DE3920204C2 - - Google Patents
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
- D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
- D21G1/006—Calenders; Smoothing apparatus with extended nips
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn der im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Ein solches Verfahren ist aus der Europäischen Patentanmeldung Nr. 01 41 614 A2
bekannt. Die lange Glättzone wird zwischen einem glatten Mantel einer beheizten Walze
und einem den Mantel teilweise umschlingenden Band gebildet. Eine noch nicht
kalandrierte Papier- oder Kartonbahn wird bezüglich der Bahndicke mehr oder weniger
getrocknet oder befeuchtet und anschließend mit der Bahnseite der höheren Feuchte gegen
den Mantel der beheizten Walze mittels des Bandes angedrückt. Die eine Oberfläche der
Bahn wird damit während der Verweilzeit in der Glättzone geglättet. Ein gewünschter
Glättvorgang erfolgt also nur an einer Seite der Bahn. Während des Glättvorgangs sind der
Einsatz von Temperatur und Druck in der Glättzone unübersichtlich und schwer
kontrollierbar.
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem
eine noch feuchte Bahn, ohne zuvor in aufwendiger Weise ein asymmetrisches
Feuchteprofil bezüglich der Bahndicke erzeugen zu müssen, jeweils wie gewünscht
geglättet werden kann. Dabei sollen der Einsatz von Druck und Temperatur während des
Glättvorgangs übersichtlich und gut regulierbar sein.
Dieses Ziel wird durch Maßnahmen, die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben
sind, erreicht.
Durch Anwendung von Maßnahmen, die in den Unteransprüchen angegeben sind, läßt sich
der Glättvorgang besonders übersichtlich und kontrollierbar nach Wunsch gestalten.
Da in der langen Glättzone über die Stützelemente ein relativ niedriger Druck eingesetzt
werden kann, werden an Stellen höheren Flächengewichts der
Papier- oder Kartonbahn Druckspitzen weitgehend vermieden und eine bessere Qualität
des Produkts erzielt. Es können durch die relativ lange Glättzone und genügend lange
Verweilzeit des Materials in der Glättzone und damit die gewünschten Glättwerte
beiderseits der Bahn auch bei höheren Bahngeschwindigkeiten erreicht werden.
Insbesondere die Anwendung niedrigerer Drücke und hoher Temperaturen der
anpreßbaren Flächen in Verbindung mit höheren Bahnfeuchten begünstigen eine das
Volumen der Bahn schonende Glättung, was hier gewünscht wird.
Im weiteren wird der Erfindungsgegenstand näher beschrieben und erklärt. Die
Beschreibung bezieht sich auf eine Zeichnung, in welcher zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in einer dazu vorgesehenen Vorrichtung,
Fig. 2 bis 4 weitere Ausführungsbeispiele,
Fig. 5 eine Bürstenwalze und
Fig. 6 ein Stützrahmen mit Bürstenrollen,
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Stützelement.
Das Verfahren zum Glätten einer in der Bahnlaufrichtung (Pfeil) sich bewegenden
Papier- oder Kartonbahn 1 vollzieht sich in mindestens einer Glättzone 2 bei einer
definierten Dauer des Glättvorgangs. Das Material befindet sich in der Glättzone 2 während
einer Verweilzeit, die aus der Länge der Glättzone 2 und der Bahnlaufgeschwindigkeit
errechenbar ist. Während dieser entsprechend der Länge der Glättzone verlängerten
Verweilzeit wird das zu glättende Material, d.h. die Papier- oder Kartonbahn einem
einstellbaren Druck in der Glättzone 2 ausgesetzt. Bei einer vorteilhaften Wahl der
Bedingungen kann der Druck relativ niedrig sein. Über die beiderseits der Bahn 1
angeordneten Flächen 3 und 4 kommt es zum Einsatz von Temperatur, was zusammen mit
der Feuchtigkeit der Bahn 1 zur gewünschten Glättung der Bahn führt. Die Bedingungen
können vorteilhaft so gewählt werden, daß keine überpreßten Stellen in einer Bahn
ungleichmäßigen Flächengewichts entstehen. Dies geschieht in der verlängerten Glättzone
2, die ausreichend lang ist, um in ihr eine genügende Verweilzeit des Materials in
Anbetracht der zu fahrenden Bahngeschwindigkeit zu erreichen. Die Glättzone 2 muß so
lang sein, daß der gewünschte Glättvorgang während der Verweilzeit abgeschlossen und die
gewünschte Glätte erreicht werden kann. Je höher die Bahnlaufgeschwindigkeit sein soll,
desto länger muß im allgemeinen die Länge der Glättzone ausgestaltet werden.
Der Einsatz von Druck, Temperatur, Feuchtigkeit und die Länge der Glättzone werden in
Abhängigkeit davon gewählt, welche Glätte an welchem Material und bei welcher
Bahngeschwindigkeit erreicht werden soll.
Eine Vorrichtung, die als Beispiel in den Figuren in verschiedenen schematisch
dargestellten Versionen gezeigt ist, dient zum Ausführen des erfindungsgemäßen
Verfahrens. Die Vorrichtung hat eine Glättzone 2, die zwischen zwei zueinander weisenden
Flächen 3 und 4 gebildet wird. Die Flächen 3 und 4 verlaufen zueinander parallel, sind
beheizbar und zueinander einstellbar, so daß die Bahn 1 einem definierten Preßdruck
ausgesetzt werden kann. Die Flächen 3 und 4 erstrecken sich über einen Längsabschnitt in
Bahnlaufrichtung, die mit einem Pfeil angedeutet ist.
Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die eine Fläche 3 ein Mantel 5 einer Walze
6. Die zweite Fläche 4 wird mittels eines endlosen, flexiblen Bandes 7 gebildet. Das Band 7
ist in Richtung zu dem Walzenmantel 5 mittels eines anpreßbaren Stützelementes 8
abgestützt. Dieses weist eine zum Band 7 konkave Abstützfläche auf, die zu dem Radius des
Walzenmantels 5 komplementär ausgebildet ist. Der Mantel 5 der Walze 6 und das Band 7
sind mit der gleichen Geschwindigkeit antreibbar wie die Laufgeschwindigkeit der Bahn 1.
Wenn es technologisch gewünscht ist, können auch Differenzgeschwindigkeiten angewendet
werden.
Anstelle des Mantels 5 der Walze 6 kann auch ein flexibles Band 19 verwendet werden, das
auf bekannte, hier nicht gezeichnete Weise über Rollwalzen geführt ist und in der
Glättzone 2 zu einer konvexen Form mittels eines Stützelementes 18 geformt wird. Die
konvexe Abstützfläche ist komplementär ausgebildet zu der gegenüberliegend angeordneten
konkaven Fläche des Stützelementes 8. Bei Verwendung eines Metallbandes hat dieses den
Vorteil einer guten Beheizbarkeit. Eine z.B. Induktionsheizung für das Band 19 ist in Fig.
1 angedeutet und mit 20 bezeichnet. Eine andere einsetzbare Vorrichtung, z.B. zur
Beheizung mit Dampf oder Heißluft ist auch in Fig. 1 angedeutet und mit 21 bezeichnet.
Dieses käme vorteilhafterweise besonders dann zur Anwendung, wenn es sich um ein
Nichtmetall-Band 19 handelte.
Der anzuwendende Druck in der Glättzone 2 ist durch das Einstellen des Druckes im
Druckmedium des Stützelementes 8 bzw. der Stützelemente 8 und 18 erzeugbar. Die
Oberflächentemperatur der Glättfläche ist mittels der Vorrichtungen 20 bzw. 21
einstellbar. Die Feuchtigkeit ist gegeben durch die Feuchte der zu behandelnden Bahn 1.
Die flexibien Bänder sind dicht, d.h. undurchlässig, und zwischen dem Band und der
Abstützfläche des Stützelements ist eine Flüssigkeitsschicht vorgesehen, die auf
hydrostatische und/oder hydrodynamische Weise aufgebaut wird. Sie sorgt für
reibungsarmen Lauf des Bandes entlang der Abstützflächen. Die Flüssigkeit könnte zum
Beheizen wie auch zum Kühlen temperiert werden. Die Stützelemente können an sich
bekannte Gleitschuhe sein, wobei eine Flüssigkeit zwischen die Abstützfläche und das Band
eingeführt würde. Die Stützelemente können auch an sich bekannte hydrostatische
Stützelemente sein. Ihre Drucktaschen könnten ebenso mit einer heizenden oder kühlenden
Flüssigkeit gespeist werden. Mit diesen Stützelementen kann also sowohl der Druck, wie
auch die Temperatur in der Glättzone 2 nach Bedarf, wenn gewünscht, auch abgestuft,
eingestellt werden. Wenn z.B. ein Glättspalt nicht ausreichen sollte oder pro Spalt nur eine
Fläche beheizbar ausgeführt ist, ist es von Vorteil, 2 Glättzonen hintereinander
anzuordnen, etwa wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Wird in einer Glättzone jeweils nur eine
Fläche beheizt, dann ist es zweckmäßig, die gegenüberliegenden zu heizen, so daß die
beiden Seiten der Bahn nacheinander an je einer Fläche geglättet werden.
Eine weitere Ausführungsform sieht endlose, flexible Bänder 7 vor, die die beiden Flächen
3 und 4 bilden. Die Bänder sind durch zueinander einstellbare Stützelemente 9, siehe Fig.
2 und 4, abgestützt, die jeweils eine ebene dem Band 7 zugewandte Abstützfläche
aufweisen. Sie sind zueinander auf bekannte Weise definiert anpreßbar. Obzwar hier
hydrostatische Stützelemente gezeichnet sind, sind auch Gleitschuhe von bekannter Art
anwendbar. Zwischen jedem Band 7 und der ebenen Abstützfläche des Stützelementes 9 ist
eine Flüssigkeitsschicht vorgesehen, welche im Beispiel gemäß Fig. 2 hydrostatisch
aufgebaut wird. Dazu weist das Stützelement zum Band 7 geöffnete Drucktaschen 23 auf,
die mit einem Druckmedium beaufschlagbar sind, gegebenenfalls zum Beheizen oder
Kühlen temperiert. Es ist auch möglich, die Flüssigkeitsschicht auf hydrodynamische
Weise aufzubauen, wie das z.B. in Fig. 3 an der Fläche 3 der Fall sein könnte.
In der Vorrichtung gemäß Fig. 3 wird die eine Fläche 3 mittels eines dichten,
undurchlässigen Bandes 7 gebildet. Die zweite Fläche 4 wird durch eine der Bahn 1
anliegende Wand 12 gebildet, die einen Druckraum eines kastenförmigen, gegen die Bahn 1
einstellbaren Stützelements 13 begrenzt. Die Wand 12 ist ausgeführt zum Durchlassen
eines gasförmigen Mediums, welches unter Druck durch eine Leitung 22 in den
Druckraum unter der Wand einführbar ist. Das Stützelement ist in einem Träger 24
kolbenartig eingebettet, wobei ein Druckraum 25 vorgesehen ist, der mit einem
Druckmedium beaufschlagbar ist zum Anpressen des Stützelementes in Richtung zu der
Bahn 1. Zwischen der Wand 12 und der Bahn 1 bildet sich eine Gasschicht, die durch das
gas- bzw. dampfförmige Medium aufgebaut wird. Eine weitere Abwandlung ist denkbar, bei
der der Druckraum 25 ebenfalls mit einem gas- bzw. dampfförmigen Medium versorgt
wird, das von dort durch eine oder mehrere Bohrungen 22′ zu dem Druckraum unter der
Wand 12 gelangen kann (Fig. 7).
Bei dem Verfahren könnte auch das Bürsten der Oberfläche der Bahn erwünscht sein.
Dieses könnte mittels einer Bürstenwalze 15, Fig. 5, erfolgen, welche z.B. anstatt der
Walze 6, die in Fig. 1 gezeigt ist, einsetzbar wäre. Wird diese Bürstenwalze quer zur
Papierlaufrichtung geteilt und die Teile mit unterschiedlicher Geschwindigkeit
angetrieben, ist dadurch vorteilhaft eine Beeinflussung des Glanz-/Glätte-Querprofils
möglich. Eine andere vorteilhafte Ausführung bietet sich an durch Anwendung eines
Rahmens, der mit Bürstenrollen 26 bestückt ist und mindestens eine der Flächen 3 oder 4
bildet. Dieser Rahmen ist Teil eines kastenförmigen, gegen eine Bahn anpreßbaren
Stützelementes 27, in welchem er einen Druckraum begrenzt, der mit einem gasförmigen
Medium, z.B. mit Dampf, beaufschlagbar ist. Das Medium dringt beim Betrieb durch den
Rahmen zu der anliegenden Oberfläche der Bahn 1. Die Bürsten können mit einer von der
Bahngeschwindigkeit abweichenden Geschwindigkeit angetrieben sein. Werden quer zur
Bahnlaufrichtung angeordnete Bürsten verwendet, die kürzer als die Bahnbreite sind, so
ist es zur Vermeidung von Streifen günstig, hintereinanderliegende Bürsten seitlich
versetzt anzuordnen. Auch hier sind Vorteile durch unterschiedliche Geschwindigkeit der
Rollen denkbar.
Von papiertechnologischem Nutzen könnte auch ein dem vorher beschriebenen ähnliches
Stützelement sein, dessen Rahmen mit glatten Walzen kleineren Durchmessers bestückt
ist.
Eine längere Glättzone 2 kann auch mittels mindestens zwei hintereinander in
Bahnlaufrichtung angeordneter Reihen von Stützelementen 9 gebildet werden, von welchen
die Bänder 7 abgestützt sind, wie dies in Fig. 4 besonders anschaulich gezeigt ist.
Obzwar bei erfindungsgemäßem Einsatz eines relativ niedrigen Druckes in der Glättzone
die Gefahr von überpreßten Stellen in der Bahn 1 weitgehend eliminiert ist, könnte es in
einigen Fällen von Vorteil sein, das eingesetzte elastische Band aus weichem Material
herstellen oder mit einem weicheren elastischen Material zu beschichten, um ein
zusätzliches Potential zur Vermeidung der lokalen Überpressungen in der Bahn zu
schaffen.
Claims (12)
1. Verfahren zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn (1) in einer Glättzone (2)
während einer durch die Verweilzeit der Bahn in der Glättzone vorgegebenen Dauer
des Glättvorganges, wobei in der Glättzone mit einem Druck unter Einsatz von
Temperatur und Feuchtigkeit gearbeitet wird und wobei die gewünschte Glätte bei
entsprechend langer Verweilzeit des zu glättenden Materials in einer
dementsprechend langen Glättzone erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine
noch feuchte Bahn (1) zwischen beiderseits der Bahn angeordneten, zu der Bahn
weisenden, parallel verlaufenden, gegen die Bahn jeweils anpreßbaren, beheizbaren
Flächen (3, 4) geführt wird, die zum Bilden und Halten einer vorgegebenen,
definierten Kontur der Glättzone (2) über ihre ganze Länge ausgebildet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bildung der einen Fläche (3)
mittels des Mantels (5) einer Walze (6) und der zweiten Fläche (4) mittels eines
endlosen flexiblen Bandes (7), das in Richtung zu dem Walzenmantel (5) mittels
eines mit einer konkaven, zu dem Radius des Walzenmantels (5) komplementär
ausgebildeten Stützfläche versehenen Stützelementes (8) abgestützt ist, wobei der
Mantel (5) der Walze (6) und das flexible Band (7) mit einer zu der
Bahnlaufgeschwindigkeit gleichen Geschwindigkeit antreibbar sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bildung der beiden Flächen (3,
4) mittels endloser flexibler Bänder (7), die durch einstellbare Stützelemente (9)
abgestützt werden, die jeweils eine ebene dem Band zugewandte Fläche (10)
aufweisen.
4. Verfahren nach Ansprüchen 2 oder 3, gekennzeichnet durch Verwendung eines
undurchlässigen endlosen flexiblen Bandes (7) und durch Bildung einer
Flüssigkeitsschicht (11) zwischen dem Band (7) und der dem Band (7)
zugewandten Fläche (10) des Stützelementes (9), welche Flüssigkeitsschicht auf
hydrodynamische und/oder hydrostatische Weise aufgebaut wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Fläche (3)
undurchlässig ausgebildet ist und daß die zweite Fläche (4) durch eine Wand (12)
gebildet wird, die einen Druckraum eines Stützelementes (9) in Richtung zu der
Bahn (1) abgrenzt und zum Durchlassen eines gasförmigen Mediums aus dem
Druckraum geeignet ist.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch Verwendung
von Stützelementen, die in mindestens zwei hintereinanderfolgenden Reihen in
Bahnlaufrichtung angeordnet sind.
7. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anwendung einer Bürstenwalze
(15, Fig. 5) als einer der Flächen (3 oder 4), wobei die Bürstenwalze mit einer
Differenzgeschwindigkeit zu der Bahngeschwindigkeit antreibbar ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenwalze quer zu
ihrer Achse geteilt ist, wobei die Teile mit unterschiedlicher Geschwindigkeit
antreibbar sind.
9. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anwendung eines Rahmens mit
darin gelagerten Bürstenrollen (Fig. 6) zur Bildung mindestens einer der Flächen
(3 oder 4).
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Bürsten
quer zur Bahnlaufrichtung angeordnet sind und mindestens eine der Bürstenwalzen
mit einer Differenzgeschwindigkeit zu der Bahngeschwindigkeit antreibbar ist.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenwalzen quer
zur Bahnlaufrichtung angeordnet sind und ihre Länge nur einem Teil der Bahnbreite
entspricht und daß die in Laufrichtung nacheinanderliegenden Bürsten versetzt
angeordnet sind.
12. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den
Bürstenwalzen ein gasförmiges wärmeübertragendes Medium in Richtung zu der
Bahn austreten kann.
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