EP0990070A1 - Calendar arrangement - Google Patents

Calendar arrangement

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EP0990070A1
EP0990070A1 EP99911737A EP99911737A EP0990070A1 EP 0990070 A1 EP0990070 A1 EP 0990070A1 EP 99911737 A EP99911737 A EP 99911737A EP 99911737 A EP99911737 A EP 99911737A EP 0990070 A1 EP0990070 A1 EP 0990070A1
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rollers
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calender arrangement
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Peter Svenka
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Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
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Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Kuesters Beloit GmbH and Co KG
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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
    • D21G1/002—Opening or closing mechanisms; Regulating the pressure
    • D21G1/0026—Arrangements for maintaining uniform nip conditions
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/0006—Driving arrangements

Abstract

The invention relates to a vertical calendar arrangement, comprising a bend-controlled upper roller (12) and a bend-controlled lower roller (20) as well as intermediate rollers (14, 16, 18) located between them. The upper roller (12) and the lower roller (20) are each provided with a power drive mechanism.

Description

Ka1anderanordnung Calender arrangement
Die Erfindung betrifft eine Kalanderanordnung.The invention relates to a calender arrangement.
Bei vertikalen Kalandern mit einer Mehrzahl von Walzen ist eine der Zwischenwalzen mit einem Hauptantrieb versehen und überträgt die Drehmomente auf alle anderen Walzen durch Tangentialkräfte reibschlüssig von einer auf die nächste Walze und über die zu behandelnde Bahn und die Walzenbezüge. Dies führt zu unerwünschten horizontalen Auslenkungen, d.h. zu Deformationen der Zwischenwalzen. Ferner werden die Bahnstruktur sowie die Walzenbezüge beeinträchtigt. Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht einen bekannten Off-line-Kalander, bei dem eine Zwischenwalze 2, das ist die Antriebswalze mit einem Hauptantrieb, angetrieben ist.In vertical calenders with a plurality of rolls, one of the intermediate rolls is provided with a main drive and frictionally transmits the torques to all other rolls by tangential forces from one to the next roll and over the web to be treated and the roll covers. This leads to undesirable horizontal deflections, i.e. to deformations of the intermediate rolls. Furthermore, the web structure and the roll covers are affected. Fig. 1 shows a schematic side view of a known off-line calender, in which an intermediate roller 2, that is the drive roller with a main drive, is driven.
Bei einem On-line-Kalander werden vor dem Einziehen der Papierbahn und bei geöffneten Nips alle mit der Papierbahn in Kontakt stehenden Walzen durch ihre Hilfsantriebe und die Antriebswalze mit dem Hauptantrieb auf eine Drehzahl beschleunigt, bei der die jeweilige Umfangsgeschwindigkeit der der Bahngeschwindigkeit des Papiers entspricht, die 1000 m pro Minute und weit darüber betragen kann. Nach dem Schließen der Nips erfolgt der Leistungseintrag ausschließlich durch den Hauptantrieb einer einzi- gen Antriebswalze. Dies ist schematisch in Fig. 2 dargestellt, in der der Hauptantrieb 4 durch ein großes, die Hilfsantriebe 6 durch ein kleines Antriebsymbol dargestellt sind. In den Fig. 1 und 2 sind die horizontalen Auslenkungen in der Walzenmitte schematisch als Mittenversatz eingezeichnet.In an on-line calender, before the paper web is drawn in and the nips are open, all rollers in contact with the paper web are accelerated by their auxiliary drives and the drive roller with the main drive to a speed at which the respective peripheral speed corresponds to the web speed of the paper , which can be 1000 m per minute and far above. After the nips have been closed, the power is input exclusively through the main drive of a single drive roller. This is shown schematically in FIG. 2, in which the main drive 4 is represented by a large drive symbol and the auxiliary drives 6 by a small drive symbol. 1 and 2, the horizontal deflections in the middle of the roll are shown schematically as a center offset.
Bei modernen Kalandern sind die oberste und die unterste Walze des Walzenstapels als durchbiegungssteuerbare Walzen ausgeführt. Diese beiden Walzen benötigen aufgrund ihrer funktionsbedingten inneren Reibungsverluste eine größere Antriebskraft als die übrigen Kalanderwalzen. Zusätzlich erfolgt die stärkste Umformung der Papierbahn im ersten Nip. Diese beiden Leistungsanteile müssen bei herkömmlichen Kalandern mit einem Hauptantrieb durch den gesamten Walzenstapel geschleppt werden und beanspruchen dabei in schädlicher Weise die Papierbahn und die Walzenbezüge durch reibschlüssige Übertragung der Tangentialkräfte. Dies hat einen erhöhten Verschleiß der Walzenoberflächen und eine Minderung der Lebensdauer der Walzen zur Folge.In modern calenders, the top and bottom rolls of the roll stack are designed as deflection-controllable rolls. Due to their function-related internal friction losses, these two rolls require a greater driving force than the other calender rolls. In addition, the strongest forming of the paper web takes place in the first nip. In conventional calenders with a main drive, these two power components have to be dragged through the entire roll stack and thereby damage the paper web and the roll covers by frictionally transmitting the tangential forces. This results in increased wear on the roller surfaces and a reduction in the service life of the rollers.
Gemäß einem älteren Vorschlag in DE-196 50 576.3 sind alle Walzen mit eigenen (Leistungs-)Antrieben versehen, und die Leistungen der einzelnen Antriebe werden derart aufeinander abgestimmt, daß die horizontalen Walzendeformationen minimiert werden.According to an older proposal in DE-196 50 576.3, all rollers are provided with their own (power) drives, and the powers of the individual drives are coordinated with one another in such a way that the horizontal roll deformations are minimized.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kalander zu schaffen, dessen Walzenantrieb so ausgebildet ist, daß die geschilderten Nachteile des Standes der Technik kostengünstig vermieden werden.The object of the invention is to provide a calender, the roller drive is designed so that the disadvantages of the prior art described can be avoided inexpensively.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 definiert.The inventive solution to this problem is defined in claim 1.
Gemäß der Erfindung sind die biegesteuerbaren Walzen mit jeweils einem eigenen Leistungsantrieb versehen. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung werden eine biegesteuerbare Oberwalze und Unterwalze mit aufeinander abgestimmten Leistungen jeweils angetrieben. Bevorzugt ist es, die horizontale Deformation einer Zwischenwalze zu erfassen und die Leistungsverteilung auf die beiden Antriebe so zu steuern oder zu regeln, daß diese Deformation wenigstens unter einer noch zulässigen Größe bleibt. Es hat sich gezeigt, daß diese Forderung erfüllt werden kann, wenn die Oberwalze und Unterwalze mit im wesentlichen gleicher Leistung angetrieben werden.According to the invention, the bend-controllable rollers are each provided with their own power drive. In one embodiment of the invention, a bend-controllable top roller and bottom roller are each driven with coordinated outputs. It is preferred that to detect horizontal deformation of an intermediate roller and to control or regulate the power distribution to the two drives so that this deformation remains at least below a still permissible size. It has been shown that this requirement can be met if the top roller and bottom roller are driven with essentially the same power.
Zwei Ausführungsformen der Kalanderanordnung gemäß der Erfindung sind in den beigefügten Figuren 3 und 4 schematisch in Seitenansicht wiedergegeben. Dabei zeigt Fig. 3 eine analoge Kalanderanordnung zu Fig. 1, während Fig. 4 eine analoge Kalanderanordnung zu Fig. 2 darstellt. Die Symbole für den Leistungsantrieb bzw. Hilfsantrieb in Fig. 3 bzw. Fig. 4 entsprechen den Symbolen für den Hauptantrieb bzw. Hilfsantrieb in den Fig. 1 bzw. 2.Two embodiments of the calender arrangement according to the invention are shown schematically in the accompanying FIGS. 3 and 4 in a side view. 3 shows an analog calender arrangement to FIG. 1, while FIG. 4 shows an analog calender arrangement to FIG. 2. The symbols for the power drive or auxiliary drive in FIGS. 3 and 4 correspond to the symbols for the main drive and auxiliary drive in FIGS. 1 and 2.
Nach dem Schließen der Nips werden die Kalanderwalzen mit der vorgegebenen Streckenlast beaufschlagt, bei der sich vorgegebene Druckspannungen in den Nips entwickeln. Gleichzeitig werden die Kalandrierkräfte entsprechend der Belastung durch die beiden Leistungsantriebe der Ober- und der Unterwalze erbracht. Zweckmäßigerweise ist eine Zwischenwalze mit Sensoren für die horizontalen Deformationen versehen, und die Verteilung der Antriebsleistung auf die oberste und unterste Walze erfolgt so, daß diese horizontalen Deformationen minimiert werden. Alternativ können auch die auf eine Zwischenwalze wirkenden horizontalen Kräfte gemessen und minimiert werden.After the nips have been closed, the calender rolls are subjected to the specified line load at which the specified compressive stresses develop in the nips. At the same time, the calendering forces are generated according to the load by the two power drives of the top and bottom rollers. An intermediate roller is expediently provided with sensors for the horizontal deformations, and the drive power is distributed to the top and bottom rollers in such a way that these horizontal deformations are minimized. Alternatively, the horizontal forces acting on an intermediate roller can also be measured and minimized.
In den erfindungsgemäßen Ausführungsformen nach Fig. 3 und 4 läuft die Papierbahn 10 zunächst in den Nip ein, gebildet zwischen der oberen durchbiegungssteuerbaren Walze 12 und der ersten Zwischenwalze 14, bei der es sich um eine beheizbare harte Walze handelt. Danach gelangt sie in den zwischen der letzteren und einer mittleren Zwischenwalze 16 gebildeten Nip; Walze 16 ist mit einem elastischen Bezug versehen. Sie bildet auf der der Walze 14 abgekehrten Seite mit einer zweiten beheizbaren harten Walze 18 den nächsten von der Papierbahn 10 durchlaufenden Nip. Ein letzter Nip wird zwischen Walze 18 und der unteren durchbiegungssteuerbaren Walze 20 gebildet. Die Walzen 12 und 20 sind mit Leistungsantrieben ausgestattet. In an sich bekannter Weise sind die Zwischenwalzen 14, 16 und 18 in Hebeln 22 gelagert, über die Kräfte von Arbeitszylindern 24 eingeleitet werden können, insbesondere um die sogenannten überhängenden Lasten zu kompensieren. Hydraulikaggregate 26 dienen dem Schließen der Nips; stattdessen könnte man auch den inneren Hub der Walze 20 für diesen Zweck ausnutzen, während die obere durchbiegungssteuerbare Walze 12 im Gestell ortsfest gelagert ist.3 and 4, the paper web 10 first runs into the nip, formed between the upper deflection-controllable roller 12 and the first intermediate roller 14, which is a heatable hard roller. Thereafter, it passes into the nip formed between the latter and a middle intermediate roller 16; Roller 16 is provided with an elastic cover. It forms on the side facing away from the roller 14 with a second heatable hard roller 18 the next one passing through the paper web 10 Nip. A final nip is formed between roller 18 and the lower deflection controllable roller 20. The rollers 12 and 20 are equipped with power drives. In a manner known per se, the intermediate rollers 14, 16 and 18 are mounted in levers 22, via which the forces of working cylinders 24 can be introduced, in particular to compensate for the so-called overhanging loads. Hydraulic units 26 are used to close the nips; instead, one could also use the inner stroke of the roller 20 for this purpose, while the upper deflection-controllable roller 12 is fixed in the frame.
An einer der Zwischenwalzen 14, 16, 18 können auftretende Querkräfte über nicht dargestellte Tastelemente gemessen und in Abhängigkeit von dem Meßergebnis die Leistungsverteilung der Antriebe für die Oberwalze 12 und die Unterwalze 20 eingestellt werden, damit diese Querkräfte einen vorgegebenen Wert nicht überschreiten. Alternativ können mögliche Deformationen der Zwischenwalzen 14, 16, 18, insbesondere in deren Walzenmitte, mittels Meßelementen gemessen werden. Dieses Meßergebnis kann in die Leistungsverteilung der Antriebe für die Oberwalze 12 und die Unterwalze 20 einfließen, um auch diese Deformationen zu minimieren.On one of the intermediate rollers 14, 16, 18, transverse forces can be measured using probe elements, not shown, and the power distribution of the drives for the upper roller 12 and the lower roller 20 can be set as a function of the measurement result, so that these transverse forces do not exceed a predetermined value. Alternatively, possible deformations of the intermediate rolls 14, 16, 18, in particular in the middle of their rolls, can be measured by means of measuring elements. This measurement result can flow into the power distribution of the drives for the upper roller 12 and the lower roller 20 in order to minimize these deformations as well.
Es ist noch anzumerken, daß die erfindungsgemäße Konzeption besonders für das Umrüsten vorhandener Kalander geeignet ist, bei denen häufig beengte Verhältnisse vorliegen oder für schmälere Maschinen mit niedrigerer Antriebsleistung und steiferen Zwischenwalzen. It should also be noted that the concept according to the invention is particularly suitable for converting existing calenders, in which there are often cramped conditions, or for narrower machines with lower drive power and stiffer intermediate rolls.

Claims

- 5 -Patentansprüche - 5 patent claims
1. Vertikale Kalanderanordnung, umfassend eine biegesteuerbare Oberwalze, eine biegesteuerbare Unterwalze und zwischen Ober- und Unterwalze angeordnete Zwischenwalzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberwalze (12) mit einem Leistungsantrieb versehen ist und die Unterwalze (20) ebenfalls mit einem Leistungsantrieb versehen ist.1. Vertical calender arrangement, comprising a bend-controllable top roller, a bend-controllable bottom roller and intermediate rollers arranged between the top and bottom rollers, characterized in that the top roller (12) is provided with a power drive and the bottom roller (20) is also provided with a power drive.
2. Kalanderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberwalze (12) und die Unterwalze (20) mit aufeinander abgestimmten Antriebsleistungen antreibbar sind.2. Calender arrangement according to claim 1, characterized in that the upper roller (12) and the lower roller (20) can be driven with coordinated drive powers.
3. Kalanderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Zwischenwalzen (14, 16, 18) mit einer Meßvorrichtung für deren Horizontalauslenkung versehen ist und die Antriebsleistung der beiden angetriebenen Walzen (12, 20) derart verteilbar ist, daß die Horizontalauslenkung der mit der Meßvorrichtung versehenen Zwischenwalze (14, 16, 18) kleiner als eine vorbestimmte Größe ist.3. Calender arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that one of the intermediate rollers (14, 16, 18) is provided with a measuring device for its horizontal deflection and the drive power of the two driven rollers (12, 20) can be distributed such that the horizontal deflection the intermediate roller (14, 16, 18) provided with the measuring device is smaller than a predetermined size.
4. Kalanderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwalzen (14, 16, 18) mit Meßelementen zur Messung der horizontalen Kräfte derselben versehen sind und die Antriebsleistung der beiden angetriebenen Walzen (12, 20) derart einstellbar ist, daß die horizontalen Kräfte der Zwischenwalzen (14, 16, 18) minimierbar sind.4. Calender arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the intermediate rollers (14, 16, 18) are provided with measuring elements for measuring the horizontal forces thereof and the drive power of the two driven rollers (12, 20) is adjustable in such a way that the horizontal forces of the intermediate rollers (14, 16, 18) can be minimized.
5. Kalanderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle mit der Papierbahn in Kontakt befindlichen Walzen außer der Oberwalze (12) und der Unterwalze (20) mit einem Hilfsantrieb versehen sind. 5. Calender arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that all the rollers in contact with the paper web except the top roller (12) and the bottom roller (20) are provided with an auxiliary drive.
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