DE19940664C1 - Verfahren zum Voreinstellen eines Kalanders und Kalander zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zum Voreinstellen eines Kalanders für Papier, Pappe u. dgl. weist einen Stapel (1) aus einer Unterwalze (4), mindestens einer Mittelwalze (3) und einer Oberwalze (2) auf. Die Unterwalze ist eine Biegeeinstellwalze mit Mantelhub, die Oberwalze eine Biegeeinstellwalze ohne Mantelhub. Die internen Stützvorrichtungen (15) der Unterwalze (2) werden mit Druck derart belastet, daß der Mantel (14) der Unterwalze etwa einen Zylinder mit horizontaler Achse bildet. Zum Schließen der Nips (18, 19) werden die externen Stützvorrichtungen (13) der Unterwalze oder deren internen Stützvorrichtungen (15) mit einem ansteigenden Druck belastet. Der den jeweils anderen Stützvorrichtungen (15) der Unterwalze zugeführte Druck wird dem Träger entsprechend nachgeführt. Die im Augenblick des vollständigen Schließens des obersten Nips (18) in den externen und internen Stützvorrichtungen (11, 13, 15) wirksamen Drücke werden registriert. DOLLAR A Ein Kalandar zur Durchführung dieses Verfahrens weist im Bereich mindestens des einen Endes des obersten Nips (18) eine Meßvorrichtung (20, 21) auf, die beim Schließen dieses Nipendes ein Schließsignal (S) abgibt. DOLLAR A Auf diese Weise ergibt sich eine sehr einfache Kalibrierung.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vor­ einstellen eines Kalanders für Papier, Pappe u. dgl., mit einem Stapel aus einer als Biegeeinstellwalze aus­ gebildeten Unterwalze, deren drehfest gehaltener Träger mittels an den Enden angreifender externer Stützvor­ richtungen in Stapelrichtung anhebbar und deren mittels interner Stützvorrichtungen am Träger abgestützter Man­ tel über seine gesamte Länge in Stapelrichtung ver­ stellbar ist, mindestens einer in Stapelrichtung ver­ stellbaren Mittelwalze und einer als Biegeeinstellwalze ausgebildeten Oberwalze, deren Träger an seinen Enden ortsfest gehalten und deren mittels interner Stützvor­ richtungen am Träger abgestützter Mantel an seinen En­ den auf dem Träger gelagert ist, sowie auf einen Kalan­ der zur Durchführung dieses Verfahrens.

Kalander, wie sie derzeit auf dem Markt sind, müssen kalibriert oder voreingestellt werden, bevor sie ge­ zielt belastet werden. Durch die Kalibrierung möchte man erreichen, daß sich zwischen den Walzen jeweils ein "gerader" Nip ergibt, d. h. daß die Walzen über die ge­ samte Kalanderbreite unter gleichem Druck aneinander anliegen, also eine gleichmäßige Streckenlast vorhanden ist.

Bisher ist man so vorgegangen, daß man eine Last aus dem Innendruck in der Oberwalze, dem Oberwalzenmantel- Gewicht, dem Mittelwalzen-Gewicht, dem Unterwalzenman­ tel-Gewicht und eventuellen Reibungswerten im Kalander bestimmt und hieraus die den externen und internen Stützvorrichtungen zuzuführenden Drücke berechnet hat. Die Richtigkeit der Einstellung kann dann durch eine Nipabdruckmessung mit Hilfe von NCR-Papier überprüft werden. Dieser Vorgang ist mühsam und zeitraubend, weil schon geringfügige Abweichungen der tatsächlichen Grö­ ßen von den Rechengrößen zu Streckenlastabweichungen führen. Und bei Korrekturen aufgrund von Nipabdruckmes­ sungen ist man nie ganz sicher, ob die Drücke insgesamt verändert werden sollten oder ob eine Zonenkorrektur vorgenommen werden muß. Außerdem ist der Vorgang auch gefährlich, weil das NCR-Papier von Hand in den Nip eingeschoben werden muß.

Aus WO 98/24969 ist ein Kalander bekannt, bei dem die oberste und unterste Walze des Walzenstapels Durchbie­ gungseinstellwalzen sind. Das Joch der oberen Durchbie­ gungseinstellwalze ist ortsfest im Gestell eingespannt; auch die Lager dieser Walze sind ortsfest. Der Antrieb der einzelnen Walzen erfolgt derart, daß die in Hori­ zontalrichtung auf die Walzen wirkenden Kräfte minimal gehalten werden.

Aus DE 652 17 603 T2 ist es bekannt, Kalanderwalzen über ihre Länge mit Kraft- oder Druckdetektoren in der Form piezoelektrischer Filme zu belegen, um auf diese Weise Spaltkräfte oder Spaltdrücke zu erfassen und für die Steuerung zu nutzen. Die Detektoren werden dadurch kalibriert, daß eine genau bekannte Kraft auf sie aus­ geübt und die erhaltene Antwort überprüft wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorein­ stellung oder Kalibrierung des Kalanders zu vereinfa­ chen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Geht man nämlich von einem Kalander aus, dessen Ober­ walze eine Biegeeinstellwalze ohne Mantelhub und dessen Unterwalze eine Biegeeinstellwalze mit Mantelhub ist, wobei die Träger der Oberwalze ortsfest gehalten und die Träger der Unterwalze durch externe Stützvorrich­ tungen höhenverstellbar sind, kann man die Voreinstel­ lung auf sehr einfache Weise vornehmen. Weil der Mantel der Unterwalze in Folge seiner Belastung einem Zylinder mit horizontaler Achse entspricht und diese Form auf­ grund der Druck-Nachführung während des Schließens der Nips beibehält, ergibt sich im Augenblick des vollstän­ digen Schließens des obersten Nips ein Mantel der Ober­ walze, der ebenfalls die Form eines Zylinders mit hori­ zontaler Achse hat. Daher erhält man im gesamten Wal­ zenstapel gerade Nips. Die in diesem Augenblick wirksa­ men Drücke entsprechen der Grundeinstellung, auf die aufbauend die betrieblichen Druckwerte eingestellt wer­ den können.

Hinzu kommt, daß der oberste Nip zunächst in der Mitte und dann fortschreitend zu beiden Seiten hin geschlos­ sen wird. Es brauchen daher lediglich die Schließzu­ stände des Nips an einem oder beiden Enden beobachtet zu werden, was eine sehr genaue Einstellung ermöglicht.

Mit diesem Verfahren kann bei der Inbetriebnahme des Kalanders oder bei Veränderung der Lasten (z. B. bei ei­ nem Walzenwechel) der Kalander durch ein einmaliges Schließen in seinen Ober- und Unterwalzendrücken kali­ briert werden.

Durch die Nachführung des Drucks gemäß Anspruch 2 be­ halten Träger und Mantel der Unterwalze ihre Zuordnung zueinander.

Das Schließen des obersten Nips kann nicht nur dadurch bewirkt werden, daß die externen oder internen Stütz­ vorrichtungen der Unterwalze mit einem ansteigenden Druck belastet werden, sondern gemäß Anspruch 3 auch durch Absenken der den internen Stützvorrichtungen der Oberwalze zugeführten gleichen Drücke.

Die Zufuhr jeweils gleichen Drucks gemäß Anspruch 4 gibt die besten Resultate.

Gemäß Anspruch 5 läßt sich der Kalibriervorgang auch automatisch durchführen.

Besonders günstig ist die optische Erfassung des Nip- Schließens gemäß Anspruch 6.

Für die Nachführung der Unterwalze empfehlen sich die Maßnahmen des Anspruchs 7.

Gemäß Anspruch 8 können in üblicher Weise auch die über­ hängenden Gewichte der Mittelwellen kompensiert werden.

Ein Kalander zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch die Merkmale des Anspruchs 9 ge­ kennzeichnet. Die Meßvorrichtung befindet sich genau an der Stelle, an der der oberste Nip zum Schluß schließt, so daß eine sehr genaue Feststellung des Schließ-Augen­ blicks möglich ist. Die Registriervorrichtung dokumen­ tiert automatisch die Grundeinstellung.

Hierbei hat sich insbesondere eine optische Meßvorrich­ tung nach Anspruch 10 bewährt.

Insbesondere kann die Meßvorrichtung eine Lichtschranke nach Anspruch 11 aufweisen.

Anspruch 12 bezieht sich auf eine günstige Anordnung zur Nachführung der Unterwalze.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfin­ dungsgemäß verwendbaren Kalanders und

Fig. 2 ein Schaltbild zu dessen Druckversorgung.

Der in Fig. 1 veranschaulichte Kalander weist einen vertikalen Walzenstapel 1 auf, der durch eine Oberwalze 2, eine Mittelwalze 3 und eine Unterwalze 4 gebildet ist. Die Oberwalze 2 weist einen Träger 5 auf, der an seinen Enden in ortsfesten Lagern 6 und 7 drehfest ge­ halten ist, sowie einen Mantel 8, der mit seinen Enden über Lager 9 und 10 drehbar auf dem Träger 5 gelagert und außerdem durch interne hydraulische Stützvorrich­ tungen 11, dargestellt durch Druckpfeile, am Träger 5 abgestützt ist. Es handelt sich daher um eine Biegeein­ stellwalze ohne Mantelhub.

Die Mittelwalze 3 ist höhenverstellbar und kann bei­ spielsweise an Hebeln gelagert sein. Die Absenkbewegung ist durch bekannte, nicht veranschaulichte Anschläge, z. B. an Hängespindeln, begrenzt.

Die Unterwalze 4 weist einen Träger 12 auf, der an bei­ den Enden durch eine externe hydraulische Stützvorrich­ tung 13 höhenverstellbar und drehfest abgestützt ist. Ein Mantel 14 ist über interne hydraulische Stützvor­ richtungen 15, dargestellt durch Druckpfeile, am Träger 12 abgestützt und relativ zu ihm in Vertikalrichtung verstellbar. Die Unterwalze 4 ist daher eine Biegeein­ stellwalze mit Mantelhub.

Eine Regelvorrichtung 16 weist an beiden Enden des Trä­ gers eine Meßvorrichtung 17 auf, die den Abstand des Mantelendes vom Träger 12 feststellt, und sorgt dafür, daß dieser Abstand konstant gehalten wird.

Zwischen der Oberwalze 1 und der Mittelwalze 3 befindet sich ein Nip 18, zwischen der Mittelwalze 3 und der Un­ terwalze 4 ein Nip 19. Den beiden Enden des Nips 18 ist jeweils eine Meßvorrichtung 20 und 21 zugeordnet, die ein Schließsignal S in dem Augenblick abgibt, in dem der Nip 18 vollständig geschlossen ist. Diese Meßvor­ richtungen sind als Lichtschranke ausgebildet, deren Lichtstrahl 22 im Schließaugenblick unterbrochen wird, so daß das Schließsignal S auftritt.

Das Schaltbild der Fig. 2 zeigt eine drei Pumpen auf­ weisende hydraulische Druckquelle 23, die eine erste Steuervorrichtung 24 für die den externen Stützvorrich­ tungen 13 zuzuführenden Drücke, eine zweite Steuervor­ richtung 25 für die den internen Stützvorrichtungen 15 der Unterwalze zuzuführenden Drücke und eine dritte Steuervorrichtung 26 für die den internen Stützvorrich­ tungen 11 der Oberwalze 2 zuzuführenden Drücke aufweist. Den beiden Kolben-Zylinder-Einheiten der externen Stütz­ vorrichtung 13 werden gleiche Drücke zugeführt, die mit­ tels des Eingangs 27 wählbar sind. Den einzelnen Ele­ menten der internen Stützvorrichtung 15 werden gleiche Drücke zugeführt, die durch die Regelvorrichtung 16 vorgegeben sind, können aber im Betrieb auch über den Eingang 28 verändert werden. Den einzelnen Elementen der internen Stützvorrichtung 11 werden gleiche Drücke zugeführt, die über den Eingang 29 vorgegeben werden. Eine Registriervorrichtung 30 nimmt die den Stützvor­ richtungen 11, 13 und 15 zugeführten Drücke auf, die in demjenigen Augenblick wirksam sind, in dem der oberste Nip 18 vollständig schließt. Zu diesem Zweck ist der Registriervorrichtung 30 ein Sperrglied 31 vorgeschal­ tet, das öffnet, wenn das Schließsignal S von den Meß­ vorrichtungen 20 bzw. 21 abgegeben wird.

Bei der Kalibrierung wird wie folgt vorgegangen: Aus­ gangspunkt ist ein Walzenstapel, bei dem sämtliche Nips offen sind. Zunächst wird die innere Stützvorrichtung 15 der Unterwalze mit einem solchen Druck versorgt, daß das Gewicht des Mantels 14 ausgeglichen wird und der Mantel 14 einen Zylinder mit horizontaler Achse bildet. Dann wird der Druck in der externen Stützvorrichtung 13 langsam gesteigert, wobei sich der Träger 12 nach oben bewegt und der Mantel 14 mit Hilfe der Regelvorrichtung 16 mitgeführt wird. Die zunächst durchhängende Mittel­ walze 3 wird erst in der Mitte und dann über ihre ge­ samte Länge von der Unterwalze 4 kontaktiert. Dieser Vorgang wiederholt sich, wenn weitere Mittelwalzen vor­ handen sind. Schließlich wird bei weiterhin ansteigen­ dem Druck in der externen Stützvorrichtung 13 die Ober­ walze 2 in der Mitte berührt. Nunmehr kann durch weite­ ren Anstieg des Drucks in der externen Stützvorrichtung 13 und/oder durch Absenken des Drucks in der internen Stützvorrichtung 11 der Nip 18 geschlossen werden, wo­ bei der Schließvorgang von der Mitte nach beiden Seiten hin erfolgt. In dem Augenblick, in dem der Lichtstrahl 22 durch das Schließen der Nipenden unterbrochen wird, sorgt das Schließsignal S dafür, daß die so erreichten Druckwerte registriert werden und daher als Basis für die weitere Einstellung genutzt werden können.

Da am Ende des Kalibriervorganges alle Walzen genau ho­ rizontal verlaufen, ergeben sich überall gerade Nips, in denen über die gesamte Walzenbreite konstante Ver­ hältnisse herrschen. Diese Verhältnisse bleiben auch erhalten, wenn nunmehr gleichmäßig Druckerhöhungen in den internen und/oder externen Stützvorrichtungen vor­ genommen werden. Auch wenn sich eine zonenweise unter­ schiedliche Belastung als notwendig erweist, bilden die registrierten Druckwerte eine Bezugsbasis.

Die Zeichnungen sind schematisch dargestellt. Die in­ ternen und externen Stützvorrichtungen können eine üb­ liche Bauform haben. Die Mittelwalze kann in bekannter Weise mit Mitteln zum Kompensieren überhängender Ge­ wichte ausgestattet sein. Die beschriebene Vorgehens­ weise eignet sich auch für Kalander, deren Stapel zur Vertikalen geneigt sind.

Claims (12)

1. Verfahren zum Voreinstellen eines Kalanders für Papier, Pappe u. dgl., mit einem Stapel aus einer als Biegeeinstellwalze ausgebildeten Unterwalze, deren drehfest gehaltener Träger mittels an den Enden angreifender externer Stützvorrichtungen in Stapelrichtung anhebbar und deren mittels inter­ ner Stützvorrichtungen am Träger abgestützter Mantel über seine gesamte Länge in Stapelrichtung verstellbar ist, mindestens einer in Stapelrich­ tung verstellbaren Mittelwalze und einer als Bie­ geeinstellwalze ausgebildeten Oberwalze, deren Träger an seinen Enden ortsfest gehalten und de­ ren mittels interner Stützvorrichtungen am Träger abgestützter Mantel an seinen Enden auf dem Trä­ ger gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die internen Stützvorrichtungen (15) der Unterwalze (4) mit Druck derart belastet werden, daß der Mantel (14) der Unterwalze etwa einen Zylinder mit horizontaler Achse bildet, daß zum Schließen der Nips (18, 19) die externen Stützvorrichtungen (13) der Unterwalze (4) und/oder deren internen Stützvorrichtungen (15) mit einem ansteigenden Druck belastet werden und daß die im Augenblick des vollständigen Schließens des obersten Nips (18) in den externen und internen Stützvorrich­ tungen (12, 13, 15) wirksamen Drücke registriert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der den einen Stützvorrichtungen (15) der Unterwalze zugeführte Druck dem den anderen Stützvorrichtungen (13) zugeführten Druck nachge­ führt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Schließen des obersten Nips (18) der den internen Stützvorrichtungen (11) der Oberwalze (2) zugeführte Druck abgesenkt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß den zusammengehörigen internen und externen Stützvorrichtungen (11; 13; 15) jeweils etwa der gleiche Druck zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Drücke automatisch so lange geändert werden, bis ein den Augenblick des vollständigen Schließens des obersten Nips (18) erfassendes Meßsignal (S) auftritt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Augenblick des vollständigen Schließens des obersten Nips (18) optisch erfaßt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die den internen Stütz­ vorrichtungen (15) der Unterwalze zugeführten Drücke so geändert werden, daß der Abstand der Mantelenden vom Träger (12) konstant bleibt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die überhängenden Ge­ wichte der mindestens einen Mittelwalze (3) kom­ pensiert werden.

9. Kalander für Papier, Pappe u. dgl. mit einem Sta­ pel aus einer als Biegeeinstellwalze ausgebilde­ ten Unterwalze, deren drehfest gehaltener Träger mittels an den Enden angreifender externer Stütz­ vorrichtungen anhebbar und deren mittels interner Stützvorrichtungen in Stapelrichtung am Träger abgestützter Mantel über seine gesamte Länge in Stapelrichtung verstellbar ist, mindestens einer in Stapelrichtung verstellbaren Mittelwalze und einer als Biegeeinstellwalze ausgebildeten Ober­ walze, deren Träger an seinen Enden ortsfest ge­ halten und deren mittels interner Stützvorrich­ tungen am Träger abgestützter Mantel an seinen Enden auf dem Träger gelagert ist, zur Durchfüh­ rung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich mindestens des einen Endes des obersten Nips (18) eine Meßvorrichtung (20, 21) vorgesehen ist, die beim Schließen dieses Nipendes ein Schließsignal (S) abgibt, und daß eine Registriervorrichtung (30) vorgesehen ist, die die beim Auftreten des Schließsignals (S) wirksamen, den externen und internen Stützvorrichtungen (11, 13, 15) zuge­ führten Drücke registriert.

10. Kalander nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Meßvorrichtung (20, 21) vorge­ sehen ist.

11. Kalander nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Meßvorrichtung (20, 21) eine Licht­ schranke aufweist, die beim Schließen des Nipen­ des (18) unterbrochen wird.

12. Kalander nach einem der Ansprüche 9 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Regelvorrichtung (16) für die den internen oder externen Stützvor­ richtungen (15) der Unterwalze (4) zuzuführenden Drücke vorgesehen ist, die den Abstand der Mante­ lenden vom Träger (12) konstant hält.