die axia le Länge ergibt sich aber auch eine gleichmäßige Aus dehnung, so daß die Walze im Betrieb unter Wärmezufuhr über die gesamte axiale Länge die gewünschte konstante oder annähernd konstante Durchmesserverteilung auf weist. Alternatively or in addition, the roller can be a Have cone heating. With the insulation you can complicate the heat flow, but not completely prevent. Accordingly, it is still possible lich that temperature under unfavorable conditions Differences of such a size result that they follow as before to noticeable differences in diameter over the lead axial length of the roller. This has, as above led, possibly a too high mechanical bean stress on the covering. If you now with help the pin heater heats the axial end of the roller, then it is possible to the axial end or the axial Ends and the axial center, i.e. the bale area of the Roller to keep at the same temperature. With ent appropriate interpretation and performance of the Zap Under certain circumstances, the heating can also be used for insulation omitting. With the help of the peg heater, the axial Ends the roller to the temperature of the bale brought empire. At the same temperature via the axia le length also results in a uniform shape expansion, so that the roller in operation with the supply of heat the desired constant over the entire axial length or approximately constant diameter distribution points.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Zapfenheizung Wärme aus einem axial weiter innen liegenden Bereich der Walze zur Beheizung verwendet. Diese Ausgestaltung hat zwei Vorteile. Zum einen ist keine getrennte Wärmezufuhr von außen notwendig. Dementsprechend entfallen Verbindungen mit Kupplungen, über die ein Wärmeträgermedium von au ßen in das Innere der Walze eingespeist werden kann. Vor allem hat die Ausbildung aber den Vorteil, daß das Walzenende nicht heißer werden kann als die axiale Wal zenmitte. Sie kann maximal die gleiche Temperatur er reichen. Bei einer höheren Temperatur wäre keine Wärme übertragung aus der axialen Mitte der Walze an die En den mehr möglich. Damit ergibt sich auch ein Selbst schutz- und Selbstregeleffekt. In der Walze ist sozusa gen ein in Axialrichtung wirkendes Wärmetransportsystem vorgesehen, das die Wärme immer zu den "kühleren" Stel len transportiert und diese beheizt, während es die heißeren Stellen kühlt.It is preferred that the cone heater emits heat an axially inner region of the roller used for heating. This configuration has two Advantages. First, there is no separate heat supply from outside necessary. Accordingly, connections are omitted with couplings through which a heat transfer medium from au can be fed into the interior of the roller. Above all, the training has the advantage that The end of the roller cannot get hotter than the axial roller middle of the center. It can have a maximum of the same temperature pass. There would be no heat at a higher temperature transmission from the axial center of the roller to the En the more possible. This also results in a self protection and self-regulating effect. In the roller is like that gen a heat transport system acting in the axial direction provided that the heat always to the "cooler" Stel len transported and heated, while it the cooler places.

Für die Ausbildung der Zapfenheizung gibt es mehrere Möglichkeiten.There are several for the formation of the cone heater Possibilities.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorge sehen, daß die Walze als Rohrwalze ausgebildet ist und einen geschlossenen Hohlraum umgibt, in dem eine ver dampfbare Flüssigkeit angeordnet ist. Der Dampfdruck der Flüssigkeit ist auf die Betriebs- oder Arbeitstem peratur der Walze eingestellt, d. h. die Flüssigkeit verdampft dann, wenn sie mit einem Teil der Walze in Berührung kommt, das eine höhere Temperatur aufweist. Der Dampf verteilt sich in dem Hohlraum gleichmäßig. Er kommt damit zwangsläufig auch mit solchen Stellen in Berührung, die eine geringere Temperatur als die Ver dampfungstemperatur aufweist. Dort kondensiert er und heizt diese Stelle unter Abgabe seiner Kondensations wärme wieder auf. Im Betrieb, wenn sich die Walze dreht, wird das Kondensat unter der Wirkung der Zentri fugalkraft wieder radial nach außen transportiert und verteilt sich dementsprechend gleichmäßig an der Be grenzungswand des Hohlraumes, wo es an heißeren Stellen wiederum verdampft und so den Kreislauf fortsetzt. Die ser Effekt ist unter dem Namen "heat pipe" an sich be kannt. Er führt bei der vorliegenden Walze vor allem im Zusammenhang mit der Isolierung der Endbereiche zu ei ner sehr gleichmäßigen Temperaturverteilung. Dies hat einen entsprechend konstanten Durchmesser des Kernes zur Folge.In a particularly preferred embodiment, it is provided see that the roller is designed as a tube roller and surrounds a closed cavity in which a ver vaporisable liquid is arranged. The vapor pressure the liquid is on the operating or work station roller temperature set, d. H. the liquid then evaporates when in with part of the roller Comes into contact with a higher temperature. The steam is distributed evenly in the cavity. He inevitably comes in with such positions Touch that is a lower temperature than the ver has vaporization temperature. There it condenses and heats this point giving up its condensation warm up again. In operation when the roller turns, the condensate under the action of the centri Fugalkraft transported radially outwards again and is accordingly evenly distributed on the Be boundary wall of the cavity where it is in hotter places again evaporates and thus continues the cycle. The This effect is known under the name "heat pipe" knows. He leads in the present roller especially in Connection with the isolation of the end areas to egg ner very even temperature distribution. this has a correspondingly constant diameter of the core result.

Vorzugsweise ist der Hohlraum an seinem stirnseitigen Ende mit je einem Walzenzapfen verschlossen, der an seiner Innenseite eine Wärmetauscherfläche aufweist. Man beheizt also nicht nur die axialen Enden des Kerns mit der Wärme, die aus dem Ballenbereich der Walze stammt, sondern auch die Walzenzapfen. Damit sorgt man gleichzeitig für eine Möglichkeit, etwas Wärme aus der Walze abzuführen. Diese kann nämlich über die Walzen zapfen und die daran befindlichen Wellenstummel nach außen gelangen. Der Wärmeabfluß ist hier zwar nicht sehr groß. Er verhindert aber unter Umständen eine Überhitzung der Beläge.The cavity is preferably at its end face Each end closed with a roll neck, the on has a heat exchanger surface on its inside. So you don't just heat the axial ends of the core with the heat coming from the bale area of the roller but also the roll neck. So you care at the same time for a way to get some warmth out of the To remove the roller. This can namely over the rollers tap and the shaft stubs on it get outside. The heat flow is not here very large. However, it may prevent one Cover overheating.

Vorzugsweise ist die Wärmetauscherfläche betragsmäßig größer als die Fläche des Querschnitts des Hohlraums in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse. Man kann also die Wärmetauscherfläche mit Kühlrippen oder Nuten ver sehen, so daß die im Hohlraum angeordnete verdampfbare Flüssigkeit eine größere Fläche zum Niederschlag fin det. Dies beschleunigt das Aufheizen des Walzenzapfens und damit des Walzenendes, was beispielsweise bei Be triebsbeginn von Vorteil ist. The amount of heat exchanger surface is preferably larger than the area of the cross section of the cavity in a plane perpendicular to the axis of rotation. So you can ver the heat exchanger surface with cooling fins or grooves see so that the evaporable arranged in the cavity Liquid fin a larger area for precipitation det. This speeds up the heating of the roll neck and thus the end of the roll, which is the case with Be start of the drive is an advantage.

Mit Vorteil weist die Walze eine Wärmeleiteranordnung auf. Diese Wärmeleiteranordnung kann auch dann vorgese hen sein, wenn der Temperaturausgleich zwischen der axialen Mitte und den axialen Enden der Walze über die verdampfbare Flüssigkeit oder auf andere Weise erfolgt. Anstelle oder zusätzlich zu dem Wärmetransport mit Hil fe eines bewegten Mediums erfolgt hier der Wärmetrans port einfach durch Wärmeleitung, also durch statische Elemente.The roller advantageously has a heat conductor arrangement on. This heat conductor arrangement can also be pre-selected hen when the temperature balance between the axial center and the axial ends of the roller over the evaporable liquid or otherwise. Instead of or in addition to the heat transfer with Hil Fe of a moving medium takes place here the heat transfer port simply by heat conduction, i.e. by static Elements.

Vorzugsweise ist die Wärmeleiteranordnung durch Einla gen aus gut wärmeleitfähigem Material gebildet. Hierfür kann man beispielsweise Aluminium oder Kupfer verwen den. Die Einlagen können als Stäbe oder Bleche ausge bildet sein, die sich über die Länge des Kernes er strecken. Sie können in den Kern eingearbeitet sein oder, bei einer Hohlwalze, die Begrenzungswand des Hohlraumes abdecken. Bei einer ausreichenden Dimensio nierung kann man damit einen ausreichenden Wärmetrans port erzielen, so daß die Temperatur über die axiale Länge der Walze und damit auch der Durchmesser prak tisch konstant bleibt.Preferably, the heat conductor arrangement is by inlet gene formed from a good heat conductive material. Therefor you can use aluminum or copper, for example the. The inserts can be made as rods or sheets forms, which extends over the length of the nucleus stretch. They can be incorporated into the core or, in the case of a hollow roller, the boundary wall of the Cover the cavity. With a sufficient dimension You can use it for sufficient heat transfer achieve port so that the temperature is above the axial Length of the roller and thus also the diameter prak table remains constant.

Eine weitere Möglichkeit des Temperaturausgleichs ist dann gegeben, wenn eine in der Walze ortsfest angeord nete und von außen antreibbare Pumpe eine Wärmeträger flüssigkeit umwälzt. Man kann diese Wärmeträgerflüssig keit, beispielsweise Wasser, durch eine geeignete Ka nalanordnung leiten, beispielsweise durch ein System von peripheren Bohrungen, also Kanälen unterhalb der Oberfläche des Kernes. Wenn man eine Pumpe ortsfest in der Walze anordnet, dann dreht sich diese Pumpe mit, so daß keine Zu- oder Abflußanschlüsse nach außen vorgese hen sein müssen. Es ist lediglich erforderlich, die Pumpe von außen anzutreiben. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß ein Antriebselement der Pumpe in Reibschluß oder in Zahneingriff mit einer ortsfesten Gegenfläche steht, so daß die Pumpe automatisch in Be trieb genommen wird, wenn sich die Walze dreht. Je hö her die Drehzahl der Walze ist, desto größer ist auch die Leistung der Pumpe. Dies ist aber dann ein ge wünschter Effekt, weil in diesem Fall auch eine größere Wärmemenge von innen nach außen (axial gesehen) trans portiert werden muß.Another possibility of temperature compensation is then given when one is arranged in the roller in a stationary manner nete and externally driven pump a heat transfer medium liquid circulates. You can use this heat transfer fluid speed, for example water, by a suitable Ka Guide channel arrangement, for example through a system of peripheral bores, i.e. channels below the Surface of the core. If you have a pump stationary arranges the roller, then this pump turns, too that there are no inflow or outflow connections to the outside must be. It is only required that To drive the pump from the outside. For example in that a drive element of the pump in Friction or meshing with a fixed one Counter surface is so that the pump automatically in loading drive is taken when the roller rotates. The higher The faster the roller is, the greater it is the performance of the pump. But this is a ge desired effect, because in this case also a bigger one Amount of heat from the inside to the outside (seen axially) trans must be ported.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Isolierung in den Belag übergehen. Man kann den Belag und die Iso lierung dann in einem Arbeitsgang aufbringen.In a preferred embodiment, the insulation pass into the topping. You can see the topping and the iso Then apply the coating in one operation.

Vorzugsweise weist die Isolierung außerhalb der Ar beitsbreite eine größere Stärke als die größte Stärke des Belags innerhalb der Arbeitsbreite auf. Damit trägt man dem Umstand Rechnung, daß innerhalb der Arbeits breite Wärme zugeführt wird, hier also eine Isolierung durch den Belag an und für sich gar nicht notwendig ist, während außerhalb der Arbeitsbreite eine Wärmeab fuhr in erhöhtem Maße verhindert werden soll.The insulation preferably has outside the ar width greater than the greatest strength of the covering within the working width. So that carries one takes into account the fact that within the work broad heat is supplied, so here is insulation due to the covering itself and not at all necessary is, while outside the working width there is a heat drove to an increased extent should be prevented.

Auch ist von Vorteil, wenn daß die Wärmeleitfähigkeit der Isolierung um mindestens den Faktor 5 kleiner als die des Belages ist. Damit wird eine wirkungsvolle Iso lierung erreicht. Das Material des Belags leitet bei spielsweise die Wärme mit 0,5 W/mK, während die Isolie rung nur einen Wert von 0,03 W/mK aufweist.It is also an advantage if the thermal conductivity the insulation by at least a factor of 5 less than that of the topping. This makes an effective iso achieved. The material of the covering leads for example the heat with 0.5 W / mK, while the insulation tion only has a value of 0.03 W / mK.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen: The invention is based on preferred in the following Embodiments in connection with the drawing described in more detail. Show here:

Fig. 1 einen axialen Endabschnitt einer ersten Aus führungsform einer Kalanderwalze und Fig. 1 shows an axial end portion of a first imple mentation form of a calender roll and

Fig. 2 den Endabschnitt einer zweiten Ausführungs form einer Kalanderwalze. Fig. 2 shows the end portion of a second embodiment form of a calender roll.

Eine Kalanderwalze 1 ist als Rohrwalze ausgebildet mit einem Kern 2, der einen Belag 3 aufweist. Die Außensei te des Belags 3 bildet einen Arbeitsbereich 4. An den beiden Enden des Arbeitsbereichs 4 schleißt sich eine Endzone 5 an, in der sich der Belag 3 konisch verjüngt. Der Arbeitsbereich 4 ist an die Breite einer Material bahn angepaßt, die in einem Nip oder Walzenspalt zwi schen der Kalanderwalze 1 und einer nicht dargestellten Gegenwalze satiniert werden soll. Die Gegenwalze ist hierbei in der Regel als harte, beheizte Walze ausge bildet.A calender roll 1 is designed as a tubular roll with a core 2 which has a covering 3 . The outer side of the covering 3 forms a work area 4 . At the two ends of the working area 4 , an end zone 5 is attached, in which the covering 3 tapers conically. The working area 4 is adapted to the width of a material web that is to be satin-finished in a nip or nip between the calender roll 1 and a counter roll, not shown. The counter roller is usually formed as a hard, heated roller.

Axial außerhalb des Belags 3 ist der Kern 2 von einer thermischen Isolierung 6 abgedeckt. Dieser umgibt eine Schleifschulter 7 der Walze, also den Umfang der Walze, und erstreckt sich auch über die Stirnseite 8 der Wal ze. Die Isolierung 6 hat im Bereich der Stirnseite 8 eine größere Stärke als an der Schleifschulter 7. Ins gesamt hat die Isolierung 6 eine größere Stärke als die Dicke des Belags 3 im Arbeitsbereich.The core 2 is covered axially outside of the covering 3 by a thermal insulation 6 . This surrounds a grinding shoulder 7 of the roller, ie the circumference of the roller, and also extends over the end face 8 of the roller. The insulation 6 has a greater thickness in the region of the end face 8 than on the grinding shoulder 7 . Overall, the insulation 6 has a greater thickness than the thickness of the covering 3 in the work area.

Ausgenommen von der Isolierung im Bereich der Stirnsei te 8 ist ein Bereich, an dem ein Wellenstummel 9 aus der Stirnseite 8 vorsteht. Mit Hilfe des Wellenstummels 9 ist die Kalanderwalze 1 in einem schematisch darge stellten Lager 10 drehbar gelagert.Excepted from the insulation in the area of the front end te 8 is an area on which a stub shaft 9 protrudes from the end face 8 . With the help of the stub shaft 9 , the calender roll 1 is rotatably mounted in a schematically illustrated bearing 10 .

Der Wellenstummel 9 ist Teil eines Walzenzapfens 11, der mit einem Abschnitt 12 in den Kern 2 hineinragt und mit einem Abschnitt 13 an die Stirnseite des Kerns 2 angesetzt und dort mit Schrauben 14 befestigt ist. Die Walze ist lediglich in ihrer oberen Hälfte teilweise im Schnitt dargestellt. In der unteren Hälfte ist die Au ßenansicht dargestellt, wobei lediglich die Isolierung 6 geschnitten dargestellt ist.The stub shaft 9 is part of a roll neck 11 which projects with a section 12 into the core 2 and with a section 13 is attached to the end face of the core 2 and is fastened there with screws 14 . The roller is only partially shown in section in its upper half. In the lower half, the exterior is shown, only the insulation 6 being shown in section.

Der Kern 2 und der Walzenzapfen 11 umgrenzen also einen Hohlraum 15, in dem eine Flüssigkeit 16 angeordnet ist, die bei einer Rotation der Walze aufgrund der Zentrifu galkraft gegen die Begrenzungswand des Hohlraumes 15 gedrückt wird. Im Hohlraum 15 herrscht ein Druck, der so auf die Arbeitstemperatur der Kalanderwalze 1 und die Flüssigkeit 16 abgestimmt ist, daß die Flüssigkeit 16 bei dieser Arbeitstemperatur verdampft. Der Dampf verteilt sich gleichmäßig im Hohlraum 15 und schlägt sich an Teilen der Kalanderwalze 1 nieder, die eine Temperatur unterhalb der Verdampfungstemperatur aufwei sen. Dies ist hauptsächlich der Abschnitt 12 des Wal zenzapfens 11. Um hier eine noch größere Wärmeübertra gungsfläche zur Verfügung zu stellen, sind Kühlrippen 17 vorgesehen, die in den Hohlraum 15 hineinragen. Hierdurch wird die Wärmetauscherfläche vergrößert. Sie ist größer als die Querschnittsfläche des Hohlraumes in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse 18.The core 2 and the roll neck 11 thus delimit a cavity 15 in which a liquid 16 is arranged, the galkraft is pressed against the boundary wall of the cavity 15 during rotation of the roller due to the centrifuge. A pressure prevails in the cavity 15 which is matched to the working temperature of the calender roll 1 and the liquid 16 in such a way that the liquid 16 evaporates at this working temperature. The steam is distributed evenly in the cavity 15 and is deposited on parts of the calender roll 1 , which have a temperature below the evaporation temperature. This is mainly the section 12 of the roll pin 11 . In order to provide an even larger heat transfer surface, cooling fins 17 are provided which protrude into the cavity 15 . This increases the heat exchanger area. It is larger than the cross-sectional area of the cavity in a plane perpendicular to the axis of rotation 18 .

Durch die Isolierung 6 wird zunächst verhindert, daß ein größerer Wärmestrom die Kalanderwalze 1 im Bereich ihrer axialen Enden verläßt. Das andere Ende der Walze ist natürlich entsprechend ausgebildet. Man erreicht hierdurch, daß die Temperatur über die axiale Länge der Walze schon stark vergleichmäßigt wird. Ohne Isolierung ergeben sich beispielsweise Temperaturunterschiede von über 20°C zwischen dem Bereich, in dem der Belag 3 mit seiner Arbeitsbreite 4 angeordnet ist, und den axialen Enden der Kalanderwalze. Mit der Isolierung läßt sich dieser Temperaturunterschied mehr als halbieren.The insulation 6 initially prevents a larger heat flow from leaving the calender roll 1 in the region of its axial ends. The other end of the roller is of course designed accordingly. It is hereby achieved that the temperature is already made very uniform over the axial length of the roller. Without insulation there are, for example, temperature differences of over 20 ° C. between the area in which the covering 3 with its working width 4 is arranged and the axial ends of the calender roll. This temperature difference can be more than halved with the insulation.

Eine noch gleichmäßigere Temperaturverteilung ergibt sich aber dadurch, daß mit Hilfe der verdampfbaren Flüssigkeit 16 die Wärme aus dem Ballenbereich der Wal ze, also aus dem Bereich, in dem die Arbeitsbreite 4 angeordnet ist, an die axialen Enden der Kalanderwalze 1 transportiert werden kann. Hierdurch werden nämlich die Walzenzapfen 11 beheizt. Unter Umständen kommt man hier sogar ohne Isolierung 6 aus. Die Flüssigkeit ver dampft an den Stellen, an denen die Temperatur höher als die Verdampfungstemperatur ist. Hierdurch entzieht die Flüssigkeit diesen heißeren Stellen Wärme und kühlt sie ab. Der Dampf, der sich im Hohlraum 15 gleichmäßig verteilt, gelangt dann auch an die kühleren Teile, bei spielsweise die Kühlrippen 17 des Walzenzapfens 11 und kondensiert unter Wärmeabgabe, so daß der Walzenzapfen 11 beheizt wird. Der Walzenzapfen 11 kann allerdings nie heißer werden als die heißeste Stelle im Ballenbe reich der Walze.An even more uniform temperature distribution results from the fact that with the help of the vaporizable liquid 16, the heat from the bale area of the roll, ie from the area in which the working width 4 is arranged, can be transported to the axial ends of the calender roll 1 . As a result, the roller journals 11 are heated. Under certain circumstances you can even do without insulation 6 . The liquid evaporates where the temperature is higher than the evaporation temperature. As a result, the liquid extracts heat from these hot spots and cools it down. The steam, which is evenly distributed in the cavity 15 , then also reaches the cooler parts, for example the cooling fins 17 of the roll neck 11 and condenses with heat emission, so that the roll neck 11 is heated. The roll neck 11 can never be hotter than the hottest point in the bale area of the roll.

Mit dieser Maßnahme, d. h. mit der Zapfenheizung und ggf. der Isolierung 6, kann man die Temperatur über die axiale Länge der Walze so vergleichmäßigen, daß keine nennenswerten Durchmesseränderungen aufgrund der Tempe ratur mehr auftreten. Damit vergleichmäßigt sich auch der auf den Belag 3 wirkende Anpreßdruck und die mecha nische Belastung sinkt unter tolerierbare Werte.With this measure, ie with the peg heater and possibly the insulation 6 , the temperature can be so uniform over the axial length of the roller that no significant changes in diameter due to the temperature occur. This also evens out the contact pressure acting on the covering 3 and the mechanical load drops below tolerable values.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es soll aber ausdrücklich darauf hingewiesen werden, daß man alle Maßnahmen, die zur Zapfenheizung, also zum Wärmetransport aus dem Ballenbereich der Walze zum Wal zenzapfen 11 hin, vorsieht, kombinieren kann. Anderer seits muß man nicht alle in Fig. 1 oder in Fig. 2 zu sammen dargestellten Maßnahmen gemeinsam verwenden. Beispielsweise kann man bei der Ausgestaltung nach Fig. 1 die Kühlrippen 17 auch weglassen. Fig. 2 shows a modified embodiment. The same parts are provided with the same reference numerals. However, it should be expressly pointed out that one can combine all measures which provide for peg heating, that is to say for heat transfer from the bale region of the roll to the roll 11 ,. On the other hand, one does not have to use all of the measures shown in FIG. 1 or in FIG. 2 together. For example, the cooling fins 17 can also be omitted in the embodiment according to FIG. 1.

Bei der Ausgestaltung nach Fig. 2 ist die Isolierung 6 im wesentlichen gleich geblieben. Sie ist im Bereich der Schleifschulter 7 lediglich etwas dünner ausge führt. Die Stärke der Isolierung 6 richtet sich natür lich nach dem für die Isolierung verwendeten Material.In the embodiment according to FIG. 2, the insulation 6 has remained substantially the same. It is only slightly thinner in the area of the grinding shoulder 7 . The thickness of the insulation 6 depends of course on the material used for the insulation.

Für die Zapfenheizung sind nun andere Maßnahmen getrof fen worden. Zum einen ist im Hohlraum 15 eine Anordnung von Einlagen 18 aus Aluminium oder Kupfer oder einem anderen gut wärmeleitenden Material vorgesehen, die wärmeleitend mit dem Kern 2 und mit dem Walzenzapfen 11 verbunden sind. Auch untereinander können die Einlagen 19 miteinander verbunden sein. Durch die Einlagen 19 ist es möglich, daß Wärme aus dem Ballenbereich der Walze zu den axialen Enden hin strömt.Other measures have now been taken for the peg heating. On the one hand, an arrangement of inserts 18 made of aluminum or copper or another good heat-conducting material is provided in the cavity 15 , which are connected in a heat-conducting manner to the core 2 and to the roll neck 11 . The inserts 19 can also be connected to one another. The inlays 19 make it possible for heat to flow from the bale area of the roller towards the axial ends.

Eine weitere Zapfenheizungsmöglichkeit ist dadurch ge geben, daß der Kern 2 in Umfangsrichtung verteilt eine Vielzahl von achsparallelen Bohrungen 20 aufweist, die mit Pumpen 21 (nur eine ist schematisch dargestellt) in Verbindung stehen. Die Pumpen 21 weisen ein Antriebs zahnrad 22 auf, das mit einem stationären Zahnring 23 kämmt, der wiederum in einem mit dem Lager 10 verbunde nen Hebel 24 gelagert ist. Der Zahnring 23 umgreift na türlich den gesamten Wellenstummel 9. Er ist aus Grün den der Übersicht aber nur in der oberen Hälfte der Fig. 2 dargestellt. Die Pumpe 21 wälzt nun eine Wärme trägerflüssigkeit um, die in Axialrichtung durch die Bohrungen 20 fließt, wie dies durch Pfeile 25, 26, an gedeutet ist. Der Pfeil 26 ist in einer strichliert eingezeichneten Leitung dargestellt, womit ausgedrückt werden soll, daß diese Leitung in Umfangsrichtung hin ter der dargestellten Bohrung 20 angeordnet ist. Die Wärmeträgerflüssigkeit kann also mit Hilfe der Pumpe 21 immer hin und hergeschickt werden. Auch dies führt zu einer gleichmäßigen Wärmeverteilung über die axiale Länge der Kalanderwalze 1.Another cone heating option is given by the fact that the core 2 has a plurality of axially parallel bores 20 distributed in the circumferential direction, which are connected to pumps 21 (only one is shown schematically). The pumps 21 have a drive gear 22 which meshes with a stationary toothed ring 23 , which in turn is mounted in a lever 24 connected to the bearing 10 . The toothed ring 23 naturally encompasses the entire stub shaft 9 . It is shown in green in the overview but only in the upper half of FIG. 2. The pump 21 now circulates a heat transfer fluid that flows in the axial direction through the holes 20 , as indicated by arrows 25 , 26 to. The arrow 26 is shown in a dashed line, which is intended to express that this line is arranged in the circumferential direction ter of the bore 20 shown. The heat transfer fluid can therefore always be sent back and forth with the help of the pump 21 . This also leads to a uniform heat distribution over the axial length of the calender roll 1 .

Claims

1. Calender roll with a core which has an elastic covering which extends over a working width, characterized in that it has an internal heat compensation system which brings the temperature of the axial ends at least approximately in accordance with the temperature of the axial roll center .

2. Calender roll according to claim 1, characterized in that axially outside the working width ( 4 ), thermal insulation ( 6 ) is arranged.

3. Calender roll according to claim 1 or 2, characterized in that the insulation ( 6 ) covers both a portion on the circumference ( 7 ) of the roll and at least part of the end face ( 8 ) of the roll.

4. Calender roll according to one of claims 1 to 3, there characterized in that they have a cone heater having.

5. calender roll according to claim 4, characterized in that the peg heating uses heat from an axially inner region ( 4 ) of the roll for heating.

6. Calender roll according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is formed as a tubular roll and surrounds a closed cavity ( 15 ) in which an evaporable liquid ( 16 ) is arranged.

7. calender roll according to claim 6, characterized in that the cavity ( 15 ) is closed at its front end with a roll neck ( 11 ) which has a heat exchanger surface on its inside.

8. calender roll according to claim 7, characterized in that the heat exchanger area is larger in magnitude than the area of the cross section of the cavity ( 15 ) in a plane perpendicular to the axis of rotation ( 18 ).

9. calender roll according to one of claims 1 to 8, characterized in that it has a heat conductor arrangement ( 19 ).

10. calender roll according to claim 9, characterized in that the heat conductor arrangement ( 19 ) is formed by Einla gene from good heat-conductive material.

11. Calender roll according to one of claims 1 to 10, characterized in that a fixedly arranged in the roll and driven from the outside pump ( 21 ) circulates a heat transfer fluid.

12. Calender roll according to one of claims 1 to 11, characterized in that the insulation ( 6 ) merges into the covering ( 3 ).

13. Calender roll according to one of claims 1 to 12, characterized in that the insulation ( 6 ) outside the working width has a greater thickness than the greatest thickness of the covering ( 3 ) within the working width.

14. Calender roll according to one of claims 1 to 13, characterized in that the thermal conductivity of the insulation ( 6 ) is at least 5 times smaller than that of the covering ( 3 ).