EP0677469A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung einer Materialbahn - Google Patents

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EP0677469A2
EP0677469A2 EP95104598A EP95104598A EP0677469A2 EP 0677469 A2 EP0677469 A2 EP 0677469A2 EP 95104598 A EP95104598 A EP 95104598A EP 95104598 A EP95104598 A EP 95104598A EP 0677469 A2 EP0677469 A2 EP 0677469A2
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EP
European Patent Office
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chamber
roll
roller
temperature
storage space
Prior art date
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EP95104598A
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English (en)
French (fr)
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EP0677469B1 (de
EP0677469A3 (de
Inventor
Hans-Rolf Dipl. Ing. Conrad
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Sulzer Finishing GmbH
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Publication date
Application filed by Voith Sulzer Finishing GmbH filed Critical Voith Sulzer Finishing GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00—Changing the web roll
    • B65H19/10—Changing the web roll in unwinding mechanisms or in connection with unwinding operations
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/0073—Accessories for calenders
    • D21G1/0093—Web conditioning devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/41—Winding, unwinding
    • B65H2301/417—Handling or changing web rolls
    • B65H2301/4171—Handling web roll
    • B65H2301/4173—Handling web roll by central portion, e.g. gripping central portion
    • B65H2301/41734—Handling web roll by central portion, e.g. gripping central portion involving rail
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/50—Auxiliary process performed during handling process
    • B65H2301/51—Modifying a characteristic of handled material
    • B65H2301/514—Modifying physical properties
    • B65H2301/5142—Moistening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2515/00—Physical entities not provided for in groups B65H2511/00 or B65H2513/00
    • B65H2515/40—Temperature; Thermal conductivity

Definitions

  • the invention relates to a method for treating a material web, which is unwound from a roll and passed through at least one roll nip of a roll nip arrangement, and a device for treating a material web wound on a roll with a treatment station, an unwinding station upstream of the treatment station and one upstream of the unwinding station Roll magazine that has at least one storage space.
  • Paper is used as the material for the following explanation of the invention. However, the method and the device can also be used for other materials.
  • Paper that is produced in a paper machine is wound into large rolls with diameters of up to several meters, for example 3 m, and lengths of also several meters, for example 10 m. At this point, the paper has a temperature of 40 ° to 70 ° C and a certain humidity.
  • calendering in an off-line calender which is supposed to represent the treatment station here, usually cools the roll down to the ambient temperature. However, the cooling does not take place evenly over the entire roll cross-section. Rather, the cooling begins at the outer layers of the roll and on the end faces and only gradually continues inwards. A temperature gradient thus arises in the roll, which is mainly directed from the inside out, but also has certain components in the axial direction of the roll.
  • the trend towards an ever faster throughput of the rolls through the paper mill means that it is no longer possible to wait until the temperature of the roll is completely balanced. Rather, the roll is fed to a further treatment after a more or less short waiting time, for example the aforementioned satin finish.
  • the paper web is then passed under pressure through at least one nip. In many cases, one of the rolls forming the nip is heated. A liquid heat transfer medium is often used for this purpose, which is passed through the roller.
  • the temperature gradient over the radius of the roll of material web now has the consequence that the temperature of the web changes constantly when the material web is fed into the calender. It increases with the length of the unwind. Since the surface temperatures of the calender heating rollers are kept constant, the calendering result changes over the length of the paper web. The same effect can be observed, if not to the extent, in a direction transverse to the material web. Occasionally, other satin effects appear on the edges, which have already cooled more than the central area, and must be eliminated with other measures.
  • the invention is therefore based on the object of equalizing the treatment result.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned at the outset by exposing the web of material still on the roll to a predetermined ambient atmosphere for a predetermined minimum period of time before unwinding.
  • the predetermined ambient atmosphere preferably has a temperature and / or humidity that is higher than the normal environment.
  • the temperature can be adjusted so that it corresponds to the desired temperature of the roll. But it can also be set so that it corresponds to the temperature of the material web at the exit of the production machine, for example the paper machine. The same applies to moisture. If the roll has already cooled down more, the temperature can also be raised slightly above this value in order to achieve faster warming of the roll.
  • the ambient atmosphere preferably has a temperature and / or humidity which essentially corresponds to the temperature and / or humidity inside the roll.
  • This temperature can be determined, for example, by measuring sensors arranged on the roll core inside the roll. However, as has already been mentioned above, it can also be determined by measuring the temperature of the web at the exit of the production machine or of another processing machine upstream of the treatment. One can assume that this temperature corresponds to the core temperature of the roll. The same applies to their moisture.
  • the roll continuously releases moisture through its surface, so that a moisture gradient also arises, which can be compensated for with the help of the ambient atmosphere.
  • roller is rotated on the storage space. There is therefore no danger that a possibly uneven temperature and / or moisture distribution in the vicinity of the storage space will cause the roll to be subjected to these values which deviate from the average on one side. Rather, the movement heats and / or moistens the roll evenly.
  • the object is achieved by a device of the type mentioned in the introduction in that the storage space is arranged in a chamber, the atmosphere of which can be set to a predetermined temperature and / or a predetermined humidity.
  • the chamber Characterized in that the storage space is enclosed by a housing, the chamber has only a limited volume, which is easily air-conditioned. The energy consumption is kept relatively low. The working atmosphere for the workers in the vicinity of the treatment station is not adversely affected. Nevertheless, a uniform temperature and / or moisture distribution in the roll can be achieved in the chamber with the help of the set atmosphere.
  • the treatment station preferably has a fluid-fed heater with a feed line and a return line, and one of the two lines, in particular the return line, is preferably connected to a chamber heater via a bypass line.
  • heated calender rolls are often used to treat the material web.
  • the heating liquid does not give up the heat completely to the calender rolls, but is returned to its heating device at a still very high temperature. Part of this residual heat in the heating fluid is now used to heat the chamber.
  • the extent of heating can be set via the bypass line. If necessary, the proportion of the liquid flowing through the bypass line can be adjusted.
  • the chamber heater preferably has a fan.
  • the fan causes forced air movement so that the air is led past the chamber heater.
  • an air humidification device is provided in connection with the chamber heating.
  • the increase in the temperature in the chamber generally leads to a lowering of the relative air humidity and thus to the risk that the outside of the roll dries out to an undesired degree.
  • the air humidification device can now be used to compensate for this phenomenon.
  • the chamber advantageously has at least one closable opening.
  • the roller can be introduced into and removed from the chamber via this opening or these openings. Because the openings can be closed, the ambient atmosphere is retained in the chamber. The energy loss is relatively small. The setting of the uniformity of the ambient atmosphere and the desired temperature is greatly simplified. External interference is largely avoided.
  • an opening is preferably closed by a curtain arrangement that can be moved by the roller. As soon as the roller passes through the opening, it pushes the curtain aside or in another direction, thereby opening the opening. After the roll has passed, the curtain falls, e.g. due to gravity, back to its original position, in which it closes the opening.
  • a roller shutter can be provided to close the opening.
  • This roller door requires a mechanical drive. But it closes the opening with greater reliability.
  • the roller magazine has at least one additional storage space in front of the chamber. This storage space is then used to insert web rolls in the reel magazine. Moving the roll inside the roll magazine is in most cases easier than inserting it into the roll magazine. Accordingly, the times for loading the chamber are shorter than when loading the roll directly into the chamber. The opening of the chamber used for loading therefore only has to be kept open for a shorter time, which keeps the energy loss small.
  • the roll is preferably transported into the chamber essentially horizontally. Deviations from the exact horizontal are of course possible. However, the direction of movement has the advantage that the openings can run essentially vertically, so that little heat can be lost due to rising air even when the chamber is opened.
  • the roller magazine preferably has an inclined bearing surface arrangement which is guided through the chamber and has holding devices at least for the storage space in the chamber and optionally for the storage space directly in front of the chamber.
  • the roller transport into and out of the chamber then takes place under the effect of gravity.
  • the roll then rolls on an inclined plane. This enables relatively short loading times to be achieved.
  • the roll is then stopped in the chamber by a holding device.
  • the holding device at the storage space directly in front of the chamber serves to ensure that the roller waiting in front of the chamber does not rest on the parts which close the loading opening of the chamber. In this way the movement of these parts is not hindered.
  • the storage space in the chamber and possibly the storage space immediately before the chamber is provided with a roller acceleration device.
  • This roller acceleration device in turn serves to shorten the loading and unloading times for the chamber. Accordingly, the openings only have to be kept open for a short time. The role has a longer time in which it can stay in the chamber. The ambient atmosphere in the chamber accordingly has the maximum possible time to act on the roll.
  • the processing station is enclosed by a housing, a line being provided which connects the interior of the housing with the interior of the chamber and / or the chamber heating. This means that the same ambient conditions can be created in the processing station and in the chamber. If, as is often the case, the processing station has a heatable roller or another heated element, the waste heat can be supplied not only via the return line, but directly via the atmosphere of the chamber. This also brings considerable energy savings.
  • a device 1 for treating a material web 3 wound on a roll 2 has a treatment station 5 formed by a calender 4.
  • the calender 4 has two roll stacks 6, 7, each with three rolls. Each roll stack 6, 7 thus forms two nips.
  • the middle roller 8, 9 of each roller stack 6, 7 is designed as a heating roller.
  • a liquid heating medium is fed to each heating roller 8, 9 via a feed line, not shown. The heating medium is discharged again via a return 10.
  • the material web 3 is guided through the calender 4 in such a way that each material web side comes into contact with a heating roller 8, 9.
  • the unwinding station 11 Upstream of the treatment station 5 is an unwinding station 11, in which the material web 3 is unwound from the roll 2 in the direction of an arrow 12.
  • the unwinding station 11 has a handling device 13 known per se for handling roll cores 14 which form the inside of each roll 2.
  • a roll magazine 15 with a plurality of storage locations 16, 17, 18 is connected upstream of the unwinding station 11.
  • the storage locations are arranged on an inclined rail 19 on which the rollers 2 with their shaft ends rest.
  • the rollers 2 can roll on the rail 19 under the effect of gravity in the direction of the unwinding station 11, the inclination being relatively small, that is to say the rollers essentially still move horizontally.
  • Only schematically illustrated holding and acceleration devices 20 are provided. This applies at least to the last and penultimate storage location 18, 17 in the roll magazine 15.
  • the housing 21 includes a chamber 22.
  • the housing 21 has a loading opening 24 which can be closed by a roller door 23 and a loading opening 24 which can likewise be closed by a roller door 25 Discharge opening 26.
  • roller shutters 23, 25, other means for closing the openings 24, 26 can also be used, for example curtain arrangements which, like the roller shutters 23, 25, do not require their own drive, but can be pushed to the side by the roller 2 itself.
  • the chamber 22 can be air-conditioned, i.e. the air or atmosphere in chamber 22 can be adjusted to predetermined values in terms of temperature and humidity. If necessary, you can also do without adjusting the humidity.
  • a heating device 27 is provided for setting the temperature.
  • the heating device 27 is formed by part of the return line 10 from the heating rollers 8, 9, which is guided through the chamber 22 as a meandering branch line.
  • a valve 29 is provided to adjust the amount of heating liquid that is passed through the chamber 22. In a manner not shown, the valve 29 can be regulated by a control device depending on the temperature prevailing in the chamber 11.
  • the heating device 27 has a fan 30, which forcibly directs air past the bypass line 28 in order to heat it.
  • the fan 30 simultaneously leads to an even distribution of the heated air in the chamber 22, so that the roller 2 is exposed to the heated air from all sides substantially uniformly.
  • an air humidification device 31 is provided, through which the air conveyed by the fan 30 must flow. The relative air humidity in the chamber 22 can be set via the air humidification device 31.
  • the treatment station 5 is also provided with a housing 32, shown schematically.
  • This housing 32 has an access opening 33 and an outlet opening 34 for the material web 3. These two openings 33 and 34 must remain open at all times.
  • closable openings 35, 36 are provided which are so large that the rollers of the roller stacks 6, 7 can be exchanged with the aid of a schematically illustrated crane 37 or other help.
  • the openings 35, 36 are closed by roller doors 38, 39. But sliding, folding or other gates can also be used.
  • the accessibility is not so critical here because the rolls of the roll stacks 6, 7 have to be changed less frequently than the rolls 2 in the unwinding station 11.
  • the housing 32 is thermally insulated. It mainly serves to limit the radiation of the heat given off by the heating rollers 8, 9. These rollers work with heating capacities in the range of 20 kW per meter roller length. The energy expenditure and the associated energy losses are therefore considerable. By encapsulating with the help of the housing 32, the losses can be drastically reduced.
  • the housing 32 can also be formed by extending the encapsulation of the preceding dryer section of the paper machine.
  • the housing 32 is also provided with a schematically illustrated steam generating device 40 which blows steam into the interior of the housing 32 via three feed nozzles 41, 42, 43.
  • the housing 32 thus has the function of an oversized steam humidifier.
  • the material web 3 running through the housing 32 is thus exposed not only to the pressure and the temperature in the nips of the roller stacks 6, 7, but also to the correspondingly higher temperature and humidity of the atmosphere inside the housing 32.
  • the moisture of the material web 3 can be measured with the aid of a measuring device 44, which with the steam generating device 40 is connected and controls this. This results in a closed control loop for controlling the moisture of the material web.
  • the interior of the housing 32 is connected to the interior of the chamber 22 via a line 45, in which a conveying device 46 can optionally be provided.
  • a transport of atmosphere from the processing station 5 into the chamber 22 is thus possible via the line 45.
  • the energy given off by the heating rollers 8, 9 can also be used to heat the chamber 22. If the steam generating device 40 appropriately humidifies the atmosphere in the housing 32, this moisture can also be transferred into the chamber 22.
  • the device 1 works as follows: A roll 2 is stored in the first storage location 16 of the roll magazine 15, for example with the aid of a crane or a lifting vehicle. Each time a roll 2 has been unwound in the unwinding station 11, for which times in the range of 1 to 2 hours are definitely required, the roll 2 in the roll magazine 15 moves one storage space further to the right and finally reaches the chamber 22 Roll applied with increased temperature or increased moisture, so that the temperature distribution, which has become uneven during storage in the roller magazine 15, is evened out again. When unwinding in the unwinding station 11, one is therefore tempered relatively uniformly over the length and width Roll unwound and fed to the treatment station 5.
  • the material web 3 is exposed not only to an increased pressure and an increased temperature in the nips of the roller stacks 6, 7, but also to the increased moisture which has been caused by the steam generating device 40.
  • the humidity is regulated with the aid of the measuring device 44, for example to a value which corresponds to the ambient humidity in a printing house in which the paper web is to be processed.
  • the roller stored there can be rotated by a drive, not shown. This has the advantage that the roll is evenly heated even when the temperature distribution inside the chamber 22 is not absolutely uniform.

Landscapes

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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Behandeln einer Materialbahn angegeben, die von einer Rolle (2) abgewickelt und durch mindestens einen Walzenspalt einer Walzenspaltanordnung (6, 7) geführt wird, und eine Vorrichtung zur Behandlung einer auf einer Rolle (2) aufgewickelten Materialbahn (3) mit einer Behandlungsstation (5), einer der Behandlungsstation vorgeschalteten Abwickelstation (11) und einem der Abwickelstation (11) vorgeschalteten Rollenmagazin (15), das mindestens einen Speicherplatz aufweist, Bei der Bearbeitung von Materialbahnrollen entstehen durch die Wartezeiten ungleichmäßige Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsverteilungen in der Rolle, die zu einer Verungleichmäßigung des Bearbeitungsergebnisses in der Bearbeitungsstation führen. Dies soll mit der vorliegenden Erfindung geändert werden. Hierzu wird die noch auf der Rolle (2) befindliche Warenbahn (3) vor dem Abwickeln für eine vorbestimmte Mindestzeitdauer einer vorbestimmten Umgebungsatmosphäre ausgesetzt. Der Speicherplatz (18) ist hierzu in einer Kammer (22) angeordnet ist, deren Atmosphäre auf eine vorgegebene Temperatur und/oder eine vorgegebene Feuchtigkeit einstellbar ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln einer Materialbahn, die von einer Rolle abgewickelt und durch mindestens einen Walzenspalt einer Walzenspaltanordnung geführt wird, und eine Vorrichtung zur Behandlung einer auf einer Rolle aufgewickelten Materialbahn mit einer Behandlungsstation, einer der Behandlungsstation vorgeschalteten Abwickelstation und einem der Abwickelstation vorgeschalteten Rollenmagazin, das mindestens einen Speicherplatz aufweist.
  • Für die folgende Erläuterung der Erfindung wird beispielhaft Papier als Material verwendet. Das Verfahren und die Vorrichtung sind jedoch auch für andere Materialien verwendbar.
  • Papier, das in einer Papiermaschine erzeugt wird, wird zu großen Rollen mit Durchmessern von bis zu mehreren Metern, beispielsweise 3 m, und Längen von ebenfalls mehreren Metern, beispielsweise 10 m, aufgewickelt. Das Papier hat zu diesem Zeitpunkt eine Temperatur von 40° bis 70°C und eine bestimmte Feuchtigkeit. Vor der Weiterverarbeitung, z.B. der Satinage in einem Off-Line-Kalander, der hier die Behandlungsstation darstellen soll, kühlt die Rolle normalerweise auf die Umgebungstemperatur ab. Allerdings erfolgt die Abkühlung nicht gleichmäßig über den gesamten Rollenquerschnitt. Vielmehr setzt die Abkühlung an den äußeren Lagen der Rolle und an den Stirnseiten ein und setzt sich erst allmählich nach innen fort. In der Rolle entsteht also ein Temperaturgradient, der hauptsächlich von innen nach außen gerichtet ist, aber auch gewisse Komponenten in Axialrichtung der Rolle aufweist.
  • Der Trend zu einem immer schnelleren Durchsatz der Rollen durch die Papierfabrik führt nun dazu, daß man nicht mehr abwarten kann, bis die Temperatur der Rolle vollständig ausgeglichen ist. Vielmehr wird die Rolle bereits nach einer mehr oder weniger kurzen Wartezeit einer Weiterbehandlung zugeführt, beispielsweise der erwähnten Satinage. Hier wird die Papierbahn dann unter Druck durch mindestens einen Walzenspalt geleitet. In vielen Fällen ist eine der den Walzenspalt bildenden Walzen beheizt. Hierzu wird vielfach ein flüssiger Wärmeträger verwendet, der durch die Walze hindurchgeführt wird.
  • Das Temperaturgefälle über den Radius der Materialbahnrolle hat nun zur Folge, daß sich beim Zuführen der Materialbahn in den Kalander die Temperatur der Bahn ständig ändert. Sie nimmt nämlich mit zunehmender Abwickellänge zu. Da die Oberflächentemperaturen der Kalanderheizwalzen konstant gehalten werden, ändert sich das Satinageergebnis über die Papierbahnlänge. Der gleiche Effekt läßt sich, wenn auch nicht in dem Ausmaß, in eine Richtung quer zur Materialbahn beobachten. Gelegentlich treten an den Rändern, die schon stärker abgekühlt sind als der mittlere Bereich, andere Satinageeffekte auf, die mit anderen Maßnahmen beseitigt werden müssen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Behandlungsergebnis zu vergleichmäßigen.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die noch auf der Rolle befindliche Warenbahn vor dem Abwickeln für eine vorbestimmte Mindestzeitdauer einer vorbestimmten Umgebungsatmosphäre ausgesetzt wird.
  • Man kann nun die Umgebungsatmosphäre so einstellen, daß die Abkühlung der Materialbahn verhindert bzw. die Ungleichmäßigkeit bei der Temperaturverteilung innerhalb der Rolle wieder rückgängig gemacht wird. Hierdurch läßt sich erreichen, daß der Walzenspaltanordnung eine Materialbahn zugeführt wird, deren Temperatur sich praktisch nicht ändert, allenfalls in einem sehr geringen Maße, das weitaus geringer ist als dies bisher zu beobachten war. Damit läßt sich bei ansonsten unveränderten Parametern eine wesentlich gleichmäßigere Behandlung der Materialbahn im Walzenspalt über die gesamte Abwickellänge sicherstellen. Dies führt dann dazu, daß in einem späteren Verarbeitungsstadium, beispielsweise beim Bedrucken der Materialbahn, ebenfalls gleichmäßigere Ergebnisse erzielt werden können.
  • Vorzugsweise weist die vorbestimmte Umgebungsatmosphäre eine gegenüber der normalen Umgebung erhöhte Temperatur und/oder Feuchtigkeit auf. Die Temperatur kann so eingestellt werden, daß sie der gewünschten Temperatur der Rolle entspricht. Sie kann aber auch so eingestellt werden, daß sie der Temperatur der Materialbahn am Ausgang der Produktionsmaschine, beispielsweise der Papiermaschine, entspricht. Das gleiche gilt für die Feuchtigkeit. Sollte die Rolle schon stärker ausgekühlt sein, kann man die Temperatur auch etwas über diesen Wert hin anheben, um ein schnelleres Durchwärmen der Rolle zu erreichen.
  • Vorzugsweise weist die Umgebungsatmosphäre eine Temperatur und/oder Feuchtigkeit auf, die im wesentlichen der Temperatur und/oder Feuchtigkeit im Innern der Rolle entspricht. Diese Temperatur kann beispielsweise durch im Innern der Rolle auf dem Rollenkern angeordnete Meßfühler ermittelt werden. Sie kann aber auch, wie dies bereits oben erwähnt worden ist, dadurch bestimmt werden, daß man die Temperatur der Bahn am Ausgang der Produktionsmaschine oder einer anderen der Behandlung vorgeschalteten Bearbeitungsmaschine mißt. Man kann hierbei nämlich in erster Näherung davon ausgehen, daß diese Temperatur der Kerntemperatur der Rolle entspricht. Das gleiche gilt auch für ihre Feuchtigkeit. Die Rolle gibt über ihre Oberfläche laufend Feuchtigkeit ab, so daß auch ein Feuchtigkeitsgradient entsteht, der mit Hilfe der Umgebungsatmosphäre kompensiert werden kann.
  • Hierbei ist bevorzugt, daß die Rolle auf dem Speicherplatz gedreht wird. Damit besteht nicht die Gefahr, daß durch eine möglicherweise ungleichmäßige Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsverteilung in der Umgebung des Speicherplatzes eine einseitige Beaufschlagung der Rolle mit diesen vom Durchschnitt abweichenden Werten erfolgt. Vielmehr wird die Rolle durch ihre Bewegung gleichmäßig erwärmt und/oder befeuchtet.
  • Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Speicherplatz in einer Kammer angeordnet ist, deren Atmosphäre auf eine vorgegebene Temperatur und/oder eine vorgegebene Feuchtigkeit einstellbar ist.
  • Dadurch, daß der Speicherplatz von einem Gehäuse umschlossen ist, weist die Kammer nur ein begrenztes Volumen auf, das leicht klimatisierbar ist. Der Energieaufwand wird dadurch relativ klein gehalten. Die Arbeitsatmosphäre für die Arbeiter in der Umgebung der Behandlungsstation wird dadurch nicht negativ beeinflußt. Dennoch kann in der Kammer mit Hilfe der eingestellten Atmosphäre eine gleichmäßige Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsverteilung in der Rolle erzielt werden.
  • Vorzugsweise weist die Behandlungsstation eine fluidgespeiste Heizung mit Vorlaufleitung und Rücklaufleitung auf, und eine der beiden Leitungen, insbesondere die Rücklaufleitung, ist vorzugsweise über eine Nebenstromleitung mit einer Kammerheizung verbunden. Wie eingangs erwähnt, werden vielfach beheizte Kalanderwalzen zur Behandlung der Materialbahn verwendet. Die Heizflüssigkeit gibt hierbei die Wärme nicht vollständig an die Kalanderwalzen ab, sondern wird mit einer nach wie vor recht hohen Temperatur wieder zu ihrer Heizeinrichtung zurückgeführt. Ein Teil dieser Restwärme in der Heizflüssigkeit wird nun ausgenutzt, um die Kammer zu beheizen. Über die Nebenstromleitung kann man das Ausmaß der Beheizung einstellen. Gegebenenfalls kann man den Anteil der durch die Nebenstromleitung fließenden Flüssigkeit einstellen.
  • Vorzugsweise weist die Kammerheizung einen Ventilator auf. Der Ventilator führt zu einer erzwungenen Luftbewegung, so daß die Luft an der Kammerheizung vorbeigeführt wird. Mit dieser einfachen Maßnahme läßt sich in kurzer Zeit eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung in der Kammer sicherstellen.
  • Hierbei ist besonders bevorzugt, daß eine Luftbefeuchtungsvorrichtung in Verbindung mit der Kammerheizung vorgesehen ist. Die Erhöhung der Temperatur in der Kammer führt in der Regel zu einem Absenken der relativen Luftfeuchtigkeit und damit zu der Gefahr, daß die Rolle an ihrer Außenseite in einem nicht gewünschten Maß austrocknet. Die Luftbefeuchtungseinrichtung kann nun zum einen dazu verwendet werden, diese Erscheinung zu kompensieren. Zum anderen ist es aber damit auch möglich, mit der Luftbefeuchtungseinrichtung dafür Sorge zu tragen, daß der Rolle Feuchtigkeit zugeführt wird, die dann von außen nach innen vordringt, um die Feuchtigkeit innerhalb der Rolle wieder gleichmäßiger zu gestalten.
  • Mit Vorteil weist die Kammer mindestens eine verschließbare Öffnung auf. Über diese Öffnung bzw. diese Öffnungen kann die Rolle in die Kammer eingeführt und von ihr entnommen werden. Dadurch, daß die Öffnungen verschließbar sind, wird die Umgebungsatmosphäre in der Kammer festgehalten. Der Energieverlust ist relativ gering. Die Einstellung der Gleichmäßigkeit der Umgebungsatmosphäre und der gewünschten Temperatur wird stark vereinfacht. Störungen von außen werden weitgehend vermieden.
  • Vorzugsweise ist hierbei eine Öffnung durch eine von der Rolle bewegbare Vorhanganordnung verschlossen. Sobald die Rolle durch die Öffnung hindurchtritt, schiebt sie den Vorhang zur Seite oder in eine andere Richtung, wodurch die Öffnung freigegeben wird. Nachdem Durchtritt der Rolle fällt der Vorhang, z.B. aufgrund der Schwerkraft, wieder in seine ursprüngliche Lage zurück, in der er die Öffnung verschließt.
  • Alternativ oder zusätzlich dazu kann zum Verschließen der Öffnung ein Rolltor vorgesehen sein. Dieses Rolltor erfordert zwar einen mechanischen Antrieb. Es schließt aber Öffnung mit einer größeren Zuverlässigkeit.
  • Auch ist bevorzugt, daß das Rollenmagazin vor der Kammer mindestens einen weiteren Speicherplatz aufweist. Dieser Speicherplatz dient dann zum Einlegen von Materialbahnrollen in das Rollenmagazin. Die Bewegung der Rolle innerhalb des Rollenmagazins ist in den meisten Fällen einfacher als das Einbringen in das Rollenmagazin. Dementsprechend sind auch die Zeiten zum Beschicken der Kammer kürzer als beim Einlegen der Rolle direkt in die Kammer. Die zum Beladen verwendete Öffnung der Kammer muß daher auch nur für eine kürzere Zeit offengehalten werden, was den Energieverlust klein hält.
  • Vorzugsweise erfolgt der Transport der Rolle in die Kammer im wesentlichen horizontal. Hierbei sind Abweichungen von der exakten Horizontalen natürlich möglich. Die Bewegungsrichtung hat aber den Vorteil, daß die Öffnungen im wesentlichen vertikal verlaufen können, so daß auch beim Öffnen der Kammer nur wenig Wärme durch aufsteigende Luft verloren gehen kann.
  • Vorzugsweise weist das Rollenmagazin eine geneigte Lagerflächenanordnung auf, die durch die Kammer geführt ist und Haltevorrichtungen zumindest für den Speicherplatz in der Kammer und gegebenenfalls für den Speicherplatz unmittelbar vor der Kammer aufweist. Der Rollentransport in die Kammer hinein und gegebenenfalls aus ihr heraus erfolgt dann unter der Wirkung der Schwerkraft. Die Rolle rollt dann auf einer schrägen Ebene ab. Hierdurch lassen sich relativ kurze Beschickungszeiten realisieren. In der Kammer wird die Rolle dann durch eine Haltevorrichtung angehalten. Die Haltevorrichtung an dem Speicherplatz unmittelbar vor der Kammer dient dazu, daß die vor der Kammer wartende Rolle nicht an den Teilen anliegt, die die Beladeöffnung der Kammer verschließen. Auf diese Weise wird die Bewegung dieser Teile nicht behindert.
  • Auch ist bevorzugt, daß der Speicherplatz in der Kammer und gegebenenfalls der Speicherplatz unmittelbar vor der Kammer mit je einer Rollenbeschleunigungseinrichtung versehen ist. Diese Rollenbeschleunigungseinrichtung dient wiederum dazu, die Be- und Entladezeiten für die Kammer zu verkürzen. Die Öffnungen müssen dementsprechend nur für eine geringere Zeit offengehalten werden. Der Rolle steht eine längere Zeit zur Verfügung, in der sie sich in der Kammer aufhalten kann. Die Umgebungsatmosphäre in der Kammer hat dementsprechend die maximal mögliche Zeit zur Verfügung, um auf die Rolle zu wirken.
  • In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Bearbeitungsstation von einem Gehäuse umschlossen ist, wobei eine Leitung vorgesehen ist, die das Innere des Gehäuses mit dem Inneren der Kammer und/oder der Kammerheizung verbindet. Damit lassen sich in der Bearbeitungsstation und in der Kammer die gleichen Umgebungsbedingungen herstellen. Wenn, wie dies oft der Fall ist, die Bearbeitungsstation eine beheizbare Walze oder ein anderes beheiztes Element aufweist, kann man die Abwärme nicht nur über die Rücklaufleitung, sondern direkt über die Atmosphäre der Kammer zuführen. Auch dies bringt eine erhebliche Energieeinsparung mit sich.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur hierin zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Behandeln von Materialbahnrollen.
  • Eine Vorrichtung 1 zum Behandeln einer auf eine Rolle 2 aufgewickelten Materialbahn 3 weist eine durch einen Kalander 4 gebildete Behandlungsstation 5 auf. Der Kalander 4 weist zwei Walzenstapel 6, 7 mit jeweils drei Walzen auf. Jeder Walzenstapel 6, 7 bildet damit zwei Walzenspalte. Die mittlere Walze 8, 9 eines jeden Walzenstapels 6, 7 ist als Heizwalze ausgeführt. Über einen nicht näher dargestellten Vorlauf wird jeder Heizwalze 8, 9 ein flüssiges Heizmittel zugeführt. Das Heizmittel wird über einen Rücklauf 10 wieder abgeführt. Die Materialbahn 3 ist so durch den Kalander 4 geführt, daß jede Materialbahnseite mit einer Heizwalze 8, 9 in Berührung kommt.
  • Der Behandlungsstation 5 vorgeschaltet ist eine Abwickelstation 11, in der die Materialbahn 3 in Richtung eines Pfeiles 12 von der Rolle 2 abgewickelt wird. Die Abwickelstation 11 weist eine an sich bekannte Handhabungseinrichtung 13 für die Handhabung von Rollenkernen 14 auf, die das Innere einer jeden Rolle 2 bilden.
  • Der Abwickelstation 11 vorgeschaltet ist ein Rollenmagazin 15 mit mehreren Speicherplätzen 16, 17, 18. Die Speicherplätze sind auf einer geneigten Schiene 19 angeordnet, auf der die Rollen 2 mit ihren Wellenstummeln aufliegen. Auf der Schiene 19 können die Rollen 2 unter der Wirkung der Schwerkraft in Richtung auf die Abwickelstation 11 rollen, wobei die Neigung relativ gering ist, die Rollen sich also im wesentlichen noch horizontal bewegen. Zum Abbremsen der Rollen 2 in den jeweiligen Speicherplätzen und zum Beschleunigen der Rolle aus den jeweiligen Speicherplätzen heraus sind nur schematisch dargestellte Halte- und Beschleunigungseinrichtungen 20 vorgesehen. Dies gilt zumindest für den letzten und vorletzten Speicherplatz 18, 17 im Rollenmagazin 15.
  • Der letzte Speicherplatz 18 im Rollenmagazin 15, also der Speicherplatz, der der Abwickelstation 11 benachbart ist, ist von einem Gehäuse 21 umgeben. Das Gehäuse 21 schließt eine Kammer 22 ein. Das Gehäuse 21 weist eine durch ein Rolltor 23 verschließbare Beladeöffnung 24 und eine ebenfalls durch ein Rolltor 25 verschließbare Entladeöffnung 26 auf. Anstelle der Rolltore 23, 25 können auch andere Mittel zum Verschließen der Öffnungen 24, 26 verwendet werden, beispielsweise Vorhanganordnungen, die nicht, wie die Rolltore 23, 25, einen eigenen Antrieb benötigen, sondern von der Rolle 2 selbst zur Seite geschoben werden können.
  • Die Kammer 22 ist klimatisierbar, d.h. die Luft oder Atmosphäre in der Kammer 22 läßt sich im Hinblick auf Temperatur und Feuchtigkeit auf vorbestimmte Werte einstellen. Gegebenenfalls kann man auch auf eine Einstellung der Feuchtigkeit verzichten.
  • Zur Einstellung der Temperatur ist eine Heizeinrichtung 27 vorgesehen. Die Heizeinrichtung 27 wird durch einen Teil der Rücklaufleitung 10 von den Heizwalzen 8, 9 gebildet, der als Nebenstromleitung mäanderförmig 0durch die Kammer 22 geführt ist. Zur Einstellung der Menge an Heizflüssigkeit, die durch die Kammer 22 geführt wird, ist ein Ventil 29 vorgesehen. In nicht dargestellter Weise kann das Ventil 29 durch eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der in der Kammer 11 herrschenden Temperatur geregelt werden.
  • Ferner weist die Heizeinrichtung 27 einen Ventilator 30 auf, der Luft zwangsweise an der Nebenstromleitung 28 vorbeiführt, um sie zu erwärmen. Der Ventilator 30 führt gleichzeitig zu einer gleichmäßigen Verteilung der erwärmten Luft in der Kammer 22, so daß die Rolle 2 im wesentlichen gleichmäßig von allen Seiten der erwärmten Luft ausgesetzt ist. Ferner ist eine Luftbefeuchtungseinrichtung 31 vorgesehen, durch die die vom Ventilator 30 geförderte Luft strömen muß. Über die Luftbefeuchtungseinrichtung 31 läßt sich die relative Luftfeuchtigkeit in der Kammer 22 einstellen.
  • Auch die Behandlungsstation 5 ist mit einem schematisch dargestellten Gehäuse 32 versehen. Dieses Gehäuse 32 weist eine Zugangsöffnung 33 und eine Abgangsöffnung 34 für die Materialbahn 3 auf. Diese beiden Öffnungen 33 und 34 müssen permanent offen bleiben. Ferner sind verschließbare Öffnungen 35, 36 vorgesehen, die so groß sind, daß mit Hilfe eines schematisch dargestellten Kranes 37 oder einer anderen Hilfe die Walzen der Walzenstapel 6, 7 ausgetauscht werden können. Die Öffnungen 35, 36 sind durch Rolltore 38, 39 verschlossen. Es können aber auch Schiebe-, Klapp- oder andere Tore verwendet werden. Die Zugangsmöglichkeit ist hier nicht so kritisch, weil die Walzen der Walzenstapel 6, 7 seltener gewechselt werden müssen als die Rollen 2 in der Abwickelstation 11.
  • Das Gehäuse 32 ist wärmegedämmt. Es dient hauptsächlich dazu, die Abstrahlung der von den Heizwalzen 8, 9 abgegebenen Wärme zu begrenzen. Diese Walzen arbeiten durchaus mit Heizleistungen im Bereich von 20 kW pro Meter Walzenlänge. Der Energieaufwand und die damit einhergehenden Energieverluste sind damit erheblich. Durch die Einkapselung mit Hilfe des Gehäuses 32 können die Verluste drastisch gesenkt werden.
  • Wenn der Kalander 5 nicht, wie dargestellt, on-line betrieben wird, sondern in-line, kann das Gehäuse 32 auch durch eine Verlängerung der Einkapselung der vorangehenden Trockenpartie der Papiermaschine gebildet werden.
  • Das Gehäuse 32 ist ferner mit einer schematisch dargestellten Dampferzeugungsvorrichtung 40 versehen, die über drei Einspeisedüsen 41, 42, 43 Dampf in das Innere des Gehäuses 32 bläst. Das Gehäuse 32 hat damit sozusagen die Funktion eines überdimensionalen Dampfbefeuchters. Die durch das Gehäuse 32 laufende Materialbahn 3 wird damit nicht nur dem Druck und der Temperatur in den Walzenspalten der Walzenstapel 6, 7 ausgesetzt, sondern auch der entsprechend höheren Temperatur und Feuchtigkeit der Atmosphäre innerhalb des Gehäuses 32. Die Feuchtigkeit der Materialbahn 3 kann mit Hilfe eines Meßgerätes 44 gemessen werden, das mit der Dampferzeugungsvorrichtung 40 verbunden ist und diese steuert. Damit ergibt sich eine geschlossene Regelschleife zur Steuerung der Feuchtigkeit der Materialbahn. Das Innere des Gehäuses 32 ist über eine Leitung 45, in der gegebenenfalls eine Fördereinrichtung 46 vorgesehen sein kann, mit dem Inneren der Kammer 22 verbunden. Über die Leitung 45 ist also ein Transport von Atmosphäre von der Bearbeitungsstation 5 in die Kammer 22 möglich. Auf diese Weise kann die von den Heizwalzen 8, 9 abgegebene Energie auch zur Heizung der Kammer 22 genutzt werden. Wenn die Dampferzeugungseinrichtung 40 die Atmosphäre im Gehäuse 32 entsprechend anfeuchtet, kann diese Feuchtigkeit auch mit in die Kammer 22 übertragen werden.
  • Die Vorrichtung 1 arbeitet wie folgt:
    Auf den ersten Speicherplatz 16 des Rollenmagazins 15 wird eine Rolle 2 abgelegt, beispielsweise mit Hilfe eines Kranes oder eines Hubfahrzeugs. Jedesmal, wenn eine Rolle 2 in der Abwickelstation 11 abgewickelt worden ist, wofür durchaus Zeiten im Bereich von 1 bis 2 Stunden benötigt werden, rückt die Rolle 2 im Rollenmagazin 15 einen Speicherplatz weiter nach rechts und gelangt schließlich in die Kammer 22. Hier wird die Rolle mit erhöhter Temperatur bzw. einer erhöhten Feuchtigkeit beaufschlagt, so daß die Temperaturverteilung, die sich beim Lagern im Rollenmagazin 15 verungleichmäßigt hat, wieder vergleichmäßigt wird. Beim Abwickeln in die Abwickelstation 11 wird also einer über die Länge und die Breite relativ gleichmäßig temperierte Rolle abgewickelt und der Behandlungsstation 5 zugeführt. In der Behandlungsstation 5 wird die Materialbahn 3 nicht nur einem erhöhten Druck und einer erhöhten Temperatur in den Walzenspalten der Walzenstapel 6, 7 ausgesetzt, sondern auch der erhöhten Feuchtigkeit, die durch die Dampferzeugungseinrichtung 40 hervorgerufen worden ist. Die Feuchtigkeit wird mit Hilfe des Meßgeräts 44 geregelt, beispielsweise auf einen Wert, der der Umgebungsfeuchtigkeit in einer Druckerei entspricht, in der die Papierbahn verarbeitet werden soll.
  • Während des Wartens in der Kammer 22 kann die dort lagernde Rolle durch einen nicht näher dargestellten Antrieb gedreht werden. Dies hat den Vorteil, daß die Rolle auch dann gleichmäßig erwärmt wird, wenn die Temperaturverteilung im Innern der Kammer 22 nicht absolut gleichmäßig ist.

Claims (16)

  1. Verfahren zum Behandeln einer Materialbahn, die von einer Rolle abgewickelt und durch mindestens einen Walzenspalt einer Walzenspaltanordnung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die noch auf der Rolle befindliche Warenbahn vor dem Abwickeln für eine vorbestimmte Mindestzeitdauer einer vorbestimmten Umgebungsatmosphäre ausgesetzt wird.
  2. Verfahren nach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Umgebungsatmosphäre eine gegenüber der normalen Umgebung erhöhte Temperatur und/oder Feuchtigkeit aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgebungsatmosphäre eine Temperatur und/oder Feuchtigkeit aufweist, die im wesentlichen der Temperatur und/oder Feuchtigkeit im Innern der Rolle entspricht.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle auf dem Speicherplatz gedreht wird.
  5. Vorrichtung zur Behandlung einer auf einer Rolle aufgewickelten Materialbahn mit einer Behandlungsstation, einer der Behandlungsstation vorgeschalteten Abwickelstation und einem der Abwickelstation vorgeschalteten Rollenmagazin, das mindestens einen Speicherplatz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherplatz (18) in einer Kammer (22) angeordnet ist, deren Atmosphäre auf eine vorgegebene Temperatur und/oder eine vorgegebene Feuchtigkeit einstellbar ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsstation (5) eine fluidgespeiste Heizung mit Vorlaufleitung und Rücklaufleitung (10) aufweist und die eine der beiden Leitungen, insbesondere die Rücklaufleitung (10), vorzugsweise über eine Nebenstromleitung (28) mit einer Kammerheizung (27) verbunden ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerheizung (27) einen Ventilator aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Luftbefeuchtungsvorrichtung (31) in Verbindung mit der Kammerheizung (27) vorgesehen ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (22) mindestens eine verschließbare Öffnung (24, 26) aufweist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung durch eine von der Rolle (2) bewegbare Vorhanganordnung verschlossen ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschließen der Öffnung (24, 26) ein Rolltor (23, 25) vorgesehen ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollenmagazin (15) vor der Kammer (22) mindestens einen weiteren Speicherplatz (17) aufweist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Transport der Rolle (2) in die Kammer (22) im wesentlichen horizontal erfolgt.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollenmagazin (15) eine geneigte Lagerflächenanordnung (19) aufweist, die durch die Kammer (22) geführt ist und Haltevorrichtungen (20) zumindest für den Speicherplatz (18) in der Kammer (22) und gegebenenfalls für den Speicherplatz (17) unmittelbar vor der Kammer (22) aufweist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherplatz (18) in der Kammer (22) und gegebenenfalls der Speicherplatz (17) unmittelbar vor der Kammer (22) mit je einer Rollenbeschleunigungseinrichtung (20) versehen ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsstation (5) von einem Gehäuse (32) umschlossen ist, wobei eine Leitung (45) vorgesehen ist, die das Innere des Gehäuses (32) mit dem Inneren der Kammer (22) und/oder der Kammerheizung (27) verbindet.
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