EP1081280A2

EP1081280A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Voreinstellen eines Kalanders

Info

Publication number: EP1081280A2
Application number: EP00117498A
Authority: EP
Inventors: Franz Kayser
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 2000-08-12
Publication date: 2001-03-07
Anticipated expiration: 2020-08-12
Also published as: DE50005582D1; EP1081280A3; DE19940664C1; US6523465B1; EP1081280B1

Abstract

Ein Verfahren zum Voreinstellen eines Kalanders für Papier, Pappe u.dgl. weist einen Stapel (1) aus einer Unterwalze (4), mindestens einer Mittelwalze (3) und einer Oberwalze (2) auf. Die Unterwalze ist eine Biegeeinstellwalze mit Mantelhub, die Oberwalze eine Biegeeinstellwalze ohne Mantelhub. Die internen Stützvorrichtungen (15) der Unterwalze (2) werden mit Druck derart belastet, daß der Mantel (14) der Unterwalze etwa einen Zylinder mit horizontaler Achse bildet. Zum Schließen der Nips (18, 19) werden die externen Stützvorrichtungen (13) der Unterwalze oder deren internen Stützvorrichtungen (15) mit einem ansteigenden Druck belastet. Der den jeweils anderen Stützvorrichtungen (15) der Unterwalze zugeführte Druck wird dem Träger entsprechend nachgeführt. Die im Augenblick des vollständigen Schließens des obersten Nips (18) in den externen und internen Stützvorrichtungen (11, 13, 15) wirksamen Drücke werden registriert. Ein Kalander zur Durchführung dieses Verfahrens weist im Bereich mindestens des einen Endes des obersten Nips (18) eine Meßvorrichtung (20, 21) auf, die beim Schließen dieses Nipendes ein Schließsignal (S) abgibt. Auf diese Weise ergibt sich eine sehr einfache Kalibrierung. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Voreinstellen eines Kalanders für Papier, Pappe u.dgl., mit einem Stapel aus einer als Biegeeinstellwalze ausgebildeten Unterwalze, deren drehfest gehaltener Träger mittels an den Enden angreifender externer Stützvorrichtungen in Stapelrichtung anhebbar und deren mittels interner Stützvorrichtungen am Träger abgestützter Mantel über seine gesamte Länge in Stapelrichtung verstellbar ist, mindestens einer in Stapelrichtung verstellbaren Mittelwalze und einer als Biegeeinstellwalze ausgebildeten Oberwalze, deren Träger an seinen Enden ortsfest gehalten und deren mittels interner Stützvorrichtungen am Träger abgestützter Mantel an seinen Enden auf dem Träger gelagert ist, sowie auf einen Kalander zur Durchführung dieses Verfahrens.

Kalander, wie sie derzeit auf dem Markt sind, müssen kalibriert oder voreingestellt werden, bevor sie gezielt belastet werden. Durch die Kalibrierung möchte man erreichen, daß sich zwischen den Walzen jeweils ein "gerader" Nip ergibt, d.h. daß die Walzen über die gesamte Kalanderbreite unter gleichem Druck aneinander anliegen, also eine gleichmäßige Streckenlast vorhanden ist.

Bisher ist man so vorgegangen, daß man eine Last aus dem Innendruck in der Oberwalze, dem OberwalzenmantelGewicht, dem Mittelwalzen-Gewicht, dem Unterwalzenmantel-Gewicht und eventuellen Reibungswerten im Kalander bestimmt und hieraus die den externen und internen Stützvorrichtungen zuzuführenden Drücke berechnet hat. Die Richtigkeit der Einstellung kann dann durch eine Nipabdruckmessung mit Hilfe von NCR-Papier überprüft werden. Dieser Vorgang ist mühsam und zeitraubend, weil schon geringfügige Abweichungen der tatsächlichen Größen von den Rechengrößen zu Streckenlastabweichungen führen. Und bei Korrekturen aufgrund von Nipabdruckmessungen ist man nie ganz sicher, ob die Drücke insgesamt verändert werden sollten oder ob eine Zonenkorrektur vorgenommen werden muß. Außerdem ist der Vorgang auch gefährlich, weil das NCR-Papier von Hand in den Nip eingeschoben werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Voreinstellung oder Kalibrierung des Kalanders zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Geht man nämlich von einem Kalander aus, dessen Oberwalze eine Biegeeinstellwalze ohne Mantelhub und dessen Unterwalze eine Biegeeinstellwalze mit Mantelhub ist, wobei die Träger der Oberwalze ortsfest gehalten und die Träger der Unterwalze durch externe Stützvorrichtungen höhenverstellbar sind, kann man die Voreinstellung auf sehr einfache Weise vornehmen. Weil der Mantel der Unterwalze in Folge seiner Belastung einem Zylinder mit horizontaler Achse entspricht und diese Form aufgrund der Druck-Nachführung während des Schließens der Nips beibehält, ergibt sich im Augenblick des vollständigen Schließens des obersten Nips ein Mantel der Oberwalze, der ebenfalls die Form eines Zylinders mit horizontaler Achse hat. Daher erhält man im gesamten Walzenstapel gerade Nips. Die in diesem Augenblick wirksamen Drücke entsprechen der Grundeinstellung, auf die aufbauend die betrieblichen Druckwerte eingestellt werden können.

Hinzu kommt, daß der oberste Nip zunächst in der Mitte und dann fortschreitend zu beiden Seiten hin geschlossen wird. Es brauchen daher lediglich die Schließzustände des Nips an einem oder beiden Enden beobachtet zu werden, was eine sehr genaue Einstellung ermöglicht.

Mit diesem Verfahren kann bei der Inbetriebnahme des Kalanders oder bei Veränderung der Lasten (Z.B. bei einem Walzenwechel) der Kalander durch ein einmaliges Schließen in seinen Ober- und Unterwalzendrücken kalibriert werden.

Durch die Nachführung des Drucks gemäß Anspruch 2 behalten Träger und Mantel der Unterwalze ihre Zuordnung zueinander.

Das Schließen des obersten Nips kann nicht nur dadurch bewirkt werden, daß die externen oder internen Stützvorrichtungen der Unterwalze mit einem ansteigenden Druck belastet werden, sondern gemäß Anspruch 3 auch durch Absenken der den internen Stützvorrichtungen der Oberwalze zugeführten gleichen Drücke.

Die Zufuhr jeweils gleichen Drucks gemäß Anspruch 4 gibt die besten Resultate.

Gemäß Anspruch 5 läßt sich der Kalibriervorgang auch automatisch durchführen.

Besonders günstig ist die optische Erfassung des NipSchließens gemäß Anspruch 6.

Für die Nachführung der Unterwalze empfehlen sich die Maßnahmen des Anspruchs 7.

Gemäß Anspruch 8 können in üblicher Weise auch die überhängenden Gewichte der Mittelwellen kompensiert werden.

Ein Kalander zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch die Merkmale des Anspruchs 9 gekennzeichnet. Die Meßvorrichtung befindet sich genau an der Stelle, an der der oberste Nip zum Schluß schließt, so daß eine sehr genaue Feststellung des Schließ-Augenblicks möglich ist.

Hierbei hat sich insbesondere eine optische Meßvorrichtung nach Anspruch 10 bewährt.

Insbesondere kann die Meßvorrichtung eine Lichtschranke nach Anspruch 11 aufweisen.

Eine Registriereinrichtung nach Anspruch 12 ist empfehlenswert, um die Grundeinstellung automatisch zu dokumentieren.

Anspruch 13 bezieht sich auf eine günstige Anordnung zur Nachführung der Unterwalze.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß verwendbaren Kalanders und
Fig. 2: ein Schaltbild zu dessen Druckversorgung.

Der in Fig. 1 veranschaulichte Kalander weist einen vertikalen Walzenstapel 1 auf, der durch eine Oberwalze 2, eine Mittelwalze 3 und eine Unterwalze 4 gebildet ist. Die Oberwalze 2 weist einen Träger 5 auf, der an seinen Enden in ortsfesten Lagern 6 und 7 drehfest gehalten ist, sowie einen Mantel 8, der mit seinen Enden über Lager 9 und 10 drehbar auf dem Träger 5 gelagert und außerdem durch interne hydraulische Stützvorrichtungen 11, dargestellt durch Druckpfeile, am Träger 5 abgestützt ist. Es handelt sich daher um eine Biegeeinstellwalze ohne Mantelhub.

Die Mittelwalze 3 ist höhenverstellbar und kann beispielsweise an Hebeln gelagert sein. Die Absenkbewegung ist durch bekannte, nicht veranschaulichte Anschläge, z.B. an Hängespindeln, begrenzt.

Die Unterwalze 4 weist einen Träger 12 auf, der an beiden Enden durch eine externe hydraulische Stützvorrichtung 13 höhenverstellbar und drehfest abgestützt ist. Ein Mantel 14 ist über interne hydraulische Stützvorrichtungen 15, dargestellt durch Druckpfeile, am Träger 12 abgestützt und relativ zu ihm in Vertikalrichtung verstellbar. Die Unterwalze 4 ist daher eine Biegeeinstellwalze mit Mantelhub.

Eine Regelvorrichtung 16 weist an beiden Enden des Trägers eine Meßvorrichtung 17 auf, die den Abstand des Mantelendes vom Träger 12 feststellt, und sorgt dafür, daß dieser Abstand konstant gehalten wird.

Zwischen der Oberwalze 1 und der Mittelwalze 3 befindet sich ein Nip 18, zwischen der Mittelwalze 3 und der Unterwalze 4 ein Nip 19. Den beiden Enden des Nips 18 ist jeweils eine Meßvorrichtung 20 und 21 zugeordnet, die ein Schließsignal S in dem Augenblick abgibt, in dem der Nip 18 vollständig geschlossen ist. Diese Meßvorrichtungen sind als Lichtschranke ausgebildet, deren Lichtstrahl 22 im Schließaugenblick unterbrochen wird, so daß das Schließsignal S auftritt.

Das Schaltbild der Fig. 2 zeigt eine drei Pumpen aufweisende hydraulische Druckquelle 23, die eine erste Steuervorrichtung 24 für die den externen Stützvorrichtungen 13 zuzuführenden Drücke, eine zweite Steuervorrichtung 25 für die den internen Stützvorrichtungen 15 der Unterwalze zuzuführenden Drücke und eine dritte Steuervorrichtung 26 für die den internen Stützvorrichtungen 11 der Oberwalze 2 zuzuführenden Drücke auf. Den beiden Kolben-Zylinder-Einheiten der externen Stützvorrichtung 13 werden gleiche Drücke zugeführt, die mittels des Eingangs 27 wählbar sind. Den einzelnen Elementen der internen Stützvorrichtung 15 werden gleiche Drücke zugeführt, die durch die Regelvorrichtung 16 vorgegeben sind, können aber im Betrieb auch über den Eingang 28 verändert werden. Den einzelnen Elementen der internen Stützvorrichtung 11 werden gleiche Drücke zugeführt, die über den Eingang 29 vorgegeben werden. Eine Registriervorrichtung 30 nimmt die den Stützvorrichtungen 11, 13 und 15 zugeführten Drücke auf, die in demjenigen Augenblick wirksam sind, in dem der oberste Nip 18 vollständig schließt. Zu diesem Zweck ist der Registriervorrichtung 30 ein Sperrglied 31 vorgeschaltet, das öffnet, wenn das Schließsignal S von den Meßvorrichtungen 20 bzw. 21 abgegeben wird.

Bei der Kalibrierung wird wie folgt vorgegangen: Ausgangspunkt ist ein Walzenstapel, bei dem sämtliche Nips offen sind. Zunächst wird die innere Stützvorrichtung 15 der Unterwalze mit einem solchen Druck versorgt, daß das Gewicht des Mantels 14 ausgeglichen wird und der Mantel 14 einen Zylinder mit horizontaler Achse bildet. Dann wird der Druck in der externen Stützvorrichtung 13 langsam gesteigert, wobei sich der Träger 12 nach oben bewegt und der Mantel 14 mit Hilfe der Regelvorrichtung 16 mitgeführt wird. Die zunächst durchhängende Mittelwalze 3 wird erst in der Mitte und dann über ihre gesamte Länge von der Unterwalze 4 kontaktiert. Dieser Vorgang wiederholt sich, wenn weitere Mittelwalzen vorhanden sind. Schließlich wird bei weiterhin ansteigendem Druck in der externen Stützvorrichtung 13 die Oberwalze 2 in der Mitte berührt. Nunmehr kann durch weiteren Anstieg des Drucks in der externen Stützvorrichtung 13 und/oder durch Absenken des Drucks in der internen Stützvorrichtung 11 der Nip 18 geschlossen werden, wobei der Schließvorgang von der Mitte nach beiden Seiten hin erfolgt. In dem Augenblick, in dem der Lichtstrahl 22 durch das Schließen der Nipenden unterbrochen wird, sorgt das Schließsignal S dafür, daß die so erreichten Druckwerte registriert werden und daher als Basis für die weitere Einstellung genutzt werden können.

Da am Ende des Kalibriervorganges alle Walzen genau horizontal verlaufen, ergeben sich überall gerade Nips, in denen über die gesamte Walzenbreite konstante Verhältnisse herrschen. Diese Verhältnisse bleiben auch erhalten, wenn nunmehr gleichmäßig Druckerhöhungen in den internen und/oder externen Stützvorrichtungen vorgenommen werden. Auch wenn sich eine zonenweise unterschiedliche Belastung als notwendig erweist, bilden die registrierten Druckwerte eine Bezugsbasis.

Die Zeichnungen sind schematisch dargestellt. Die internen und externen Stützvorrichtungen können eine übliche Bauform haben. Die Mittelwalze kann in bekannter Weise mit Mitteln zum Kompensieren überhängender Gewichte ausgestattet sein. Die beschriebene Vorgehensweise eignet sich auch für Kalander, deren Stapel zur Vertikalen geneigt sind.

Claims

Verfahren zum Voreinstellen eines Kalanders für Papier, Pappe u.dgl., mit einem Stapel aus einer als Biegeeinstellwalze ausgebildeten Unterwalze, deren drehfest gehaltener Träger mittels an den Enden angreifender externer Stützvorrichtungen in Stapelrichtung anhebbar und deren mittels interner Stützvorrichtungen am Träger abgestützter Mantel über seine gesamte Länge in Stapelrichtung verstellbar ist, mindestens einer in Stapelrichtung verstellbaren Mittelwalze und einer als Biegeeinstellwalze ausgebildeten Oberwalze, deren Träger an seinen Enden ortsfest gehalten und deren mittels interner Stützvorrichtungen am Träger abgestützter Mantel an seinen Enden auf dem Träger gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die internen Stützvorrichtungen (15) der Unterwalze (4) mit Druck derart belastet werden, daß der Mantel (14) der Unterwalze etwa einen Zylinder mit horizontaler Achse bildet, daß zum Schließen der Nips (18, 19) die externen Stützvorrichtungen (13) der Unterwalze (4) bzw. deren internen Stützvorrichtungen (15) mit einem ansteigenden Druck belastet werden und daß die im Augenblick des vollständigen Schließens des obersten Nips (18) in den externen und internen Stützvorrichtungen (12, 13, 15) wirksamen Drücke registriert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den einen Stützvorrichtungen (15) der Unterwalze zugeführte Druck dem den anderen Stützvorrichtungen (13) zugeführten Druck nachgeführt wird,
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schließen des obersten Nips (18) der den internen Stützvorrichtungen (11) der Oberwalze (2) zugeführte Druck abgesenkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den zusammengehörigen internen und externen Stützvorrichtungen (11; 13; 15) jeweils etwa der gleiche Druck zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drücke automatisch so lange geändert werden, bis ein den Augenblick des vollständigen Schließens des obersten Nips (18) erfassendes Meßsignal (S) auftritt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Augenblick des vollständigen Schließens des obersten Nips (18) optisch erfaßt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den internen Stützvorrichtungen (15) der Unterwalze zugeführten Drücke so geändert werden, daß der Abstand der Mantelenden vom Träger (12) konstant bleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die überhängenden Gewichte der mindestens einen Mittelwalze (3) kompensiert werden.
Kalander für Papier, Pappe u.dgl. mit einem Stapel aus einer als Biegeeinstellwalze ausgebildeten Unterwalze, deren drehfest gehaltener Träger mittels an den Enden angreifender externer Stützvorrichtungen anhebbar und deren mittels interner Stützvorrichtungen in Stapelrichtung am Träger abgestützter Mantel über seine gesamte Länge in Stapelrichtung verstellbar ist, mindestens einer in Stapelrichtung verstellbaren Mittelwalze und einer als Biegeeinstellwalze ausgebildeten Oberwalze, deren Träger an seinen Enden ortsfest gehalten und deren mittels interner Stützvorrichtungen am Träger abgestützter Mantel an seinen Enden auf dem Träger gelagert ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich mindestens des einen Endes des obersten Nips (18) eine Meßvorrichtung (20, 21) vorgesehen ist, die beim Schließen dieses Nipendes ein Schließsignal (S) abgibt.
Kalander nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Meßvorrichtung (20, 21) vorgesehen ist.
Kalander nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (20, 21) eine Lichtschranke aufweist, die beim Schließen des Nipendes (18) unterbrochen wird.
Kalander nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch eine Registriereinrichtung (30; die die beim Auftreten des Schließsignals (S) wirksamen, den externen und internen Stützvorrichtungen (11, 13, 15) zugeführten Drücke registriert.
Kalander nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelvorrichtung (16) für die den internen oder externen Stützvorrichtungen (15) der Unterwalze (4) zuzuführenden Drücke vorgesehen ist, die den Abstand der Mantelenden vom Träger (12) konstant hält.