DE2522965C3

DE2522965C3 - Glätteinrichtung im Trocknungsteil einer Papiermaschine

Info

Publication number: DE2522965C3
Application number: DE2522965A
Authority: DE
Inventors: Matti Dipl.-Ing. Espoo Kankaanpaeae
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1974-05-23
Filing date: 1975-05-23
Publication date: 1981-09-03
Also published as: FR2272219A1; FI54515B; US4089738A; GB1472828A; DE2522965B2; SE7505891L; FI158774A; FR2272219B1; FI54515C; DE2522965A1; IT1046882B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glätteinrichtung im Trocknungsteil einer Papiermaschine gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Papier kann mit Oberflächenglätte und Glanz versehen werden, indem man es nach dem Trocknungsprozeß einer Kalanderbehandlung unterwirft. Ohne eine derartige Nachbehandlung bleibt die Oberfläche des Papiers mehr oder weniger uneben und rauh. Diese Unebenheit ergibt sich aus dem Papierherstellungsverfahren. Während seiner Dahnbildungsphase im nassen Teil der Papiermaschine steht das Papier ein- oder beidseitig mit Sieb- oder Filzgeweben in Berührung, so daß diese in der Papieroberfläche Markierungen hervorrufen, die mit der Struktur des Gewebes übereinstimmt. Teilweise ergibt sich auch eine Unebenheit oder Rauhheit des Papiers aus dem Schrumpfen und Knittern des Papiers während des Trocknungsvorganges.

Die Kalanderbehandlung kann mit Hilfe eines dem Trocknungsteil der Papiermaschine nachgeschalteten Kalanders vorgenommen werden, indem das Papier erheblichem Druck, durch glatte harte mil gleicher Geschwindigkeit umlaufende Walzen ausgesetzt wird. Auch kann eine Behandlung in Glätteinrichtungen vorgesehen werden (DE-PS 1 52 122), bei denen die Papierbahn mindestens einen Walzenspalt durchläuft, dessen eine Walze eine elastische Papierwalze und dessen andere Walze eine Hartgußwalze mit polierter

ίο Oberfläche ist Dabei wird letztere gegenüber der Papierwalze mit erhöhter Umlaufgeschwindigkeit gedreht, so daß eine Relativbewegung gegenüber der Papierbahn erfolgt Dabei können anstelle von Hartguß- oder Friktionswalzen auch Glättschuhe (DE-PS 1 08 892) verwendet werden. Solche Glätteinrichtungen sind üblicherweise gesonderte, dem Trocknungsteil einer Papiermaschine nachgeschaltete Einrichtungen und bedingen daher als selbständige Einheiten einen erheblichen zusätzlichen Platzbedarf und können daher im Bedarfsfall nur unter erschwerten Umständen in eine bestehende Anlage integriert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Glätteinrichtung gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2 zu schaffen, die ohne weiteres in den Trocknungsteil einer Papiermaschine eingegliedert werden kann.

Diese Aufgabe ist durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 2 gelöst. Durch die antriebsfreie Ausgestaltung und die Stützung der Glätteinheiten durch unabhängige Trägerbalken besteht die Möglichkeit der Eingliederung der Glätteinheit in bestehende Maschinenteile, z. B. in vorhandene normale Kalander oder auch unmittelbar in eine Trocknungsstufe. Dadurch können Superkalander entfallen mit dem Vorteil, daß die Bahn nicht relativ kleine Krümmungen durchlaufen muß, was insbesondere bei der Herstellung von Karton von Bedeutung ist, der seine Steifigkeit behalten soll.

Durch die Anbringung der Glätteinheit an einem Trägerbalken ergibt sich der besondere Vorzug, daß man eine Lageverstellung der Glätteinheit gegenüber einem Trocknungszylinder oder einer Kalanderwalze durch horizontale oder vertikale oszillierende Bewegung gemäß Unteranspruch 3 und 4 vornehmen kann.
Wird die Glätteinheit gemäß Unteranspruch 5 aus Einzelelementen zusammengesetzt, so werden diese unmittelbar nebeneinander gereiht, so daß eine so aufgebaute Glätteinheit über ihre gesamte Länge, d. h. über die gesamte Papierbreite an der Papierbahn anliegt. Sofern in bekannten Fällen für die Glätteinheiten Einzelelemente verwendet werden (DE-PS 1 08 892, DE-PS 2 75 181), sind die Einzelelemente Einzelkörper, die quer zur Bewegungsrichtung der Papierbahn über diese geschoben werden oder die sich im Abstand verteilt auf dem Umfang einer Walze befinden, und zwar in einer so gestaffelten Anordnung, daß beim Antrieb der Walze die gesamte Breite der Papierbahn erfaßt wird.

Von besonderem Vorzug ist es, wenn das die Glätteinheiten bildende harte Material ein mikroporöses Keramikmaterial gemäß Unteranspruch 6 ist. Die Verwendung von keramischem Material hat den Vorzug, daß eine bequeme Formanpassung möglich ist und ohne Schwierigkeiten Ringe herstellbar sind, die sich zu einer ganzen Walze aufreihen lassen. Dem Merkmal der Porosität kommt dabei besondere Bedeutung zu, weil durch diese der Glättgungsgrad je nach Wahl der Porosität steuerbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schemati-

scher Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert

F i g. 1 zeigt in Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Glätteinheit in Form einer Friktion-walze.

F i g. 2 zeigt die Glätteinheit nach F i g. 1 in Verbindung mit einem Trocknungszylinder in einer Papiermaschine.

F i g. 3 zeigt in Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Glätteinheit in Form eines Glättschuhs.

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Glätteinheit im Zusammenwirken mit einer Walze 16 eines Kalanders, dessen Walzen mit einer sehr harten und gegenüber Abnutzung widerstandsfähigen Oberflächenbeschichtung versehen sind. Die zu glättende Bahn 20 umschlingt die Walze 16 in der gezeigten Weise.

Die Glätteinheit besitzt eine die Bahn 20 gegen die Walze 16 drückende Friktionswalze 33, die an einem Trägerbalken 30 gelagert ist, der beispielsweise ein Kastenprofilträger sein kann. Der Trägerbalken 30 ist an seinen Enden mit Hilfe von Achsbolzen 31 an einem Kalanderrahmen angebracht Der Trägerbalken 30 erstreckt sich über die gesamte Breite der Bahn 20; seine Längsachse verläuft parallel zur Achse der Kalanderwalze 16. Die Achsbolzen 31 des Trägerbalkens 30 hängen an Armen 24, deren obere Enden mit Hilfe eines Schwenkzapfens 22 am Rahmen des Kalanders angebracht sind. Mit den Armen 24 sind die Kolbenstangen 21 von Druckzylindern 19 verbunden. Mit Hilfe der Druckzylinder 19 wird die Glätteinheit und damit die Friktionswalze 33 gegen die Bahn 20 gedruckt Das endgültige Ergebnis des Glättungsverfahrens kann durch Druckänderung im Druckzylinder 19 beeinflußt werden. Durch den Andruck der Friktionswalze 33 gegen die sich bewegende Bahn 20, wird die Reibung bestimmt, die die Oberflächenglätte und den Glanz der Oberfläche der Bahn 20 erhöht Die Friktionswalze 33 ist drehbar und besteht aus Hartmetall oder Keramikmaterial und hat vorzugsweise einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser. Die Umfangsgeschwindigkeit vi der Friktionswalze 33 ist so ausgelegt, daß sie merklich kleiner ist als die Geschwindigkeit V2, der an der Walze 33 vorbeigeführten Bahn 20 (v\ < v₂). Die Walze 33 kann ihre Drehung mit Hilfe der Reibung durch die Bahn 20 erfahren. In diesem Falle wird sie gebremst, vorzugsweise mit veränderlichem Drehmoment. Die Walze 33 kann auch mit Hilfe der in der F i g. 1 schematisch dargestellten Einrichtungen angetrieben werden. Diese Einrichtungen umfassen beispielsweise einen Gleichstrommotor 51 mit steuerbarer Drehgeschwindigkeit Der Motor 51 treibt die Walze 33 über Ketten 52 und 53 oder dgl. an.

Anstelle einer rotierenden Friktionswalze 33 kann auch ein Glättschuh 32 aus hartem Material am Trägerbalken verwendet werden, das wie auch im Falle der Friktionswalze aus Hartmetallen oder Keramiksubstanzen, wie Siliciumcarbid, Aluminiumoxid oder dgl. besteht und die erforderlichen charakteristischen Eigenschaften aufweist. Unter anderem soll das Material eine mikroporöse Oberfläche aufweisen, mit Hilfe dessen ein geeigneter Glätte- und Glanzeffekt erzielbar ist Für unterschiedliche Papiersorten können Materialien mit anderer Porosität gewählt werden.

In manchen Fällen ist es vorteilhaft, den Trägerbalken 30 so anzuordnen, daß er eine kurze Hin- und Herbewegung um seine Achse 31-31 ausführen kann. Diese in F i g. 1 durch den Pfeil A dargestellte Bewegung kann mit Hilfe einer hydraulisch wirkenden Einrichtung 23 hervorgerufen werden. Diese oszillierende Bewegung ist insbesondere in Verbindung mit Glättschuhen 32 vorteilhaft, da durch ihre Wirkung die gesamte äußere Fläche des Glättschuhs 32 wirksam genützt und gleichmäßig abgenützt werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dab die Temperatur des Glättschuhs 32 örtlich nicht übermäßig hohe Werte erreichen kann. Hierzu ist die äußere Fläche des Glättschuhs 32 gekrümmt ausgebildet derart daß der Mittelpunkt des Krümmungsradius

ι ο R auf der Achse 31-31 liegt.

Der Trägerbalken 30 der Glätteinheiten kann auch axial oszillierend angeordnet werden. Dies ist in F i g. 2 dargestellt wonach ein Ende des Trägerbalkens 30 mit Hilfe eines Zapfens 26 und eines Hebelarms 29 mit einem Hebelarm 28 verbunden ist, dessen anderes Ende beispielsweise mit Hilfe eines hydraulischen Druckzylinders 27 betätigbar ist der eine oszillierende Bewegung des Trägerbalkens 30 in Pfeilrichtung B hervorruft Zusammen mit dem Trägerbalken 30 sind geeignete Führungen vorgesehen, um diese Hin- und Herbewegung zu ermöglichen. Die in Fig.3 dargestellte, mit Drehzapfen 18 versehene Walze 17 kann eine Walze eines Kalanders, ein Trocknungszylinder oder eine Walze des Preß- oder Druckabschnitts einer Papiermaschine sein.

Zur Erzielung einer durchgehenden Glätteinheit, die sich über die gesamte Breite der Papiermaschine oder der damit hergestellten Bahn 20 erstreckt, ist es vorteilhaft den Glättschuh oder die Friktionswalze aus nebeneinander angeordneten Einzelelementen 32a, 326 und 32c zusammenzusetzen, wie es in F i g. 3 dargestellt ist

F i g. 3 zeigt eine Glätteinrichtung in Anwendung in Verbindung mit den letzten zwei Trocknungszylindern 35 im Trocknungsteil einer Papiermaschine. Der konventionelle Trocknungsteil weist Trocknungszylinder in zwei übereinander angeordneten Reihen auf, wobei die Zylinder einer Reihe gegenüber den Zylindern der anderen Reihe versetzt sind. Die Bahn 20 bewegt sich auf einem Teil ihres Weges zwischen der Oberfläche der heizbaren Trocknungszylinder 35 und dem Trocknungsfilz in an sich bekannter Weise. Die Führungswalzen für den Trocknungsfilz 36 sind mit der Bezugsnummer 37 und die Bahnführungswalze mit der Bezugsnummer 39 versehen. Die als Glätteinheit dienenden Friktionswalzen 33 sind so angeordnet daß sie an den letzten Trocknungszylindern 35 des Trocknungsteils gegen die Bahn 20 drücken. Die Glätteinheiten können jedoch im Prinzip in Verbindung

so mit jedem beliebigen Trocknungszylinder 35 montiert werden oder sie können an einem oder auch an mehr als zwei Trocknungszylindern angebracht sein. Je höher der Feuchtigkeitsgehalt der Bahn 20 ist, desto leichter ist es, seine Oberflächenglätte zu beeinflussen. Andererseits verträgt eine besonders nasse Bahn nur eine geringe Reibung. Daher muß im Falle einer nassen Bahn die rotierende Friktionswalze 33 gemäß F i g. 1 als Glättelement verwendet werden. In der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform wird die Bahn 20 beidseitig geglättet In der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung können gegebenenfalls die in den F i g. 1 und 2 gezeigten Einrichtungen für die Hin- und Herbewegung des Trägerbalkens 30 verwendet werden. Dei der Verwendung des Erfindungsgegenstandes ist es vorteilhaft wenn die die Oberseite der Bahn 20 bearbeitende Fläche der Glätteinheit 32,33 eine feinere Mikrostruktur aufweist als die Oberfläche der die Siebseite behandelnden Glätteinheit 32,33.

Die Glättungs- und Glanzbildungswirkung des gemäß der Erfindung verwendeten Keramikmateriais bei den Glätteinheiten beruht wenigstens teilweise auf der feinen Porosität des Materials. In vielen Fällen ist es vorteilhaft, wenn die Glätteinheiten 32, 33, die in Bewegungsrichtung der Bahn als erste angeordnet sind und die die noch nasse Bahn behandeln, größere Poren aufweisen, als die sich dann anschließenden Glätteinheiten 32,33, bei denen die Glätte der Papierfläche bereits ein höheres Maß erreicht hat. Bei der Herstellung unterschiedlicher Papier- und Pappqualitäten wird die Porosität der Glätteinheiten in Übereinstimmung mit dem besonderen Typ des Papiers und seiner Qualität ausgewählt. Darüber hinaus kann die Anzahl und die Anordnung der Glättschuhe variiert werden, um ii jedem Falle exakt diejenigen Oberflächenmerkmale de: Papiers oder der Pappe zu erzielen, wie sie gewünsch werden. Die Oberflächenmerkmale können weiterhii durch Veränderung des Berührungsdruckes zwischei der Bahn 20 und den Glätteinheiten 32, 33 und durcl Wahl eines geeigneten Geschwindigkeitsunterschiede: (Vi — Vi) zwischen der Bahn 20 und der Oberfläche dei Glätteinheit 33 beeinflußt werden. Das heißt, daß be

ίο den Anwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtuni verschiedene Variable zur Verfügung stehen, die zui Erzielung von Glätte und Glanz auf dem erzeugter Papier oder Pappmaterial variiert werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Glätteinrichtung im Trocknungsteil einer Papiermaschine mit mindestens einer sich über die Breite der den Trocknungsteil durchlaufenden zu glättenden Bahn entsprechenden Glätteinheit, die unter Aufrechterhaltung einer Relativgeschwindigkeit zwischen sich und der Bahn gegen letztere drückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Glätteinheit ein gegen einen Trocknungszylinder drückbarer Glättschuh (32) aus hartem Material ist, der sich an einem Trägerbalken (30) befindet, der mittels Andruckeinrichtungen am Maschinengestell gestützt ist.

2. Glätteinrichtung im Trocknungsteil einer Papiermaschine mit mindestens einer sich über die Breite der den Trocknungsteil durchlaufenden zu glättenden Bahn entsprechenden Glätteinheit, die unter Aufrechterhaltung einer Relativgeschwindigkeit zwischen sich und der Bahn gegen letztere drückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Glätteinheit eine von der Bahn (20) angetriebene Friktionswalze (33) aus hartem Material mit einer gegenüber der Bahn (20) geringeren Umfangsgeschwindigkeit ist und sich an einem Trägerbaiken (30) befindet, der mittels Andruckeinrichtungen am Maschinengestell gestützt ist, wobei die Relativgeschwindigkeit zwischen Walzenoberfläche und Bahn durch eine auf die Friktionswalze wirkende Bremse einstellbar ist

3. Glätteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerbalken (30) in Richtung seiner Längsachse hin- und herbewegbar ist.

4. Glätteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerbalken um seine Längsachse eine oszillierende Bewegung ausführt.

5. Glätteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glätteinheit (32, 33) aus Einzelelementen zusammengesetzt ist.

6. Glätteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das harte Material ein mikroporöses keramisches Material ist.