DE4304374C1 - Kalander für Materialbahnen aus Papier o. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kalander für Mate­ rialbahnen aus Papier o. dgl., mit mindestens einem Preßspalt und mindestens einer beheiz- oder kühlbaren Temperierwalze.

Bei bekannten Kalandern dieser Art (DE-PS 32 16 182) durchläuft eine Materialbahn aus Papier, Magnetband o. dgl. einen oder mehrere Preßspalte, die zwischen je­ weils zwei Preßwalzen gebildet sind. Hierbei können beheizbare Temperierwalzen, insbesondere in Form einer beheizbaren Preßwalze, vorgesehen werden, um der Mate­ rialbahn Wärme zuzuführen und dadurch die Verformung im Preßspalt zu verbessern. Zu diesem Zweck ist mit Hilfe von Leitwalzen dafür gesorgt, daß die Materialbahn über einen vorgegebenen Umfangswinkel auf der Temperierwalze aufliegt. Es gibt auch Anwendungsfälle, in denen kühl­ bare Temperierwalzen verwendet werden, beispielsweise im Ausgangsteil des Kalanders, um eine zu heiße Papier­ bahn vor dem Aufwickeln abzukühlen.

Wenn die Materialbahn an die Oberfläche der Temperier­ walze angelegt werden soll, bildet sich eine Luft­ schicht zwischen Materialbahn und Walzenumfang. Sie entsteht, weil sowohl die Materialbahn als auch die Walze in der Grenzschicht Luftmoleküle mitreißen und weil die radial einwärts gerichteten Kräfte, welche durch die Zugspannung auf die Bahn entstehen, durch Zentrifugalkräfte teilweise aufgehoben werden. Dieser Effekt ist umso stärker, je höher die Geschwindigkeit der laufenden Materialbahn ist. Die erwähnte Luft­ schicht behindert den Wärmeübergang zwischen Temperier­ walze und Materialbahn.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kalander der eingangs genannten Art den Wärmeübergang zwischen Temperierwalze und Materialbahn zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Aufladevorrichtung, welche die der Temperierwalze zu­ laufende Materialbahn elektrostatisch auflädt.

Die positiv oder negativ aufgeladene Materialbahn wird daher durch elektrostatische Kräfte von der Oberfläche der Temperierwalze, die in der Regel Erdpotential hat, angezogen. Die Aufladevorrichtung sollte in einem sol­ chen Bereich angeordnet sein, daß die Materialbahn bei Erreichen der Walzenoberfläche bereits aufgeladen ist, andererseits aber noch keine großen Ladungsverluste eingetreten sind. Durch die elektrostatische Anziehung wird der Luftspalt zwischen Materialbahn und Temperier­ walze reduziert. Daher wird der Wärmeübergangswert ver­ bessert. Man kann daher bei gegebener Temperierwalze die übertragene Wärmemenge erhöhen oder die gleiche Wärmemenge mit einer kleineren Berührungsfläche zwi­ schen Materialbahn und Temperierwalze, sei es durch einen kleineren Umschlingungswinkel oder einen kleine­ ren Walzendurchmesser, erreichen.

Mit Vorteil ist die Aufladevorrichtung derjenigen Ma­ terialbahnseite zugeordnet, die auf der Temperier­ walze zur Auflage kommt. Gegenüber einer Aufladung der entgegengesetzten Materialbahnseite ergibt sich der Vorteil, daß die größtmögliche elektrostatische Kraft auftritt. Denn die geladenen Bereiche sind dem Walzen­ umfang dicht benachbart und nicht durch eine möglicher­ weise elektrisch schlecht leitende Bahnmaterialschicht im Abstand von dem Walzenumfang gehalten.

Besonders günstig ist es, daß die Aufladevorrichtung in dem Zwickelraum angeordnet ist, der zwischen der Ober­ fläche der Temperierwalze und der einlaufenden Materi­ albahn gebildet ist. In diesem Zwickelraum hat die Auf­ ladevorrichtung ihre größtmögliche Wirkung. Es entsteht auch kein zusätzlicher Platzbedarf für die Aufladevor­ richtung.

Empfehlenswert ist es, daß die Materialbahn mittels einer Leitwalze an die Temperierwalze anlegbar ist und daß die Aufladevorrichtung zwischen Leitwalze und Tem­ perierwalze angeordnet ist. Beim Anlegen der Material­ bahn an die Temperierwalze besteht in den bekannten Fällen eine besonders große Gefahr, daß Lufteinschlüsse auftreten. Diese Gefahr wird erfindungsgemäß erheblich reduziert.

Dies gilt auch, wenn die Temperierwalze eine der den Preßspalt begrenzenden Preßwalze ist. Man braucht dann lediglich die Aufladevorrichtung in Umfangsrichtung gegenüber dem Preßspalt versetzt nahe dieser Preßwalze anzuordnen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür ge­ sorgt, daß eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, die beim Schließen des Preßspalts die Materialbahn mittels der Leitwalze an die Temperierwalze anlegt und beim Öffnen des Preßspalts die Leitwalze soweit verlagert, daß die Materialbahn vollständig von der Temperierwalze abgehoben ist. Zum einen kann man beim Trennen der Preßwalzen die Materialbahn berührungsfrei durch den geöffneten Preßspalt hindurchführen. Auch wenn die Preßwalzen abgebremst werden, ergeben sich keine schäd­ lichen Reibungseinflüsse zwischen Materialbahn und Preßwalzen. Zum anderen kann man trotz völlig abgehobe­ ner Materialbahn beim Zusammenfahren der Preßwalzen sehr rasch den Ursprungszustand herstellen.

Als Aufladevorrichtungen kommen alle bekannten Kon­ struktionen in Betracht. Empfehlenswert ist insbesonde­ re, daß die Aufladevorrichtung Ladungen erzeugende Elektroden aufweist. Insbesondere eignen sich hierfür an eine hohe Spannung angelegte Sprühelektroden.

Eine Alternative besteht darin, daß die Aufladevorrich­ tung Ladungen durch Reibungselektrizität erzeugende Körper aufweist, an denen die laufende Materialbahn anliegt. Derartige Körper können aus Kunststoff, Gummi o. dgl. bestehen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den wesentlichen Teil eines erfin­ dungsgemäßen Kalanders und

Fig. 2 eine Alternativform der Aufladevorrichtung.

Eine Materialbahn 1 aus Papier, Kunststoff o. dgl. wird in Richtung des Pfeiles 2 zugeführt und in einem Preß­ spalt 3 einer Druckbehandlung unterworfen. Der Preß­ spalt 3 wird durch eine untere Temperierwalze 4, die beheizbar ist, und durch eine obere Preßwalze 5 be­ grenzt. Zwei Leitwalzen 6 und 7 sorgen dafür, daß die Materialbahn 1 über einen Umfangsabschnitt 1, der vor dem Preßspalt 3 liegt, am Umfang 8 der Temperierwalze 4 anliegt. Die Materialbahn ist daher beim Eintritt in den Preßspalt 3 vorgewärmt. Die Verformungsenergie wird somit teilweise thermisch und teilweise mechanisch zu­ geführt.

Mittels einer Steuervorrichtung 9 ist die obere Preß­ walze 5 in eine Stellung 5a und gleichzeitig die Leit­ walze 6 in eine Stellung 6a verlagerbar. In dieser Po­ sition wird die Materialbahn 1a berührungsfrei durch den nunmehr geöffneten Preßspalt 3 hindurchgeführt. Beim Schließen des Preßspalts und der Rückbewegung der Leitwalze 6 entsprechend dem Doppelpfeil 10 wird die Materialbahn 1 sukzessive an die Oberfläche 8 der Tem­ perierwalze 4 angelegt.

In einem Zwickelraum 11, der zwischen der Materialbahn 1 und der Oberfläche 8 der Temperierwalze 4 gebildet wird, befindet sich eine Aufladevorrichtung 12, die mit einer Reihe von Sprühelektroden 13 versehen ist, welche über die gesamte Breite der Materialbahn 1 angeordnet sind. Ein Spannungsgenerator 14 versorgt mit seinem Hochspannungsausgang die Elektroden 13. Sowohl der an­ dere Anschluß des Spannungsgenerators 14 als auch die Temperierwalze 4 sind geerdet.

Durch die Aufladevorrichtung 12 wird die Unterseite der Materialbahn 1 mit Ladungen versehen. Dies führt dazu, daß zwischen Materialbahn 1 und Oberfläche 8 elektro­ statische Anziehungskräfte auftreten. Eine sich eventu­ ell zwischen Materialbahn 1 und Oberfläche 8 bildende Luftschicht wird daher kleingehalten, was zu einem sehr guten Wärmeübergang führt.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Aufladevorrichtung 22. Sie besteht im wesentlichen aus einem stabförmigen Kör­ per 23 aus Kunststoff, auf dem die Materialbahn 1 rei­ bend gleitet. Auch auf diese Weise wird die Unterseite der Materialbahn 1 mit Ladungen versehen, die zu den gewünschten elektrostatischen Anziehungskräften führen.

Von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann in viel­ facher Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedan­ ken der Erfindung zu verlassen. Die Temperierwalzen können auch außerhalb der Preßzone angeordnet sein. Insbesondere kommen außer den beheizbaren Temperierwal­ zen auch kühlbare Temperierwalzen in Betracht.

Claims (8)

1. Kalander für Materialbahnen aus Papier o. dgl., mit mindestens einem Preßspalt und mindestens einer beheiz- oder kühlbaren Temperierwalze, gekennzeich­ net durch eine Aufladevorrichtung (12; 22), welche die der Temperierwalze (4) zulaufende Materialbahn (1) elektrostatisch auflädt.

2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladevorrichtung (12; 22) derjenigen Ma­ terialbahnseite zugeordnet ist, die auf der Tempe­ rierwalze (4) zur Auflage kommt.

3. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aufladevorrichtung (12; 22) in dem Zwickelraum (11) angeordnet ist, der zwischen der Oberfläche (8) der Temperierwalze (4) und der einlaufenden Materialbahn (1) gebildet ist.

4. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (1) mittels einer Leitwalze (6) an die Temperierwalze (4) an­ legbar ist und daß die Aufladevorrichtung (12) zwi­ schen Leitwalze (6) und Temperierwalze (4) angeord­ net ist.

5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperierwalze (4) eine der den Preßspalt (3) begrenzenden Preßwalze ist und daß die Aufladevorrichtung (12) in Umfangsrichtung gegenüber dem Preßspalt (3) versetzt nahe dieser Preßwalze angeordnet ist.

6. Kalander nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung (9) vor­ gesehen ist, die beim Schließen des Preßspalts (3) die Materialbahn (1) mittels der Leitwalze (6) an die Temperierwalze (4) anlegt und beim Öffnen des Preßspalts (3) die Leitwalze (6) soweit verlagert, daß die Materialbahn (1) vollständig von der Tempe­ rierwalze (4) abgehoben ist.

7. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladevorrichtung (12) Ladungen erzeugende Elektroden (13) aufweist.

8. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladevorrichtung (22) Ladungen durch Reibungselektrizität erzeugende Kör­ per (23) aufweist, an denen die laufende Material­ bahn (1) anliegt.