DE4117596C1 - Paper treatment calender with easily removable cover - has film tensioned round periphery of one of the roll, having machine wide gap between - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalander gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Auf den folgenden Stand der Technik wird verwiesen:

• 1) DE 35 45 123 A1,
• 2) DE 37 20 132 A1,
  "Das Papier" 1984, Seite V 203 ff.

Bei der folgenden Erfindung geht es in erster Linie um Kalan­ der für die Papierindustrie. Dort dienen Kalander dem Zwecke, das Papier zu glätten. Es durchläuft dabei die einzelnen Wal­ zenspalte, wobei es stark gepreßt wird. Für die Glätte sind vor allem die Anpreßkraft zwischen zwei einander benachbarten Walzen maßgeblich, ferner die Papierfeuchte sowie die Tem­ peratur des Papieres. Feuchtere Papiere lassen sich leichter glätten als trockene Papiere; die Glätte steigt somit mit zu­ nehmender Feuchtigkeit. Der Einfluß ist annäherend proportio­ nal. Dasselbe gilt für die Anpreßkraft, auch Linienkraft ge­ nannt. Je höher die Linienkraft ist, desto höher ist auch die Glätte.

Die Papiertemperatur ist ein sehr wichtiger Parameter für die Glätte. Auch hier gilt das gleiche, wie für die beiden ande­ ren Parameter: Die Glätte nimmt proportional mit der Papier­ temperatur zu.

Dabei ist jedoch zu beachten, daß die Temperatur der Papier­ bahn selbst maßgeblich ist, nicht aber die Walzentemperatur. Heizt man die Papierbahn dadurch auf, daß man zunächst die Walzen aufheizt, so muß die Wärme von den Walzen zur Papier­ bahn übertragen werden, bevor sie für die Glätte nutzbar wird.

Genau hier liegt das Problem. Die Walzen geben nämlich ihre Wärme nicht nur an die Papierbahn ab, sondern auch an die Um­ gebung, was höchst unerwünscht ist. Dies hat nämlich zur Fol­ ge, daß die erforderliche Heizleistung - bei gleicher Papier­ feuchte und gleicher Linienkraft - überproportional ansteigt. Diese Zusammenhänge sind in (3) beschrieben.

Aus (1) ist ein Kalander bekannt, bei welchem Hauben vorge­ sehen sind, die während des Betriebes die einzelnen Walzen teilweise umgeben. Dadurch sollen Wärmeverluste der genannten Art vermieden werden. Derartige Hauben sind zwar entfernbar, z. B. durch Wegfahren oder Wegklappen. Dennoch sind die Hauben sehr unpraktisch, da sie die Zugänglichkeit des Kalanders bei Betriebsstörungen erschweren. Werden sie während des Betrie­ bes aus irgendwelchen Gründen kurzzeitig geringfügig ge­ öffnet, beispielsweise durch die mit dem Betrieb verbundenen Schwingungen, so führt dies zu gravierenden Änderungen inner­ halb der Papierbahn, und damit zu einer ungleichförmigen Glätte.

(2) zeigt und beschreibt verschiedene Arten von Walzenhei­ zungen. So können Walzen von Kalandern Innenheizung haben, beispielsweise durch Thermo-Öl. Die Kalanderwalzen können aber auch mit einer Außenheizung versehen sein, beispielswei­ se mit einer Induktionsheizung. Hierbei wird elektromagne­ tische Energie auf das Material des Walzenkörpers übertragen, wodurch die Temperatur der Walzenoberfläche erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kalander ge­ mäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß die Abdeckung schnell einbaubar und wieder ausbaubar ist, daß keine Glätteschwankungen während des Betriebes auftreten, und daß die Herstellungskosten niedrig gehalten werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von An­ spruch 1 gelöst. Darüberhinaus sind bei Wahl geeigneter Fo­ lienmaterialien thermische Verformungen ausgeschlossen. Dabei ist es durchaus möglich, daß von außen her der Papierbahn Wärme zugeführt wird. Dies geschieht beispielsweise mit Wärmestrahlern, die die Folie erwärmen; die Folie gibt diese Wärme sodann an die Papierbahn ab. Alternativ können auch Induktionsspulen außerhalb der Folie angebracht werden, die im Walzenkörper Wirbelströme erzeugen und diesen damit erwärmen. Auch können in die Folie selbst elektrische Widerstände eingearbeitet sein, beispielsweise in Form eines Metallgewebes, die wiederum die Folie erwärmen.

Es versteht sich, daß die Folie zur Erfüllung der verschie­ denen Zwecke unterschiedlich gestaltet sein kann, und daß verschiedene Materialien gewählt werden können. Um eine hohe Wärmezufuhr von außen zu ermöglichen, wird man als Folienma­ terial hitzebeständiges Material verwenden. Weiterhin ist es möglich, Folien aus beschichtetem, anorganischen Material zu verwenden. Hierbei besteht der anorganische Teil aus dünnen Drähten, Fäden oder Filamenten, die ein kreuzweises Gelege bilden, oder die gewoben oder gewirkt sind. Die Zwischenräume zwischen den Fasern können durch eine Kittsubstanz soweit ausgefüllt sein, daß eine etwa verbleibende Restporosität die Bildung eines Luftfilms bzw. Luftkissens zwischen Folie und Walze erlaubt. Schließlich kann als anorganisches Material ein Material mit geringer oder sogar negativer Wärmedehnung vorgesehen werden, z. B. Kohlefasern, Quarzglasfasern oder spe­ zielle Eisen-Nickel-Verbindungen. Dadurch wird verhindert, daß sich die Folie bei ungleich verteilter Temperatur verzieht oder Falten bildet. Ungleiche Temperaturverteilung kann z. B. dann auftreten, wenn die Wärmezufuhr von außen her über die Walzenlänge (Bahnbreite) ungleich groß ist.

Um gleichzeitig einen hohen Wärmedurchgang durch den Luft­ spalt zwischen Folie und Walze zu gewährleisten und einen möglichst gleich hohen Luftspalt über Breite und Länge der Fläche zu erhalten ist vorgesehen, die der Walze zugewandte Seite der Folie mit einer rauhen Oberfläche zu versehen. Die­ se Rauhigkeiten können beispielsweise aus den Kröpfungen ei­ nes Gewebes bestehen oder aus sich überkreuzenden, eingear­ beiteten Rillen etc.

Bei der praktischen Ausführung des Grundgedankens kommen die beiden Versionen gemäß der Ansprüche 2 oder 3 in Betracht. Gemäß Anspruch 2 können Leitwalzen oder feststehende Gleit­ flächen vorgesehen sein, um die die Folie herumgeführt ist. Diese Ausführungsform ist somit grundsätzlich möglich, wenn auch weniger praktisch. Die bevorzugte Ausführungsform gemäß Anspruch 3 sieht vor, daß zum Einhalten des Abstandes ein Gaspolster, vorzugsweise ein Luftpolster, zwischen dem Wal­ zenmantel und der Folie erzeugt und aufrecht erhalten wird. Die Folie ist somit "selbsttragend" dabei umschlingt sie bei­ spielsweise eine der Walzen eines Kalanders, etwa die oberste dieser Walzen auf dem wesentlichen Teil von deren Umfang. Die Folie kann dabei nach Art eines Fensterrollos in einem Kasten aufrollbar sein. Dieser Kasten kann sich auf der einen Seite des Walzenspaltes befinden, den die genannte Walze mit ihrer Nachbarwalze bildet. Der Kasten erstreckt sich natürlich über die gesamte Walzenlänge und hat einen Schlitz zum Austreten der Folie. Das andere Folienende befindet sich sodann auf der dem Schlitz gegenüberliegenden Seite des genannten Walzen­ spaltes.

Der Stand der Technik sowie die Erfindung sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt einen bekannten Kalander moderner Bauart, auch "Maschinenglättwerk" genannt, für holzhaltige Druckpapiere.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung einen 2-Walzen- Kalander gemäß der Erfindung.

Fig. 3 zeigt einen weiteren 2-Walzen-Kalander gemäß der Erfindung.

Fig. 4 zeigt einen weiteren 2-Walzen-Kalander.

Fig. 5 zeigt in stark vergrößerter Darstellung die Einzel­ heiten der Befestigung einer Folie bei einem er­ findungsgemäßen Kalander.

Das in Fig. 1 dargestellte Maschinenglättwerk weist insge­ samt sechs Walzen 1-6 auf. Diese sind in einer vertikalen Ebene übereinander angeordnet. Der Kalander umfaßt ferner einen Ständer 7. Die Grundwalze 1 ist auf einem Fuß des Stän­ ders 7 gelagert. Die Walzen 2-6 sind über Gelenke 8 mit dem Ständer 7 verbunden. Die Walze 2 ist eine angetriebene Walze.

Die Walze 3 ist eine Durchbiegungs-Ausgleichswalze. Die Walze 5 ist eine von innen her beheizbare Walze. Die Walze 1 kann zum Zwecke des Anpressens angehoben werden. Eine Papierbahn 9 tritt in den unteren Walzenspalt zwischen den Walzen 1 und 2 in das Glättwerk ein, und verläßt das Glättwerk aus dem obe­ ren Walzenspalt zwischen den Walzen 5 und 6.

Der Kalander gemäß Fig. 2 weist eine Unterwalze 1 mit ela­ stischem Überzug 2 und Lagerzapfen 3 auf, ferner eine Ober­ walze 4 mit Lagerzapfen 5.

Die Zapfen 3 und 5 sind an beiden Walzenenden in nicht ge­ zeigten Gestellen gelagert. Die Walzenkörper 1 und 4 sind durch nicht gezeigte Mittel gegeneinander anpreßbar. Zwischen den Walzen 1 und 4 läuft eine Papierbahn 6 von links nach rechts hindurch. Eine Quertraverse 7 mit einem Schaberhalter 8 und einer an den Walzenkörper 4 anlegbaren Klinge 9 ist ebenfalls über Zapfen 10 an den nicht gezeigten Gestellen ge­ lagert.

Der Schaberkörper (Quertraverse) 7 besitzt eine Haltevor­ richtung 11 für eine elektrisch leitfähige Folie 12, die sich über die Länge der Walze 4 und einen Teil ihres Umfangs er­ streckt und an ihrem anderen Ende mit einer Leiste 13 als Ge­ gengewicht verbunden ist.

Zwischen der Haltevorrichtung 11 und der Leiste 13 kann eine elektrische Spannung angelegt werden, wodurch sich die leit­ fähige Folie 12 erwärmt. Durch eine Leitung 14 und Kanäle 15 wird Luft zwischen Walze 4 und Folie 12 eingeblasen. Eine Dichtleiste 16 verhindert deren Austritt entgegen der Lauf­ richtung. Die Wärme überträgt sich von der Folie auf die Luftschicht und damit auf die Papierbahn.

Außerdem wird die Walze 4 aufgeheizt. Dies geschieht im vor­ liegenden Falle über Induktionsspulen 17, die den magneti­ schen Mantel der Walze 4 aufheizen, und damit auch die Pa­ pierbahn 6. Statt Induktionsspulen sind auch Heizstrahler an­ wendbar. Elemente 17 - Induktionsspulen oder Strahler - können in Richtung der Walzen-Längsachse in Abschnitte unterteilt sein, die unabhängig voneinander bezüglich der Leistung regelbar sind.

Bei dem Kalander gemäß Fig. 3 sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen, wie in Fig. 2.

Bei diesem Kalander ist eine Traverse 18 vorgesehen, die sich über die gesamte Länge der Walze hinwegerstreckt. Die Traver­ se 18 weist zwei Hülsen 19 und 20 auf. Dabei ist die Hülse 19 von der Folie 12 umschlungen, wobei die Folie 12 auf der Hül­ se 19 gleiten kann. Die Traverse 18 läßt sich in Richtung des Doppelpfeiles A verstellen. Hierdurch wird der Umschlin­ gungswinkel der Folie 12 um die Walze 4 herum vergrößert oder verkleinert. Die Traverse 18 läßt sich außerdem um den Dreh­ punkt 21 verschwenken, so daß die Verhältnisse am Auslauf der Folie verändert werden können, was gelegentlich wünschenswert sein kann. Auch hier ist wiederum eine Leiste 13 als Gegenge­ wicht zur Spannung der Folie 12 vorgesehen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist die Folie unter­ teilt: Hierbei ist eine erste Folie 12′ und eine zweite Folie 12′′ vorgesehen, beide jeweils gespannt durch Gewichtsleisten 13′ und 13′′. Eine der Strahler 17 ist ersetzt durch einen Induktionsschuh 17A. In dessen Bereich ist die Walze 4 nicht von einer Folie abgedeckt. Der Induktionsschuh 17A hat einen geringeren Abstand zur Mantelfläche der Walze 4, als die Strahler 17.

Die Darstellung gemäß Fig. 5 zeigt die Verhältnisse im ein­ zelnen. Man erkennt auch hierbei wieder eine Walze 4, einen Schaberkörper 7, eine Folie 12, eine Einspannvorrichtung 11 sowie eine Dichtleiste 16. Dabei umschlingt die Folie 12 im Bereich der Einspannung einen Rundstab 22. Die Einspannung 11 besteht aus den Einzelelementen Halteklaue 23, Führungsschie­ ne 24 und Klemmstück 25, das durch Klemmschrauben 26 so nach hinten angestellt wird, daß die Folie 12 mit Draht 22 nicht durch die Engstelle zwischen Klaue 23 und Klemmstück 25 hin­ durchrutschen kann.

Die Dichtleiste 16 besteht aus zwei Halteschenkeln 27, zwi­ schen denen ein Filzstreifen 28 liegt, der bei höheren Tem­ peraturen auch aus Glasfasern oder PTFE-Fasern bestehen kann. Die Luftzufuhr erfolgt über Kanäle 15.

Claims (5)

1. Kalander zum Behandeln einer Warenbahn, insbesondere einer Papierbahn, mit wenigstens zwei Walzen, die einen Walzenspalt zum Hindurchführen der Bahn miteinander bil­ den, mit einer Heizeinrichtung sowie mit einer entfern­ baren Abdeckeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckeinrichtung eine Folie (12, 12′, 12′′) umfaßt, die um einen Teil des Umfanges wenigstens einer der Walzen (4) unter Bildung eines maschinenbreiten Spaltes zwischen sich und der Mantelfläche der betref­ fenden Walze (4) herumgespannt ist.

2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einhalten des Abstandes ein Gaspolster, vorzugsweise ein Luftpolster, zwischen Walzenmantel und Folie (12, 12′, 12′′) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (12, 12′, 12′′) - in einem achssenkrechten Schnitt gesehen - an ihrem einen Ende mittels einer Einspannvor­ richtung (11, 11′) gehalten ist, und daß das andere Ende zwecks Spannens der Folie gewichtsbelastet ist.

4. Kalander nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (11) Bestandteil einer Quertraverse (7) ist, die zugleich einen Schaber (8, 9), eine Blas­ lufteinrichtung (14, 15) sowie eine Dichtleiste (16) trägt.

5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Folie (12, 12′, 12′′) elektrisch leit­ fähig ist, und durch Anlegen einer Spannung mindestens auf einer Teilfläche beheizt wird.