DE19944089C1 - Kalander - Google Patents
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- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
- D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kalander für die zweiseitige Behandlung einer Warenbahn, insbesondere einer Papierbahn, mit einer Walzenanordnung aus zwei entgegengesetzt zueinander und gegen die Horizontale geneigt angeordneten Walzenstapeln mit einer wählbaren Anzahl entlang einer Walzenstapelachse angeordneten Walzen und zwischen den Walzen ausgebildeten Arbeitsspalten, die die Warenbahn in einer Durchlaufrichtung durchläuft. Um die Bahnführung in einem Kalander mit zwei geneigt angeordneten Walzenstapeln jeweils von unten nach oben zu ermöglichen, und zwar bei billigerer Anschaffung und kostengünstigerem Betrieb, ist vorgesehen, daß die zwei Walzenstapel getrennt arbeitend angeordnet und gegenüber einem Kreuzungspunkt der beiden Walzenstapelachsen derart zueinander beabstandet sind, daß zur Verkürzung einer Bahnführung zwischen den zwei Walzenstapeln ein dem Kreuzungspunkt nächstliegender Nip des einen Walzenstapels mit einem kleineren Abstand zu dem Kreuzungspunkt angeordnet ist als ein dem Kreuzungspunkt nächstliegender Nip des anderen Walzenstapels.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kalander für die zweiseitige Behandlung einer
Warenbahn, insbesondere einer Papierbahn, nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Aus der AT-PS 232840 ist ein derartiger Kalander für Papier oder dgl. bahn
förmiges Material bekannt, mit einer Reihe von geneigt übereinanderliegend
angeordneten Walzen, welche sich gegenüber Kalandern mit einem vertikalen
Walzenstapel dadurch unterscheiden, daß mindestens zwei entgegengesetzt
zueinander und gegen die Horizontale geneigt angeordnete Walzenreihen
vorgesehen sind, die sich in einer beiden Reihen gemeinsamen, angetriebenen
Walze treffen, wobei alle Walzen in einem gemeinsamen Maschinenrahmen
gelagert sind.
Durch den gleichmäßigen Kontakt zwischen allen aufeinanderfolgenden Walzen
entgegengesetzt zueinander geneigt liegender Walzenreihen soll die Tendenz des
Ziehens oder Dehnens einer Warenbahn ausgeschaltet werden, die sich aus der
Schwierigkeit ergibt, die Arbeitsdrehzahl getrennt voneinander stehender vertikaler
Walzenreihen zu synchronisieren. Als nachteilig erwiesen hat sich jedoch, daß die
Verwendung einer gemeinsamen, angetriebenen Walze die Bahnführung dahin
gehend festlegt, daß bei einer der Walzenreihen die Bahnführung von unten nach
oben erfolgen muß. Da aber die Druckspannungen im Nip unter wirksamen
Schwerkrafteinfluß von oben nach unten ansteigen und die Glätte durch die
Steigerung der Druckspannungen verbessert wird, sind bei einer Bahnführung von
unten nach oben die mittleren und oberen Nips dann ohne wesentlichen Einfluß
auf die erreichte Glätte.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kalander nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 zu schaffen, der die Bahnführung in einem Kalander mit zwei geneigt
angeordneten Walzenstapeln jeweils von oben nach unten erlaubt und dabei
billiger in der Anschaffung und im Betrieb ist.
Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 gelöst.
Hierdurch wird ein Kalander geschaffen, bei dem die zwei entgegengesetzt
geneigten Walzenstapel mit einem Versatz zueinander angeordnet sind, wodurch
der oberste Nip eines zweiten Walzenstapels dem untersten Nip eines ersten
Walzenstapels räumlich angenähert ist, ohne daß in den Walzenstapeln selbst
Veränderungen erforderlich sind. Die Weglänge der Warenbahn in einem
Wechselspalt ist gegenüber bekannten Zweistapelausführungen verkürzt, so daß
auch die Durchlaufzeit im Kalander verkürzt ist. Für die Bahnaufführung sind dann
nur ein Minimum an Umlenkeinrichtungen erforderlich. Andererseits können die
Vorteile einer schrägen Aufstellung der Walzenstapel in vollem Umfang genutzt
werden. Insbesondere die niedrige Bauweise verbessert die Integration des
Kalanders in eine Papiermaschine.
Dabei können die Walzenstapel V-förmig als auch dachförmig angeordnet sein.
Ferner können die zwei Walzenstapel mit wählbaren Winkeln kleiner gleich 90°
geneigt zueinander aufgestellt werden. Eine Anpassung an die jeweils
vorhandenen Platzverhältnisse ist hierdurch möglich.
Durch die räumliche Anordnung der zwei Walzenstapel zueinander kann die Bahn
führung zwischen den zwei Walzenstapeln wählbar verkürzt werden. Auf diese
Weise kann auf das Glättergebnis unmittelbar Einfluß genommen werden.
Darüber hinaus erhöht sich die Stabilität des Kalanderständers, wodurch das
Glättergebnis negativ beeinflussende Vibrationen vermieden werden.
Vorzugsweise umfassen die zwei Walzenstapel harte und weiche Walzen, wobei
die Arbeitsspalte zwischen jeweils einer harten und einer weichen Walze
ausgebildet sind. Derartige Softnips bewirken eine wesentlich gleichmäßigere
Verdichtung der Warenbahn als harte Nips zwischen jeweils zwei harten Walzen.
Weiterhin können die zwei Walzenstapel jeweils identische Walzen aufweisen, die
bezogen auf die Durchlaufrichtung der Warenbahn zueinander in umgekehrter
Reihenfolge angeordnet sind. Die hierdurch verringerte Anzahl an Walzen verein
facht die Lagerlogistik und verkleinert den Instandhaltungsaufwand. Insbesondere
bevorzugt ist eine 2 × 4 Walzenanordnung, bei der die vorgenannten Vorteile
optimiert sind.
Unerwünschte Vibrationen des Walzensystems können durch den Einsatz unter
schiedlicher Walzendurchmesser für alle Walzen eines Walzenstapels vermieden
werden.
Bevorzugt ist schließlich auch, daß alle Walzen eines jeweiligen Walzenstapels
einen eigenen Antrieb besitzen, deren Regelung in einem Nip-Powermanagement
das Glättergebnis positiv beeinflußt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und
den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines ersten
Ausführungsbeispiels eines Kalanders gemäß der Erfindung,
Fig. 2 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungs
beispiels eines Kalanders gemäß der Erfindung.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines dritten Ausführungs
beispiels eines Kalanders gemäß der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen Kalander 1 für die zweiseitige Behandlung einer Warenbahn,
insbesondere einer Papier- und Textilbahn, dessen Walzenanordnung zwei
Walzenstapel 2, 3 aus einer wählbaren Anzahl jeweils in einer Reihe
angeordneten Walzen 4, 5, 6, 7 und 8, 9, 10, 11 umfaßt, die übereinander
angeordnet sind. Die übereinander angeordneten Walzen 4, 5, 6, 7 des einen
Walzenstapels 2 bestimmen eine Walzenstapelachse A, während die Walzen 8, 9,
10, 11 des anderen Walzenstapels 3 eine Walzenstapelachse B bestimmen.
Zwischen den Walzen 4, 5, 6, 7 und 8, 9, 10, 11 der jeweiligen Walzenstapel 2, 3
sind Arbeitsspalte 12, 13, 14 und 15, 16, 17, sogenannte Nips, ausgebildet, die
eine Warenbahn 18 in einer Durchlaufrichtung D durchläuft.
Die Walzen 4, 5, 6, 7 des einen Walzenstapels 2 und die Walzen 8, 9, 10, 11 des
anderen Walzenstapels sind dabei nicht vertikal übereinander, sondern jeweils
gegen die Horizontale geneigt angeordnet. Ferner sind die beiden Walzenstapel 2,
3 entgegengesetzt zueinander geneigt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel sind die beiden Walzenstapel 2, 3 dachförmig gegeneinander
geneigt unter Einschluß eines Winkels a von beispielsweise 90° bezogen auf eine
horizontale Stellfläche H. Der Neigungswinkel zur Horizontalen kann für beide
Walzenstapel 2, 3 gleich oder verschieden sein. Der von den beiden
Walzenstapeln 2, 3 eingeschlossene Winkel beträgt vorzugsweise kleiner gleich
120°.
Die zwei Walzenstapel 2, 3 sind getrennt arbeitend angeordnet und gegenüber
einem Kreuzungspunkt K der beiden Walzenstapelachsen A, B derart zueinander
beabstandet, daß zur Verkürzung einer Bahnführung zwischen den zwei Walzen
stapeln 2, 3 ein dem Kreuzungspunkt K nächstliegender Nip 12 des einen
Walzenstapels 2 mit einem kleineren Abstand zu dem Kreuzungspunkt K
angeordnet ist als ein dem Kreuzungspunkt K nächstliegender Nip 15 des anderen
Walzenstapels 3. Dies wird gemäß Fig. 1 dadurch erreicht, daß der andere
Walzenstapel 3 mit einem translatorischen Versatz 19 parallel zur
Walzenstapelachse A des einen Walzenstapels 2 und in Richtung des zu unterst
liegenden Nips 14 dieses Walzenstapels 2 angeordnet ist, und zwar gegenüber
einer spiegelsymmetrischen Anordnung des anderen Walzenstapels 3 zu dem
einen Walzenstapel 2. Die Länge des translatorischen Versatzes 19 ist wählbar,
wobei die Bahnführung zwischen den Nips 14 und 15, auch Wechselspalt
genannt, sich mit zunehmender Größe des Versatzes 19 zunehmend verkürzt.
Der Walzenstapel 2 als auch der Walzenstapel 3 umfassen vorzugsweise harte
und weiche Walzen zur Ausbildung von Softnips für die zweiseitige Behandlung
der Warenbahn 18. Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
umfaßt ferner jeder Walzenstapel 2, 3 jeweils vier Walzen.
Bevorzugt ist weiterhin, daß der eine Walzenstapel 2 eine obere Außenwalze 4
umfaßt, die als harte Walze ausgebildet ist. Diese harte Walze 4 bildet einen
obersten Softnip 12 mit einer weichen Zwischenwalze 5, wobei die weiche
Zwischenwalze 5 einen mittleren Softnip 13 mit einer harten Zwischenwalze 6
bildet. Die harte Zwischenwalze 6 bildet einen unteren Softnip 14, und zwar mit
einer unteren Außenwalze 7, die als weiche Walze ausgebildet ist. Die beiden
Zwischenwalzen 5, 6 erfahren also eine Doppelüberrollung.
Die den Walzenstapel 2 aufbauenden Walzen 4, 5, 6, 7 können alle voneinander
abweichende Walzendurchmesser besitzen. Die Walzendurchmesser der
Zwischenwalzen 5, 6 sind dabei vorzugsweise kleiner als die Walzendurchmesser
der Außenwalzen 4, 7, wobei der Walzendurchmesser der harten Zwischenwalze
6 vorzugsweise kleiner ist als der Walzendurchmesser der weichen
Zwischenwalze 5.
Die Walzendurchmesser der Außenwalzen 4, 7 können derart gewählt werden,
daß entweder die obere oder die untere Außenwalze einen größeren Walzen
durchmesser aufweisen. Gemäß Fig. 1 ist der Walzendurchmesser der weichen
Außenwalze 7 größer als der Walzendurchmesser der harten Außenwalze 4. Die
Unterschiede in den Walzendurchmessern sind wählbar, wobei vorzugsweise der
Unterschied zwischen den Walzendurchmessern der Außenwalzen 4, 7 und den
Zwischenwalzen 5, 6 größer ist als der Unterschied zwischen den Außenwalzen 4,
7 oder den Zwischenwalzen 5, 6.
Die Walzen 4, 5, 6, 7 des Walzenstapels 2 sind mindestens von einem Ende her
belastbar. Zum Schließen des Walzenstapels 2 ist ein Hydraulikzylinder 20
vorgesehen, der auch zur Belastung des Walzenstapels 2 verwendet werden
kann. Der Walzenstapel 2 dient zum Glätten einer ersten Seite der Warenbahn 18,
wobei die Seite geglättet wird, die die jeweils harte Walze 4, 7 kontaktiert.
Zum Glätten einer zweiten Seite der Warenbahn 18 ist der zweite Walzenstapel 3
vorgesehen, der vorzugsweise die gleichen Walzen 8, 9, 10, 11 des ersten
Walzenstapels 2 in umgekehrter Reihenfolge bezogen auf die Durchlaufrichtung
der Warenbahn aufweist, d. h. die obere Außenwalze 4 ist in dem zweiten
Walzenstapel 3 als untere Außenwalze 11 angeordnet, während die untere
Außenwalze 7 des ersten Walzenstapels 2 als obere Außenwalze 8 des zweiten
Walzenstapels 3 angeordnet ist. Die Zwischenwalzen 9, 10 des zweiten
Walzenstapels 3 sind dann identisch zu den Zwischenwalzen 5, 6 des ersten
Walzenstapels 2 und haben lediglich ihre Positionen vertauscht.
Wie bei dem ersten Walzenstapel 2 durchläuft die Warenbahn 18 den zweiten
Walzenstapel 3 von oben nach unten. Die aus dem untersten Nip 14 des ersten
Walzenstapels 2 in den zweiten Walzenstapel 3 geführte Warenbahn 18 wird dort
in den obersten Nip 15 zwischen den Walzen 8, 9 eingeführt und wird dort ebenso
wie in den Nips 16, 17 jeweils an ihrer zweiten Seite geglättet, da diese die harten
Walzen 9, 11 kontaktiert.
Wie bei dem ersten Walzenstapel 2 können die Walzen 8, 9, 10, 11 von
mindestens einem Ende her belastet werden. Zum Schließen des zweiten
Walzenstapels 3 ist ein weiterer Hydraulikzylinder 21 vorgesehen, der auch zur
Belastung des zweiten Walzenstapels 3 verwendet werden kann.
Zur Führung der Warenbahn 18 zwischen den Nips der Walzenstapel 2, 3 können
bekannte außen liegende Leitmittel 24, 25 Verwendung finden.
Zur Optimierung der Führung der Warenbahn 18, insbesondere zur Optimierung
des Übergangs von der Behandlung der einen Seite der Warenbahn 18 zur
Behandlung der anderen Seite der Warenbahn sind die beiden Walzenstapel 2, 3
derart beabstandet zueinander angeordnet, daß der unterste Nip 14 des ersten
Walzenstapels 2 dem obersten Nip 15 des zweiten Walzenstapels 3 räumlich
angenähert ist, um eine möglichst geradlinige, kurze Überführung der Warenbahn
18 von dem ersten Walzenstapel 2 in den zweiten Walzenstapel 3 zu ermöglichen.
Die oberen Walzen 4, 8 und/oder die unteren Walzen 7, 11 sind vorzugsweise als
biegesteuerbare Walzen ausgebildet. Alle Walzen 4 bis 11 besitzen vorzugsweise
einen eigenen Antrieb. Die Befestigung der Walzen 4, 5, 6, 7 und 8, 9, 10, 11
eines jeden Walzenstapels 2, 3 erfolgt vorzugsweise an Kalanderständern 22, 23.
Die Zahl der Walzen je Wazenstapel 2, 3 ist, wie bereits ausgeführt, wählbar und
beträgt vorzugsweise 3 bis 8 Walzen je Walzenstapel 2, 3.
Gemäß einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung können die Walzen 4, 5, 6, 7 und 8, 9, 10, 11 der beiden Walzenstapel
2, 3 vertauscht sein. Bei dem ersten Walzenstapel 2 ist dann die obere
Außenwalze eine weiche Walze, so daß zunächst die zweite Seite der Warenbahn
18, die eine harte Zwischenwalze kontaktiert, geglättet wird, die beispielsweise
von der Unterseite einer Papierbahn gebildet wird, und bei dem zweiten
Walzenstapel ist die obere Außenwalze eine harte Walze, so daß die erste Seite,
die eine harte Zwischenwalze kontaktiert, geglättet wird, die beispielsweise von
der Oberseite einer Papierbahn gebildet wird. Ferner kann die Anzahl der Walzen
der beiden Walzenstapel verschieden sein. Entsprechend der Warenbahn
eigenschaften können beispielsweise zum Glätten einer Warenseite mehr Walzen
eingesetzt werden als zum Glätten der anderen Warenbahnseite.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zu Fig.
1 beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Winkel a lediglich 70°
beträgt, wodurch die Bahnführung zusätzlich zu dem Versatz 19 eine Verkürzung
erfährt im Vergleich zu einem Winkel a von 90°. Im übrigen gelten die
vorstehenden Ausführungen zu Fig. 1 hier entsprechend. Gemäß einer weiteren
nicht dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die
beiden Walzenstapel 2, 3 auch zur Horizontalen H unterschiedlich geneigt
aufgestellt sein, also asymmetrisch zu einer Vertikalen.
Das in Fig. 3 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem
zu Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß die zwei Walzenstapel
2, 3 mit vertauschter Neigungsrichtung angeordnet sind, wodurch eine V-förmige
Anordnung der zwei Walzenstapel 2, 3 folgt. Der erste Walzenstapel 2 ist
demnach in bezug auf eine horizontale Stellfläche H mit einer fallenden Neigung
und der zweite Walzenstapel 3 mit einer steigenden Neigung angeordnet,
während dies für Fig. 1 umgekehrt der Fall ist.
Die zwei Walzenstapel 2, 3 sind also wieder getrennt arbeitend angeordnet und
gegenüber einem Kreuzungspunkt K der beiden Walzenstapelachsen A, B derart
zueinander beabstandet, daß zur Verkürzung einer Bahnführung zwischen den
zwei Walzenstapeln 2, 3 ein dem Kreuzungspunkt K nächstliegender Nip 17 eines
Walzenstapels 3 mit einem kleineren Abstand zu dem Kreuzungspunkt K
angeordnet ist als ein dem Kreuzungspunkt K nächstliegender Nip 14 eines
anderen Walzenstapels 2. Dies wird gemäß Fig. 1 beispielsweise dadurch
erreicht, daß der andere Walzenstapel 2 mit einem translatorischen Versatz 19
entlang der Walzenstapelachse B des einen Walzenstapels 3 in Richtung des zu
oberst liegenden Nips 15 dieses Walzenstapels 3 angeordnet ist, und zwar
gegenüber einer spiegelsymmetrischen Anordnung des anderen Walzenstapels 2
zu dem einen Walzenstapel 3. Die Länge des translatorischen Versatzes 19 ist
wählbar, um die Bahnführung zwischen den Nips 14 und 15, auch Wechselspalt
genannt, vorgebbar zu verkürzen. Auch der Winkel a ist wählbar.
Alternativ kann der andere Walzenstapel 2 derart gegenüber dem einen
Walzenstapel 3 versetzt sein, daß der andere Walzenstapel 2 gegenüber einer
durch K sich erstreckenden vertikalen Symmetrieachse über einen translato
rischen Versatz entlang seiner Walzenstapelachse A nach oben verschoben ist,
wodurch sein unterster Nip 14 dem obersten Nip 15 des Walzenstapels 3 mit
gleicher Größe annäherbar ist.
Im übrigen gelten die vorstehenden Ausführungen zu Fig. 1 hier entsprechend.
Claims (10)
1. Kalander für die zweiseitige Behandlung einer Warenbahn, insbesondere einer
Papierbahn, mit einer Walzenanordnung aus zwei entgegengesetzt
zueinander und gegen die Horizontale geneigt angeordneten Walzenstapeln
mit einer wählbaren Anzahl entlang einer Walzenstapelachse angeordneten
Walzen und zwischen den Walzen ausgebildeten Arbeitsspalten, die die
Warenbahn in einer Durchlaufrichtung durchläuft, dadurch gekennzeichnet,
daß die zwei Walzenstapel (2, 3) getrennt arbeitend angeordnet und
gegenüber einem Kreuzungspunkt (K) der beiden Walzenstapelachsen (A, B)
derart zueinander beabstandet sind, daß zur Verkürzung einer Bahnführung
zwischen den zwei Walzenstapeln (2, 3) ein dem Kreuzungspunkt (K)
nächstliegender Nip (12; 17) des einen Walzenstapels (2; 3) mit einem
kleineren Abstand zu dem Kreuzungspunkt (K) angeordnet ist als ein dem
Kreuzungspunkt (K) nächstliegender Nip (15; 14) des anderen Walzenstapels
(3; 2).
2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei
Walzenstapel (2, 3) V-förmig angeordnet sind.
3. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei
Walzenstapel (2, 3) dachförmig angeordnet sind.
4. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Walzenstapelachsen (A, B) einen Winkel kleiner gleich 120° einschließen.
5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der größere Abstand des anderen Walzenstapels (2; 3) derart bemeßbar ist,
daß eine Bahnführung zwischen den zwei Walzenstapeln (2, 3) wählbar
verkürzbar ist.
6. Kalander nach einem der Ansprüch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
zwei Walzenstapel (2, 3) harte (4, 6; 9, 11) und weiche (5, 7; 8, 10) Walzen
umfassen, wobei die Arbeitsspalte jeweils zwischen einer harten und einer
weichen Walze ausgebildet sind.
7. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
zwei Walzenstapel (2, 3) identische Walzen aufweisen, die bezogen auf die
Durchlaufrichtung (D) der Warenbahn (18) zueinander in umgekehrter Reihen
folge angeordnet sind.
8. Kalander nach einem der Ansprüche 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei
Walzenstapel (2, 3) jeweils vier Walzen aufweisen.
9. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Walzen eines Walzenstapels (2, 3) voneinander abweichende Walzendurch
messer aufweisen.
10. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
alle Walzen eines jeweiligen Walzenstapels (2, 3) einen eigenen Antrieb
aufweisen.
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