DE286540C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der Kalanderantrieb erfolgte bei Kalandern mit nur wenig Walzen ursprünglich von der untersten Walze aus. Als dann die Walzenzahl gesteigert wurde, war es nicht möglich, den Untefantrieb beizubehalten, weil die Anstrengung des Papieres bei der Übertragung des Antriebes bis zur Oberwalze zu groß wurde (vgl. Pfarr: »Kalander mit großer Walzenzahl«, Wochenblatt für Papierfabrikation,

ίο 1908, Seite 2025). Auch störte beim Unterantrieb . das Zahnradvorgelege, welches beim Antrieb auf die im Durchmesser kleinere dritte Walze entbehrt werden konnte. Man ging deshalb mit dem Antrieb von der Unterwalze auf eine höher gelegene, anfänglich auf die dritte Walze.

Aus den genannten Gründen kommt man

heute dazu, die Kalander mit sehr großer Walzenzahl von der' fünften oder gar der siebenten Walze aus, von unten her gerechnet, anzutreiben. Man erhält dann nach oben hin einen gut arbeitenden Kalander, während man nach unten hin durch einen besonderen Antrieb der unteren Walze erst zulässige Verhältnisse schaffen muß.

Man hat bereits vorgeschlagen, bei derartigen Kalandern die Oberwalze oder die Unter-• walze oder auch beide in Kugellagern laufen zu lassen, um die Beanspruchung des Papieres zu verringern, jedoch wird dann sofort die Glättwirkung (Satinageeffekt) herabgemindert oder sogar gänzlich in Frage gestellt. Man hat dann weiter vorgeschlagen, die durch Verwenden von Kugellagern zu gering erhaltene Reibung durch Bremsen der Oberwalze künstlich zu vergrößern. Immer ist man aber darauf gekommen, bei Kalandern mit mehr als zwölf Walzen den Antrieb auf eine der Mittelwalzen zu verlegen. Diese Kalander haben jedoch keine gute Glättwirkung ergeben.

Die Erfindung bezweckt, eine möglichst gleichmäßige Glättwirkung zu erzielen.

Im folgenden sei die Erfindung an einem sechzehnwalzigen Kalander erklärt. Es wird gezeigt, daß man selbst einen sechzehnwalzigen Kalander von der Unterwalze antreiben kann, ohne eine Überanstrengung des Papieres befürchten zu müssen. Zum Vergleich sei daneben gezeigt, daß mit den bekannten Anordnungen solches nicht möglich ist.

Es muß noch vorausgeschickt werden, daß die bisher üblichen Mittel, wie z. B. Riementriebe auf Ober- und Unterwalze von der Antriebswalze aus, zur Erzwingung eines einigermaßen brauchbaren Ganges des Kalanders sich so gut wie gar nicht den jeweiligen, sich mit dem Arbeitsgut ändernden Bedingungen anpassen lassen, denn das Übersetzungsverhältnis ist nicht veränderlich und würde selbst unter gleichzeitiger Spannungsregelung der Riemen auch nicht ausreichen, die gewünschten günstigen Verhältnisse sicher und ohne viel Probieren einzustellen.

Aus dem gleichen Grunde ist die vorgeschlagene Anordnung, die in Kugellagern laufenden Außenwalzen mit dem Antrieb zu verbinden, für den zeitgemäßen Kalanderbetrieb

ungeeignet, der verlangt, daß das verschiedenartigste Arbeitsgut — auch recht minderwertiges — mit der höchsten Geschwindigkeit geglättet wird.

Der Vorgang für das Glätten des Papieres verlangt von der Bahneinführung ausgehend stets zunehmende Walzenumfangsgeschwindigkeiten, und zwar bei dem nach unten natürlich zunehmenden Druck ein regelbares Gleiten der Walzen gegenüber dem Arbeitsgut. Dabei sei zur Vermeidung einer Überanstrengung des Arbeitsgutes bei zunehmendem Druck das Gleiten geringer, da ein geringes Gleiten unter hohem Druck in der Beanspruchung des Arbeitsgutes bei gleicher Wirkung weiter geht als ein größeres Gleiten uuter geringem Druck. Als selbstverständliche Forderung kommt dann hinzu, daß alles dies bei geringstem Kraftaufwand erreicht wird und bei weitgehendster Unabhängigkeit von nicht zu beherrschenden Einflüssen und von der Zuverlässigkeit der Arbeiter.

Soll dies durchgeführt werden, so muß zur Vermeidung der unzuverlässigen Riementriebe von der Antriebswalze auf die Außenwalzen die Unterwalze Unmittelbar angetrieben werden. Die Schwierigkeit besteht dann darin, trotz scharfer Bremsung der Oberwalze den Antrieb so durch sämtliche Walzen zu leiten, daß das Arbeitsgut nicht überanstrengt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die zwischen Ober- und Unterwalze liegenden Walzen mit geringer, wenn nötig regelbarer Reibung in ihren Lagern laufen. Eine Vergleichsrechnung ergibt, daß man schon auskommt, wenn nur die mittleren Stahlwalzen in genannter Weise gelagert werden.

Zur Abbremsung der Oberwalze kann man dieselbe einmal nach alter Art in gewöhnliehen Gleitlagern lagern, oder man kann beim Verwenden von Rollen- oder Kugellagern vom Antrieb unabhängig regelbare Bremsen aufsetzen und als solche zur Arbeitsgewinnung von der Oberwalze angetriebene, ganz getrennt vom Antrieb arbeitende Kraft- oder Arbeitsmaschinen verwenden.

Wenn durch solche Mittel in der gekennzeichneten Anordnung der Gang des Kalanders gesichert ist, so kann man dann zusätzlich zum Ausgleich von kleinen Schwankungen für besonders oft vorkommende Verhältnisse von der Antriebswalze einen Riemenantrieb nach einer beliebigen Walze legen, also nicht um sie im Sinne der bisher vorgeschlagenen Riementriebe in ihrer Drehung dauernd zu beschleunigen oder zurückzuhalten, sondern um die durch den Gang des Kalanders gegebene Durchschnittsgeschwindigkeit auch bei kleinen, immerhin möglichen störenden Einflüssen gleich zu erhalten.

Auch läßt sich dann dieser Antrieb durch Einschaltung entsprechend veränderlicher Übcrsetzungsglieder den verschiedenen beim normalen Gang des Kalanders sich ergebenden Verhältnissen anpassen.

Die im Papier auftretenden Beanspruchungen sind auf der Zeichnung graphisch dargestellt. Es zeigen

Fig. ι die Walzenanordnung für den Antrieb von der Unterwalze unter Angabe der Richtung der durch die Papierbahn hindurchzuleitenden Mitnahmekräfte R₁ bis A₁₅,

Fig. 2 das entsprechende Bild für Antrieb von der siebenten Walze aus,

Fig. 3 ein Bild von der Größe der Mitnahmekräfte bei Antrieb von der Unterwalze und. Benutzung von Gleitlagern für sämtliche Walzen,

Fig. 4 die Verhältnisse bei angetriebener siebenter Walze von unten und Verwendung von Gleitwalzen,

Fig. 5 für einen Kalander mit in Kugellagern laufender Ober- und Unterwalze und in Gleitlagern gelagerten Mittelwalzen bei Antrieb von der dritten Walze aus, und

Fig. 6 die bei Benutzung der Einrichtung gemäß der Erfindung auftretenden Verhältnisse.

Wie die Umfangsgeschwindigkeiten bei Kalandern älterer Art (Fig. 2 und 4) mit Antrieb auf die siebente Walze von unten von der obersten Walze aus bis zur Antriebswalze zunehmen und von da aus nach unten abnehmen, zeigt Fig. 7, in welcher von der Linie x-y aus die zu den betreffenden Walzen gehörigen Umf angsgeschwindigkeiten nach rechts aufgetragen sind. Wie dagegen bei einem Kalander gemäß der Erfindung (Fig. 1 und 6) der Verlauf der Umfangsgeschwindigkeiten sich ergibt, zeigt Fig. 8, in welcher entsprechend die zu den Walzen gehörigen Umfangsgeschwindigkeiten aufgetragen sind.

Das zu glättende Papier möge eine Beanspruchung von 1930 kg zwischen den Walzen zulassen, und zur Erzielung einer guten Glättung möge an der obersten Walze eine Mitnahmekraft von 1100 kg notwendig sein. Es ist ferner angenommen, daß beim Antrieb von der siebenten Walze die Walzendurchmesser wie bei den anderen Antrieben bleiben. Es ändert sich dadurch im Prinzip nichts, es wird nur die Belastung der weiter unten liegenden Walzen um etwa 500 kg kleiner, wodurch das Bild der alten Ausführungen nur ■ günstig erscheint.

Bei einem Kalander mit der jetzt üblichen Lagerung (Fig. 3 und 4) -ist bei der neunten Walze die zulässige Beanspruchung erreicht. Würde man bei der Ausführung gemäß Fig. 3 den Antrieb von der Unterwalze ableiten, so

würde das Papier bei 3010 kg Beanspruchung ganz bedeutend überanstrengt und würde schon j vorher reißen. F₁ gibt die Überlastungsfläche an.

Besser wird die jetzt meistens übliche Anordnung mit Antrieb von der siebenten Walze, aber auch hier steigt die Beanspruchung weit über das zulässige Maß auf 3450 kg. Diese Überlastung beseitigt man durch einen besonderen Riemenantrieb von der siebenten Walze auf die Unterwalze. Ganz abgesehen davon, daß zu dieser Übertragung ein sehr schwerer Riementrieb erforderlich ist, den man kaum ausführen wird, erzielt man von der Antriebswalze aus nach unten nicht eine zunehmende, sondern eine abnehmende Beanspruchung des Papieres. .F₂ gibt die vom Riemenantrieb aufzunehmende Beanspruchung wieder.

Wählt man die schon früher vorgeschlagene Ausführung gemäß Fig. 5, so fallen die Mitnahmekräfte so klein aus, daß von einem für das Satinieren notwendigen Gleiten der Walzen keine Rede sein kann.

Würde man den ferner gemachten Vorschlagen entsprechend die Oberwalze, wie dies zur Erzielung einer guten Glättung notwendig ist, etwa bis auf 1100 kg abbremsen und die Unterwalze entsprechend ebenfalls abbremsen, so würde man die ungünstigen Verhältnisse gemäß Ausführung nach Fig. 4 erhalten, allerdings mit dem Vorteil, daß die Reibungsverluste in der Ober- und Unterwalze ausgenutzt werden können. Dabei ist dann bezüglich Abbremsung der Unterwalze zu sagen, daß bei der früher vorgeschlagenen Abbremsung der Unterwalze diese eine geringere Empfangsgeschwindigkeit erhält als die höher liegende Antriebswalze. Anstatt einer anzustrebenden zunehmenden Geschwindigkeit, der Walzenumfange erhält man ungünstigerweise eine abnehmende. Was also bezüglich der Oberwalze zulässig erscheint, ist falsch für die Unterwalze.

Allen diesen Anforderungen entspricht die die Erfindung darstellende Ausführung gemäß Fig. 6, durch die alle bei den übrigen Aus-"führungsformen auftretenden Mängel vermieden werden sollen. Die Oberwalze ist entweder durch Lagerung in einem gewöhnlichen Gleitlager oder durch Abbremsen mit einer Umfangskraft von 1100 kg belastet, und die Höchstbeanspruchung des Papieres bei seinem Austritt aus dem Kalander beträgt 1925 kg.

Dies wird dadurch erreicht, daß einerseits trotz der hohen Walzenzahl die Untervvalze zur Antriebswalze gemacht wird, wobei zur Vermeidung einer Überanstrengung des Papieres eine ausreichende Anzahl von Mittelwalzen in Kttgellagern oder entsprechenden Lagern laufend vorgesehen wird. Die an der Oberwalze vorhandenen 1100 kg werden dann nicht wie bei Ausführung gemäß Fig. 3 auf 3010 kg, sondern nur bis auf die zulässige Beanspruchung von 1925 kg gesteigert. Je nach Art der zu glättenden Papiere können alle Mittellager als Kugellager, welche man nach Bedarf abbremsen kann, ausgebildet sein. Man wird häufig schon damit auskommen, die Stahlwalzen in Kugellagern anzuordnen, und auch dies wird nicht immer nötig sein, wie das Beispiel gemäß Fig. 6 dies zeigt. Natürlich kann an Stelle eines jeden genannten Gleitlagers ein Kugellager treten, wenn man die Walze entsprechend abbremst.

Die in Kugellagern laufende Oberwalze wird man zur Erzielung einer weitgehenden Kraftausnutzung unabhängig vom Antrieb des Kalanders durch in beliebigen Grenzen belastbare Kraft- oder Arbeitsmaschinen abbremsen (Dynamo und Akkumulatoren oder Pumpen).

Bei dieser Ausführung nach Fig. 6 kann die Unterwalze ebenfalls in Kugellagern laufen, ohne die Glättung zu beeinflussen.

Es ist durch die neue Ausführung also möglich geworden,

1. einen sechzehnwalzigen Kalander ohne Überanstrengung des Papieres trotz einer bereits von der obersten Walze ausgehenden hohen Glättung (Satinage) von der Unterwalze anzutreiben,

2. ohne Abbremsen der Unterwalze — dabei ohne Beeinflussung der Glättwirkung —■ die mit einer Kugellagerung verbundene große Kraftersparnis zu erzielen,

3. alle Papiere ihrer Eigenart entsprechend behandeln zu können, indem man alle in Kugellagern laufenden Walzen (ausgenommen die Unterwalze) beliebig stark abbremst,

4. zunehmende Walzenumfangsgeschwindigkeit bis zur Unterwalze zu erhalten.

Der große Vorteil liegt also einmal in der fortschreitenden Glättung, dann in der möglichst hohen, aber nicht über das zulässige Maß gehenden Beanspruchung der Papiere, in der weitgehendsten Anpassungsfähigkeit an die verschiedenen Papiere und in der ganz bedeutenden Kraftersparnis.

Zur Sicherung der gewünschten Kräfteverteilung kann der Unterantrieb durch einen Riementrieb oder ähnliche Kupplungen mit einer oder mehreren Walzen so verbunden werden, daß diese Verbindungen etwaige Schwankungen aufnehmen. Um diese Antriebe den verschiedenen Verhältnissen anzupassen, kann ein Übersetzungsglied eingeschaltet werden.

An Stelle der im vorigen genannten Kugellager können natürlich auch andere gleichartige Lager mit geringem Reibungskoeffizienten treten.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Vielwalziger Kalander mit Antrieb von der untersten Walze, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste und die unterste Walze sowie die in der Mitte liegenden Stahlwalzen in Kugellagern laufen und die oberste Walze durch den Antrieb einer Kraft- oder Arbeitsmaschine, die mittleren Stahlwalzen durch Reibungsbremsen regelbar zurückhaltbar sind.
2. 2. Vielwalziger Kalander nach Ansprueh i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Übersetzung regelbare Antriebe von der Unterwalze auf Mittelwalzen gelegt werden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.