EP0931877B1 - Kalender für eine Bahn, insbesondere Papierbahn - Google Patents

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EP0931877B1
EP0931877B1 EP98123326A EP98123326A EP0931877B1 EP 0931877 B1 EP0931877 B1 EP 0931877B1 EP 98123326 A EP98123326 A EP 98123326A EP 98123326 A EP98123326 A EP 98123326A EP 0931877 B1 EP0931877 B1 EP 0931877B1
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EP
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roll
rolls
calender
rollers
web
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EP0931877A3 (de
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Franz Kayser
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Voith Patent GmbH
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Voith Paper Patent GmbH
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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

Definitions

  • the invention relates to a calender for a Web, in particular paper web, with the characteristics of Preamble of claim 1.
  • Such a calender is known from US 4,471,690 A.
  • the calender is shown here with five rolls, their Axes lie in a horizontal plane.
  • the middle roller is firm.
  • the outer two Rollers are mounted on levers, each lever with Can be pivoted with the help of an air cylinder that the rollers on one side lie against each other.
  • the calender is operated so that either the rollers on one side of the fixed roller or the rollers closed on the other side of the fixed roller Form nips through which a paper web is passed can be.
  • Calenders of the usual design have a stack rollers arranged one above the other with a horizontal axis on. They are used to treat paper, cardboard, Plastic film and similar material.
  • the nip are either by hard rolling or - in particular in paper finishing - on one side through a hard roller and on the other side limited a soft roller.
  • the line load in the On the one hand roll nips are created by hydraulic power transmitters, who attack one end roller and the other determined by the weight of the rollers. The line load and therefore the compressive stress increases from the top down to. This means that the range of variation of the forces which can be applied by the force transmitters are proportional is small. There is an upper limit, because the web material in the lowest gap is too heavily loaded becomes. There is an upper limit because the web material in the top gap no deformation learns more.
  • the end rolls are as Bending adjustment rollers executed and the center rollers on Levers mounted on the devices for force application attack.
  • the rollers are designed so that the natural ones created by gravity Bending lines are essentially the same.
  • the gap load caused by the masses of the center rolls and the associated auxiliary devices is through the devices for force introduction in essentially completely canceled. Theoretically can this eliminates the entire influence of gravity become. In practice, however, it prepares extraordinary Difficulties in meeting the above conditions. Not all rollers have approximately the same inherent deflection due to their own weight, it occurs in the company to higher pressure loads on the roller edges or in the middle of the roller.
  • the from DE 26 03 484 A1 or DE 26 03 485 A1 known calenders the rolls with horizontal Axis arranged side by side so that the Weight influence of the rollers on the line load completely eliminated.
  • the rollers are held in bearing blocks, that can be moved along a guide.
  • One end roller is stationary, the other is made by force transducers in the form of piston-cylinder units towards the other end roller. This calender is used in all nips the same line load.
  • US 4,519,757 A shows a calender with five rolls, their axes side by side in a horizontal plane are arranged.
  • the two outer rollers are on levers stored and by means of force introduction applied.
  • the middle roller is fixed.
  • the between the middle roller and the outer roller Roller intermediate rollers are each on sliding guides stored.
  • the invention has for its object a calender of the type described in the introduction, which in the individual nips with different Line load can be operated.
  • the desired line load can be set by the Lever loaded by means of the force introduction devices become. These devices are used although for its well-known purpose, namely weight relief, are not required.
  • the end Bending adjustment rollers support the adjustment the line load and, in particular, allow a leveling in the direction of the web width.
  • the devices to apply force are bilateral. In in one direction of action they serve to generate line load or increase, in the other direction the line load reduction and if necessary a quick separation of the rollers.
  • each for the rollers Drives are provided, the side bends prevent the rollers. Such bends occur whenever there is a single driven roller takes the other rollers with friction.
  • a horizontal solution is a particularly simple solution Swivel axis provided around which the frame by 90 ° is pivotable.
  • At least one winding station connected to the frame via a joint support is.
  • the winding station and the calender therefore become one pivoted.
  • At least one stationary winding station a winding with horizontal Has axis and between it and the roll stack at least one guide roller arranged with a horizontal axis which is only off when the frame is moved the rest position in the operating position from the train is contacted. Only the calender is needed here to be pivoted.
  • the calender has a stack of eight rollers 7 to 14, side by side in one horizontal plane are arranged.
  • the two end rollers 7 and 14 are bend adjustment rollers like this by hydraulically actuated support elements 15 and 16 is indicated.
  • the middle rolls have two heatable ones Rolls 9 and 12 made of chilled cast iron with peripherally arranged Heating medium channels 17 and four with an elastic Coated rollers 8, 10, 11 and 13.
  • a Paper web 18 passes through the nips thus formed deflected by a plurality of guide rollers 19.
  • the end roller 7 is supported on the frame 1.
  • the end roller 14 is by force transducer 20 in the form of piston-cylinder units towards the other end roller 7 charged. This results in a basic line load in the Gaps between the individual rollers.
  • All middle rollers 8 to 13 are supported by levers 21, which are pivotable about horizontal axes 22, and by means 23 in the form of piston-cylinder units, which are effective on both sides. Moreover each of the rollers 7 to 14 has its own Drive, which is not shown in the drawing.
  • the support 2 has a horizontal pivot axis 25, by which he moves from the operating position through 90 ° to a rest position is pivotable so that the frame 1 together can be pivoted with the winding stations 3 and 5. In this rest position can the paper web 18 in the usual Can be drawn in from top to bottom.
  • the paper web 118 has a variety guided by guide rollers 119.
  • rollers and their equipment can also be chosen differently than in the illustrated embodiments.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kalander für eine Bahn, insbesondere Papierbahn, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein derartiger Kalander ist aus US 4 471 690 A bekannt. Der Kalander ist hier mit fünf Walzen dargestellt, deren Achsen in einer horizontalen Ebene liegen. Die mittlere Walze ist fest. Die jeweils äußeren beiden Walzen sind an Hebeln gelagert, wobei jeder Hebel mit Hilfe eines Luftzylinders so verschwenkt werden kann, daß die Walzen einer Seite aneinander liegen. Der Kalander wird so betrieben, daß entweder die Walzen auf der einen Seite der feststehenden Walze oder die Walzen auf der anderen Seite der feststehenden Walze geschlossene Nips bilden, durch die eine Papierbahn geführt werden kann.
Kalander der üblichen Bauart weisen einen Stapel aus übereinander angeordneten Walzen mit horizontaler Achse auf. Sie dienen der Behandlung von Papier, Pappe, Kunststoff-Folie und ähnlichem Material. Die Walzenspalte sind entweder durch harte Walzen oder - insbesondere bei der Papierveredelung - auf der einen Seite durch eine harte Walze und auf der anderen Seite durch eine weiche Walze begrenzt. Die Streckenlast in den Walzenspalten wird zum einen durch hydraulische Kraftgeber, die an einer Endwalze angreifen, und zum anderen durch das Gewicht der Walzen bestimmt. Die Streckenlast und damit die Druckspannung nimmt daher von oben nach unten zu. Dies bedeutet, daß der Variationsbereich der von den Kraftgebern aufbringbaren Kräfte verhältnismäßig klein ist. Eine Begrenzung nach oben ergibt sich, weil das Bahnmaterial im untersten Spalt zu stark belastet wird. Eine Begrenzung nach oben ergibt sich, weil das Bahnmaterial im obersten Spalt keine Verformung mehr erfährt.
Bei einem Kalander dieser üblichen Art, wie er in WO 95/14813 beschrieben ist, sind die Endwalzen als Biegeeinstellwalzen ausgeführt und die Mittelwalzen an Hebeln gelagert, an denen Vorrichtungen zur Krafteinleitung angreifen. Die Walzen sind so ausgelegt, daß die durch die eigene Schwerkraft erzeugten natürlichen Biegelinien im wesentlichen gleich sind. Ferner wird die Spaltbelastung, die durch die Massen der Mittelwalzen und der zugehörigen Hilfseinrichtungen erzeugt wird, durch die Vorrichtungen zur Krafteinleitung im wesentlichen vollständig aufgehoben. Theoretisch kann hierdurch der gesamte Schwerkrafteinfluß ausgeschaltet werden. Praktisch bereitet es aber außerordentliche Schwierigkeiten, die genannten Bedingungen zu erfüllen. Haben nämlich nicht alle Walzen etwa die gleiche Eigendurchbiegung durch ihr Eigengewicht, kommt es im Betrieb zu höheren Druckbelastungen an den Walzenrändern oder in der Walzenmitte.
Im Gegensatz hierzu sind bei dem aus DE 26 03 484 A1 oder DE 26 03 485 A1 bekannten Kalander die Walzen mit horizontaler Achse nebeneinander angeordnet, so daß der Gewichtseinfluß der Walzen auf die Streckenlast vollständig entfällt. Die Walzen sind in Lagerblöcken gehalten, die längs einer Führung verschoben werden können. Die eine Endwalze ist ortsfest gelagert, die andere wird durch Kraftgeber in der Form von Kolben-Zylinder-Einheiten in Richtung auf die andere Endwalze belastet. Bei diesem Kalander herrscht in allen Walzenspalten die gleiche Streckenlast.
US 4 519 757 A zeigt einen Kalander mit fünf Walzen, deren Achsen in einer horizontalen Ebene nebeneinander angeordnet sind. Die beiden äußeren Walzen sind an Hebeln gelagert und durch Vorrichtungen zur Krafteinleitung beaufschlagt. Die mittlere Walze liegt fest. Die zwischen der mittleren Walze und der jeweils äußeren Walze liegenden Zwischenwalzen sind jeweils auf Gleitführungen gelagert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kalander der eingangs beschriebenen Art anzugeben, der in den einzelnen Walzenspalten mit unterschiedlicher Streckenlast betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dieser Konstruktion kann in jedem Walzenspalt die gewünschte Streckenlast eingestellt werden, indem die Hebel mittels der Vorrichtungen zur Krafteinleitung belastet werden. Diese Vorrichtungen werden angewendet, obwohl sie für ihren bekannten Zweck, nämlich die Gewichtsentlastung, nicht erforderlich sind. Die endseitigen Biegeeinstellwalzen unterstützen die Einstellung der Streckenlast und ermöglichen insbesondere eine Vergleichmäßigung in Richtung der Bahnbreite. Die Vorrichtungen zur Krafteinleitung sind zweiseitig wirksam. In der einen Wirkungsrichtung dienen sie der Streckenlast-Erzeugung oder -Erhöhung, in der anderen Wirkungsrichtung der Streckenlast-Reduzierung und gegebenenfalls einer Schnelltrennung der Walzen.
Besonders günstig ist es, daß zur Erzeugung einer in allen Walzenspalten gleichen Grund-Streckenlast die eine Endwalze durch Kraftgeber in Richtung auf die andere Endwalze belastbar ist. Da das Walzengewicht für die Streckenlast keine Rolle spielt, kann die Grund-Streckenlast, die durch die Kraftgeber aufgebracht wird, innerhalb eines großen Bereichs frei gewählt werden. Insbesondere kann bereits im ersten Walzenspalt eine verhältnismäßig große Streckenlast vorherrschen. Da die Vorrichtungen zur Krafteinleitung lediglich Zusatzkräfte aufbringen müssen, können sie vergleichsweise klein ausgeführt werden.
Von Vorteil ist es auch, daß für die Walzen jeweils eigene Antriebe vorgesehen sind, die seitliche Ausbiegungen der Walzen verhindern. Solche Ausbiegungen treten immer dann auf, wenn eine einzige angetriebene Walze die anderen Walzen durch Friktion mitnimmt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß das die Walzen tragende Gestell aus einer Betriebsstellung, in der die Walzenachsen in der horizontalen Ebene liegen, in eine Ruhestellung verlagerbar ist, in der die Walzenachsen in einer vertikalen Eben übereinander angeordnet sind. In dieser Ruhestellung läßt sich die Materialbahn in üblicher Weise in die Walzenspalte einführen. Für den Betrieb wird dann der Kalander in die Betriebsstellung geschwenkt.
Als besonders einfache Lösung wird eine horizontale Schwenkachse vorgesehen, um die das Gestell um 90° schwenkbar ist.
Empfehlenswert ist es, daß mindestens eine Wickelstation über einen gemeinsamen Support mit dem Gestell verbunden ist. Wickelstation und Kalander werden daher gemeinsam verschwenkt.
Eine Alternative besteht darin, daß mindestens eine ortsfeste Wickelstation einen Wickel mit horizontaler Achse aufweist und zwischen ihr und dem Walzenstapel mindestens eine Leitwalze mit horizontaler Achse angeordnet ist, die erst beim Verlagern des Gestells aus der Ruhestellung in die Betriebsstellung von der Bahn kontaktiert wird. Hier braucht lediglich der Kalander verschwenkt zu werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1
schematisch einen erfindungsgemäßen Kalander in seiner Betriebsstellung von vorn,
Fig. 2
eine andere Ausführungsform eines Kalanders in seiner Ruhestellung und
Fig. 3
den Kalander der Fig. 2 in seiner Betriebsstellung.
Der Kalander der Fig. 1 weist ein Gestell 1 auf, welches Teil eines Supports 2 ist, der eine Abwickelstation 3 für einen Wickel 4 und eine Aufwickelstation 5 für einen Wickel 6 trägt. Der Kalander weist einen Stapel von acht Walzen 7 bis 14 auf, die nebeneinander in einer horizontalen Ebene angeordnet sind. Die beiden Endwalzen 7 und 14 sind Biegeeinstellwalzen, wie dies durch hydraulisch betätigbare Stützelemente 15 und 16 angedeutet ist. Bei den Mittelwalzen gibt es zwei beheizbare Walzen 9 und 12 aus Hartguß mit peripher angeordneten Heizmittelkanälen 17 und vier mit einem elastischen Belag versehene Walzen 8, 10, 11 und 13. Eine Papierbahn 18 durchläuft die so gebildeten Walzenspalte unter Umlenkung durch eine Vielzahl von Leitwalzen 19.
Die Endwalze 7 ist am Gestell 1 abgestützt. Die Endwalze 14 wird durch Kraftgeber 20 in der Form von Kolben-Zylinder-Einheiten in Richtung auf die andere Endwalze 7 belastet. Dies ergibt eine Grund-Streckenlast in den Spalten zwischen den einzelnen Walzen.
Alle Mittelwalzen 8 bis 13 werden von Hebeln 21 getragen, die um horizontale Achsen 22 schwenkbar sind, und durch Vorrichtungen 23 in der Form von Kolben-Zylinder-Einheiten, die zweiseitig wirksam sind, belastet. Außerdem besitzt jede der Walzen 7 bis 14 einen eigenen Antrieb, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Betrachtet man beispielsweise den Walzenspalt 24 zwischen den Walzen 7 und 8, so kann die durch die Kraftgeber 20 erzeugte Grund-Streckenlast durch Aufbringen einer Kraft mittels der zugehörigen Vorrichtung 23 in der einen Richtung zu einer Erhöhung der Streckenlast und in der anderen Richtung zu einer Verringerung der Streckenlast führen. Die letztgenannte Kraftrichtung kann auch zum Trennen der Walzen benutzt werden, wenn die Endwalze 14 ganz nach links gefahren wird und die übrigen Walzen jeweils über ein Stück des Wegs folgen.
Der Support 2 besitzt eine horizontale Schwenkachse 25, um die er aus der Betriebsstellung um 90° in eine Ruhestellung schwenkbar ist, so daß das Gestell 1 zusammen mit den Wickelstationen 3 und 5 verschwenkt werden. In dieser Ruhestellung kann die Papierbahn 18 in üblicher Weise von oben nach unten eingezogen werden.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 werden für entsprechende Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Unterschiedlich ist im wesentlichen, daß die Abwickelstation 103 und die Aufwickelstation 105 ortsfest angeordnet sind und nur das Gestell 101 des Kalanders um eine Schwenkachse 125 um 90° schwenkbar ist. Zur Aufwickelstation gehört noch ein Rollenschneider 126. Der Walzenstapel besteht aus den beiden Endwalzen 107 und 114, die wiederum als Biegeeinstellwalzen ausgebildet sind, und aus vier Mittelwalzen 108 bis 111, die an Hebeln 121 gelagert sind, welche um horizontale Schwenkachsen 122 schwenkbar und durch Vorrichtungen 123 zur Krafteinleitung belastbar sind.
Auch hier wird die Papierbahn 118 über eine Vielzahl von Leitwalzen 119 geführt. Speziell verwiesen sei auf eine Leitwalze 127, die erst wirksam wird, wenn das Kalandergestell 101 aus der Ruhestellung der Fig. 2 in die Betriebsstellung der Fig. 3 geschwenkt wird.
Die Anordnung der Walzen und ihre Ausstattung kann auch anders gewählt werden als in den veranschaulichten Ausführungsbeispielen.

Claims (7)

  1. Kalander für eine Bahn, insbesondere Papierbahn, mit einem Walzenstapel, der Walzen (7-14; 107-111, 114) aufweist, deren Achsen in einer horizontalen Ebene liegen, wobei die Mittelwalzen (8-13; 108-111) an Hebeln (21; 121) gelagert sind, an denen Vorrichtungen (23; 123) zur Krafteinleitung angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Endwalzen (7, 14; 107, 114) Biegeeinstellwalzen sind und die Vorrichtungen (23; 123) zur Krafteinleitung zweiseitig wirksam sind und in der einen Wirkungsrichtung der Streckenlast-Erzeugung oder -Erhöhung und in der anderen Wirkungsrichtung der Streckenlast-Reduzierung dienen.
  2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer in allen Walzenspalten gleichen Grund-Streckenlast die eine Endwalze (14; 114) durch Kraftgeber (20; 120) in Richtung auf die andere Endwalze (7; 107) belastbar ist.
  3. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Walzen (7 bis 14; 107 bis 111, 114) jeweils eigene Antriebe vorgesehen sind, die seitliche Ausbiegungen der Walze verhindern.
  4. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Walzen (7 bis 14; 107 bis 111, 114) tragende Gestell (1; 101) aus einer Betriebsstellung, in der die Walzenachsen in der horizontalen Ebene liegen, in eine Ruhestellung verlagerbar ist, in der die Walzenachsen in einer vertikalen Eben übereinander angeordnet sind.
  5. Kalander nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine horizontale Schwenkachse (25; 125), um die das Gestell (1; 101) um 90° schwenkbar ist.
  6. Kalander nach Anspruch 5 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Wickelstation (3, 5) über einen gemeinsamen Support (2) mit dem Gestell (1) verbunden ist.
  7. Kalander nach Anspruch 5 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine ortsfeste Wikkelstation (103, 105) einen Wickel (104, 106) mit horizontaler Achse aufweist und zwischen ihr und dem Walzenstapel mindestens eine Leitwalze (127) mit horizontaler Achse angeordnet ist, die erst beim Verlagern des Gestells (101) aus der Ruhestellung in die Betriebsstellung von der Bahn (118) kontaktiert wird.
EP98123326A 1997-12-23 1998-12-08 Kalender für eine Bahn, insbesondere Papierbahn Revoked EP0931877B1 (de)

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EP0931877A2 EP0931877A2 (de) 1999-07-28
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