DE4128655C2

DE4128655C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Durchmesserprofilbeeinflussung im Endbereich beheizter Walzen

Info

Publication number: DE4128655C2
Application number: DE19914128655
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl Ing Geromiller; Harald Dipl Ing Hes; Herbert Dipl Ing Holik; Christof Dipl Ing Link; Juergen Dipl Ing Proessl; Hermann Dipl Ing Sorg; Wolf-Gunter Ing Grad Stotz
Original assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH; Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1991-08-29
Filing date: 1991-08-29
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2011-08-30
Also published as: DE4128655A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchmesserprofilbeeinflussung im Endbereich beheizter Walzen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Derartige Walzen finden beispielsweise in Glättwerken und Superkalandern zur Glätte- und Glanzerhöhung von Papier Verwendung.

Die Oberflächentemperatur von beheizten Walzen ist üblicherweise höher als die Temperatur der zu behandelnden Materialbahn. Die Wärmeabgabe ist bei diesen Walzen deshalb im Bereich der Materialbahn größer als im Endbereich der Walze. Dies führt zu höheren Walzentemperaturen im Endbereich und damit auch wegen der thermischen Ausdehnung zu größeren Walzendurchmessern. Die Folge davon sind Überpressungen der Materialbahnränder.

Um dem entgegenzuwirken, ist es bekannt, in den Endbereichen zwischen der Innenheizung und dem Walzenmantel eine thermisch isolierende Schicht anzubringen. Dabei können, wie in der DE-PS 31 40 425 beschrieben, im Walzeninnern axial verstellbare Wärmedämmkörper zur Anwendung kommen.

Des weiteren wird in der DE-PS 30 14 891 eine Vorrichtung zum Herstellen gleicher Temperatur- und Ausdehnungsverhältnisse über die gesamte Walzenlänge vorgeschlagen, bei der die Endbereiche des Walzeninnern von einem separaten Wärmeträgermedium durchströmt werden.

Gemeinsam ist diesen Lösungen, daß eine Überpressung der Materialbahnränder über eine variable Verringerung der Temperatur bzw. des Durchmessers im Endbereich der Walze und somit auch im Randbereich der Materialbahn verhindert werden soll, was allerdings mit einem erheblichen Material- bzw. Herstellungsaufwand verbunden ist.

DE 38 20 933 A1 zeigt ein Verfahren zur Durchmesserpro filbeeinflussung im Endbereich beheizter Walzen, bei dem die Wärmeabgabe von Walzen, deren Durchmesserprofil in den Randbereichen der Materialbahn eine Korrektur in Richtung einer Vergrößerung erfordert, im Endbereich durch äußere Isolationsmittel behindert und damit über die Erhöhung der mittleren Temperatur der Walze der Durchmesser im Endbereich sowie im Bereich der Ränder der Materialbahn vergrößert wird. Zur Vermeidung von Wärmespannungen ist die Walze über ihren Arbeitsbereich hinaus verbreitet, so daß Durchmesservergrößerungen nicht zu einem Verdrücken der Materialbahn an den Bahn rändern führen können. Ferner ist ein inverser Zapfen mit der Stirnfläche des Walzenkörpers verbunden, dessen rohrförmiger Hauptbereich durch einen Spalt von dem Walzenkörper getrennt ist und mit der inneren Stirnflä che des rohrförmigen Hauptbereichs ist ein Lagerzapfen verbunden, der durch einen Spalt von dem rohrförmigen Hauptbereich des inversen Zapfens getrennt ist. Über den inversen Zapfen wird eine Verbindungsstrecke zwi schen dem Walzenkörper und dem Lagerzapfen zur Verfü gung gestellt, über den sich die Temperatur vom beheiz ten Walzenkörper zum unbeheizten Lagerzapfen und damit die Wärmespannungen abbauen können. Die Isolation deckt sowohl den Endbereich des Walzenkörpers als auch den Stirnbereich des inversen Walzenzapfens ab, so daß sich der inverse Walzenzapfen bei Erwärmung des Walzenkör pers gleichlaufend mit diesem erwärmt und damit seinen Durchmesser vergrößert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine einfach aufgebaute Vorrichtung zur Durchmesserprofilbeeinflussung im vermindert beheizten Endbereich beheizter Walzen zu schaffen.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe durch das im Anspruch 1 beschriebene Verfahren und die dazugehörige im Anspruch 2 dargestellte Vorrichtung gelöst, wobei die Unteransprüche besondere Ausführungsformen darstellen und im allgemeinen davon ausgegangen wird, daß das Durchmesserprofil in den Randbereichen der Materialbahn lediglich eine Korrektur in Richtung einer Vergrößerung erfordert. Falls notwendig, kann diese Bedingung beispielsweise über eine thermisch isolierende Schicht zwischen der Innenheizung und dem Walzenmantel und die damit verbundene Verringerung des Durchmessers im Endbereich erreicht werden. Somit bietet sich durch das Aufbringen eines thermischen Isolationskörpers auf die Außenfläche der Walzenmantelenden die Möglichkeit, die Wärmeabgabe an die Umgebung in den Endbereichen zu behindern und damit ein gewünschtes Temperatur- und Durchmesserprofil in den Endbereichen und folglich auch in den Bereichen der Materialbahnränder zu erzeugen. Vorteilhaft ist es dabei, wenn ein Ring auf dem Walzenmantelende axial verschiebbar ist. Variationsmöglichkeiten sind außerdem auch bezüglich der Isolierwirkung, z. B. der Wärmeleitfähigkeit, der Dicke des Ringes sowie dessen Breite gegeben.

Neben der einfachen Gestaltung der Vorrichtung ergeben sich somit noch Vorteile bezüglich der Bedien- und Servicefreundlichkeit sowie der Anpassung an die unterschiedlichen Betriebsbedingungen, wie Materialbahnbreite, Walzentemperatur, Arbeitsgeschwindigkeit usw.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Durchmesserverläufe in den Endbereichen 3 sowie den Bereichen der Materialbahnränder ohne und mit einem isolierenden Ring 5 in verschiedenen Stellungen;

Fig. 2 einen Teilschnitt einer innen beheizten Walze 1 mit Gegenwalze 7 und

Fig. 3 eine besondere Ausführungsform des Ringes 5.

Bei dem Walzenpaar gemäß Fig. 2 wirkt eine innen beheizte Walze 1 mit einer Gegenwalze 7 zusammen, wobei im Endbereich 3 zwischen dem Walzenmantel 4 und der Innenheizung eine thermisch isolierende Schicht 2 und auf dem Walzenmantelende ein thermisch isolierender Ring 5 angeordnet ist.

Die Verwendung der thermisch isolierenden Schicht 2 ohne den Ring 5 hat dabei einen Durchmesserverlauf entsprechend der Kennlinie 0 in Fig. 1 zur Folge. Daraus ist zu erkennen, daß der Durchmesser im Endbereich 3 der Walze 1 sowie im Bereich der Materialbahnränder geringer als im Bereich der Materialbahn 6 ist.

Der aus einem isolierenden Material, beispielsweise Teflon, bestehende Ring 5 ist am Walzenende in einem Abschnitt axial verschiebbar, der einen geringeren Durchmesser als der Mittelteil der Walze 1 aufweist, was eine Berührung des Ringes 5 mit der Gegenwalze 7 ausschließen soll. Die drei verschiedenen in Fig. 2 angedeuteten Stellungen I, II und III der Mitte des Ringes 5 haben hierbei die in Fig. 1 dargestellten Durchmesservorläufe im Endbereich 3 der Walze 1 zur Folge. Daraus ist zu erkennen, daß durch das axiale Verschieben des Ringes die Wärmeabgabe, die damit in Verbindung stehende mittlere Temperatur, und somit auch der Durchmesser der Walze 1 im Randbereich der Materialbahn 6 beeinflußt werden kann. Damit sind sowohl Anpassungen an im Randbereich veränderte Querprofile, wie Feuchte, Flächengewicht, Dicke usw. der einlaufenden Papierbahn, als auch an veränderte Betriebsbedingungen möglich.

Die außer bei der Verwendung von auf dem Walzenmantelende aufgetragenem Isolierlack notwendige Fixierung des Ringes 5 auf dem Walzenmantelende kann zum Beispiel mittels Schrauben oder Preßsitz erfolgen.

Sollte der Ring 5 auf das Walzenmantelende aufgeschraubt sein, so könnte ein am Ring 5 angreifender Stellmotor die axiale Verschiebung und Fixierung übernehmen, wodurch eine Regelung möglich wäre.

Auch die Verwendung von auf dem Walzenmantelende aufgewickeltem Isolierband bietet Vorteile, wie die einfache Variation von Dicke und Breite des aufgewickelten Ringes 5.

Der in Fig. 3 dargestellte Ring 5 besitzt, da er sich nicht mit der Walze 1 bewegt, einen geringfügig größeren Durchmesser als diese und hat die Form eines zum Walzenmantel 4 hin offenen U-Profiles. Gehalten wird der Ring 5 dabei von zwei Befestigungselementen 8. Die Luft im Inneren des Ringes 5 sowie die thermisch isolierenden Seitenwände des Ringes 5 gewährleisten dieselbe bereits beschriebene Funktion. Zusätzlich bietet diese Anordnung, falls zeitweise notwendig, die Möglichkeit für eine stärkere Beeinflussung der Temperatur und damit des Durchmessers im Endbereich 3, wenn über die beiden, jeweils an einem Befestigungselement 8 angeordneten und sich hierbei gegenüberliegenden Anschlüsse 7 die Zu- bzw. Abfuhr eines erwärmten oder gegebenenfalls auch gekühlten Mediums, wie z. B. Luft, in bzw. aus dem Innenraum des Ringes 5 erfolgt. Regelungen sind hierbei bezüglich der Geschwindigkeit sowie der Temperatur des Mediums möglich.

Falls die Zu- bzw. Abfuhr eines Mediums nicht vorgesehen ist, kann der Ring 5 sich selbstverständlich mit dem Walzenmantel drehen und dementsprechend auf ihm fixiert sein.

Claims

1. Verfahren zur Durchmesserprofilbeeinflussung im Endbereich (3) beheizter Walzen (1), bei dem die Wärmeabgabe von Walzen (1), deren Durchmesserprofil in den Randbereichen der Materialbahn (6) eine Korrektur in Richtung einer Vergrößerung erfordert, im Endbereich (3) durch äußere Isolationsmittel (5) behindert und damit über die Erhöhung der mittleren Temperatur der Walze (1) der Durchmesser d im Endbereich (3) sowie im Bereich der Ränder der Materialbahn (6) vergrößert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Behinderung der Wärmeabgabe durch die äußeren Isolationsmittel veränderbar ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Walzenmantelende mindestens ein die Wärmeabgabe der Walze (1) im Endbereich (3) veränderbar behindernder Isolationskörper angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Endbereich (3) einer innen-beheizten Walze (1) zwischen dem Walzenmantel (4) und der Innenheizung eine eine Korrektur in Richtung einer Durchmesservergrößerung in dem Randbereich der Materialbahn (6) erfordernde thermisch isolierende Schicht (2) befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der thermische Isolationskörper in Form eines Ringes (5) auf dem Walzenmantelende axial verschiebbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) auf dem Walzenmantelende fixierbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) aus auf dem Walzenmantelende aufgewickeltem Isolierband besteht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) auf das Walzenmantelende aufgeschraubt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) die Form eines zum Walzenmantel (4) hin offenen U-Profiles aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) von Befestigungselementen (8) derart gehalten wird, daß er sich nicht mit dem Walzenmantel (4) dreht, und Anschlüsse (7) zur Zu- bzw. Abfuhr eines erwärmten oder gekühlten Mediums besitzt.