EP1209286B1 - Calender and process for treating a web - Google Patents
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- EP1209286B1 EP1209286B1 EP01127208A EP01127208A EP1209286B1 EP 1209286 B1 EP1209286 B1 EP 1209286B1 EP 01127208 A EP01127208 A EP 01127208A EP 01127208 A EP01127208 A EP 01127208A EP 1209286 B1 EP1209286 B1 EP 1209286B1
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- roll
- deflection
- rolls
- roller
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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
Definitions
- the invention relates to a calender with a roll stack, which has two end rolls and a plurality of intermediate rolls therebetween, wherein in operation two adjacent rolls, each having a deflection, form a nip. Further, the invention relates to a method of treating a web of material passed through and pressurized by a plurality of nips, each nip being formed by a first roll and a second roll adjacent thereto (see, for example, document FR-A-1 326) 392).
- Such a calender is used, for example, to satinize a paper web.
- a calender is used, for example, to satinize a paper web.
- the paper webs to be calendered currently have widths of the order of magnitude of up to 10 m.
- the correspondingly long rollers therefore tend to be due to their own weight in the axial center "sagging", so they have a deflection. Even if this deflection is not too great, it makes itself disturbing in the pressure treatment of the paper web or another material web noticeable.
- the invention has for its object to make uniform the load in the nip.
- adjacent rollers each have a deflection in which an amplitude of the deflection of the surface line on the convex side of the first roller substantially coincides with an amplitude of deflection of the surface line of the adjacent second roller at its concave side.
- At least one of a pair of adjacent rollers has a force introduction device.
- One is then no longer dependent on selecting rollers that have the required deflections of their own accord. You can also cause such a deflection by the introduction of external forces.
- adjacent rolls have different bearing spacings if they deviate from one another in at least one parameter.
- one not only reaches a conformity of the deflections, more precisely the amplitudes of the deflections at the two adjacent generatrices of the two nip forming rollers, but one has the possibility to set the same bending lines.
- the bending lines are not only dependent on the amplitude of the deflection, but also for example on the curve shape of the bending line, which depends on the shear deformation, for example, on the degree of slimming of the rolls. If one now has the possibility of varying the bearing spacings of the intermediate rolls, one obtains the possibility of actually having the curve shape of the bending lines of the surface lines, i. better match the two nip-limiting lines.
- the difference of the bearing distances in the range of 0.1% to 2% based on the larger bearing distance.
- Such a deviation is perfectly tolerable.
- Major changes to the stance are not required because the forces acting on the stool do not receive significantly different force application points. Nevertheless, these small changes can already bring considerable benefits.
- the bearing spacing of at least one intermediate roll is variable. After the replacement of the respective roller can then optionally bring the bending line in the desired shape.
- the storage of all rolls is symmetrical to the axial center. This also applies to the intermediate roller whose bearing distance is adjusted. Although this means that you must make the adjustment of the bearing at both axial ends. The bending of the generatrix of this roll is then adapted over the entire working width of the bend of the corresponding second roll.
- the object is achieved in a method of the type mentioned above by choosing the deflections of the two rolls differently.
- the deflection of the first roller is controlled so that the amplitude of the deflection of the generatrix on the convex side of the first roller coincides with the amplitude of the deflection of the generatrix on the concave side of the second roller. Matching the deflections results in improved work across the width of the rolls.
- Fig. 1 shows a section of a roll stack of a calender. Shown is a first roller i and a second roller i + 1, which form a Nip N between them.
- a material web for example a paper web (not shown in detail)
- a material web for example a paper web (not shown in detail)
- pressure and optionally also to elevated temperature it is desired that the treatment. over the entire width of the nip N (that is, the extension in the axial direction of the two rollers i, i + 1) takes place evenly.
- a prerequisite for this is that the two rollers i, i + 1 can also form the nip N uniformly.
- the two rollers i, i + 1 have different deflections.
- the deflections are selected according to a specific procedure, which will be explained below.
- the goal is to make the deflection the lower surface line of the upper roll i to adapt to the deflection of the upper generatrix of the lower roll i + 1. This is simplified assuming that the deflection is caused solely by gravity and the associated weight forces on the rollers. The considerations apply in principle even if the deflection is caused by external forces or moments.
- the starting point for the following consideration is the opened roll stack, i.
- the contact lines of the two nip N forming rollers which are to be moved towards one another have the best possible conforming shape.
- the two lines of contact are the lower surface line of the upper roller and the upper surface line of the lower roller.
- the roll weight are partially or fully compensated.
- f EM ( i + 1 ) ( 2 D ( i + 1 ) ⁇ K 2 ) 2 + 4 D ( i + 1 ) ⁇ K 2 ⁇ f EU i - 2 D ( i + 1 ) ⁇ K 2 where f EU i has been defined above.
- the roll stack has twelve rolls, i. two deflection-adjustable end rollers and intermediate intermediate rollers at the roller positions 2-11, which are formed in a known manner alternately as hard and soft rollers.
- the hard rolls are chill rolls with diameters of 760/410 mm (outer diameter, inner diameter).
- the soft rolls are designed as GG tube rolls with plastic cover and have a diameter of 825/800/428 mm (outside diameter with reference, outside diameter without reference, inside diameter).
- the adjustment may be necessary, for example, after a change of a roller.
- the shear deformation of a roll is, among other things, a function of the slenderness degree D a FROM .
- y 1 - 4 x 2 FROM 2 ⁇ 6 - 4 x 2 FROM 2 12 MbML - FROM FROM + f ( D a 2 FROM 2 ) 5 + 12 MbML - FROM FROM + f ( D a 2 FROM 2 ) with MbML as bearing distance (middle to middle bearing).
Landscapes
- Paper (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kalander mit einem Walzenstapel, der zwei Endwalzen und dazwischen mehrere Zwischenwalzen aufweist, wobei im Betrieb zwei einander benachbarte Walzen, die jeweils eine Durchbiegung aufweisen, einen Nip bilden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Behandeln einer Materialbahn, die durch mehrere Nips geführt und dort mit Druck beaufschlagt wird, wobei jeder Nip durch eine erste Walze und eine dieser benachbarten zweiten Walze gebildet wird (siehe zum Beispiel das Dokument FR-A-1 326 392).The invention relates to a calender with a roll stack, which has two end rolls and a plurality of intermediate rolls therebetween, wherein in operation two adjacent rolls, each having a deflection, form a nip. Further, the invention relates to a method of treating a web of material passed through and pressurized by a plurality of nips, each nip being formed by a first roll and a second roll adjacent thereto (see, for example, document FR-A-1 326) 392).
Ein derartiger Kalander wird beispielsweise verwendet, um eine Papierbahn zu satinieren. Hierbei möchte man über die gesamte Breite der Papierbahn einen möglichst gleichmäßigen Druckverlauf erreichen, um Dicken- und Qualitätsunterschiede quer zur Laufrichtung der Papierbahn zu vermeiden. Die zu satinierenden Papierbahnen haben derzeit Breiten in der Größenordnung von bis zu 10 m. Die entsprechend langen Walzen tendieren daher dazu, aufgrund ihres Eigengewichts in der axialen Mitte "durchzuhängen", sie weisen also eine Durchbiegung auf. Auch wenn diese Durchbiegung nicht allzu groß ist, macht sie sich störend bei der Druckbehandlung der Papierbahn oder einer anderen Materialbahn bemerkbar.Such a calender is used, for example, to satinize a paper web. In this case, one wishes to achieve as uniform a pressure profile as possible over the entire width of the paper web in order to avoid thickness and quality differences transversely to the running direction of the paper web. The paper webs to be calendered currently have widths of the order of magnitude of up to 10 m. The correspondingly long rollers therefore tend to be due to their own weight in the axial center "sagging", so they have a deflection. Even if this deflection is not too great, it makes itself disturbing in the pressure treatment of the paper web or another material web noticeable.
Man hat versucht, dieser Erscheinung entgegen zu wirken. So ist es beispielsweise aus EP 0 679 204 B1 bekannt, die Zwischenwalzen so auszuwählen, daß sie alle die gleiche Eigendurchbiegung aufweisen, und das Gewicht der Walzen und die sogenannten überhängenden Lasten, d.h. die mit den Walzen verbundenen Teile, wie Leitwalzen oder Lagergehäuse, komplett gewichtsmäßig zu entlasten.One has tried to counteract this phenomenon. For example, it is known from EP 0 679 204 B1 to select the intermediate rolls so that they all have the same inherent deflection, and the weight of the rolls and the so-called overhanging loads, i. Relieve the weight of the parts connected to the rollers, such as guide rollers or bearing housings.
Ein anderer Ansatz, der in DE 198 20 089 A1 beschrieben ist, geht davon aus, daß man die Streckenlastprofile durch Einleiten von Verformungskräften an den Walzenzapfen der Zwischenwalze verändert. Dabei wählt man die Verformungskräfte derart, daß die Zwischenwalzen zur Ausübung von Be- oder Entlastungsdrücken eine im wesentlichen gleiche Durchbiegung erhalten, wobei ein Grad der Durchbiegung gemäß einer bestimmbaren Veränderung einer walzenbedingten Streckenlastdifferenz zwischen dem oberen und unteren Nip eingestellt wird. Die durchbiegungssteuerbaren Walzen an den Enden des Walzenstapels werden dann an diese Biegung angepaßt. Man kann nun beobachten, daß trotz dieser gleichen Durchbiegungen die Satinageergebnisse teilweise nicht zufriedenstellend sind.Another approach, which is described in DE 198 20 089 A1, assumes that the line load profiles are changed by introducing deformation forces on the roll neck of the intermediate roll. In this case, one chooses the deformation forces such that the intermediate rollers for applying loading or unloading pressures receive a substantially same deflection, wherein a degree of deflection is set according to a determinable change in a roll-related line load difference between the upper and lower nip. The deflection controllable rollers at the ends of the roller stack are then adapted to this bend. It can now be observed that despite these same deflections, the calendering results are sometimes unsatisfactory.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Belastung im Nip gleichförmig zu gestalten.The invention has for its object to make uniform the load in the nip.
Diese Aufgabe wird bei einem Kalander der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sich die Durchbiegungen benachbarter Walzen voneinander unterscheiden, wobei eine der konvexen Seite einer ersten Walze benachbarte zweite Walzen eine schwächere Durchbiegung als die erste Walze aufweist.This object is achieved with a calender of the type mentioned above in that the deflections of adjacent rollers differ from each other, wherein one of the convex side of a first roller adjacent second rollers has a weaker deflection than the first roller.
Damit verläßt man zwar den bisher verfolgten Ansatz, allen Walzen die gleiche Durchbiegung zu vermitteln oder die Walzen so auszuwählen, daß sie von sich aus die gleiche Durchbiegung haben. Man eröffnet sich aber die Möglichkeit, daß die Durchbiegung in den Nips stärker aneinander angenähert werden können, als bisher. Dabei spielt die Überlegung eine Rolle, daß man bei der Durchbiegung einer Walze bislang nicht die unterschiedlichen Effekte berücksichtigt hat, die sich an der konkaven und an der konvexen Seite ergeben. Wenn man nun die Durchbiegungen unterschiedlich wählt, dann kann man diese Effekte berücksichtigen.Although this leaves the hitherto pursued approach to impart the same deflection to all the rolls or to select the rolls so that they inherently have the same deflection. However, one opens up the possibility that the deflection in the nips can be more closely approximated than previously. The consideration plays a role that one has not taken into account in the deflection of a roller the different effects that arise at the concave and on the convex side. If you now choose the deflections differently, then you can consider these effects.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß benachbarte Walzen jeweils eine Durchbiegung aufweisen, bei denen eine Amplitude der Durchbiegung der Mantellinie an der konvexen Seite der ersten Walze im wesentlichen mit einer Amplitude der Durchbiegung der Mantellinie der benachbarten zweiten Walze an deren konkaven Seite übereinstimmt. Damit kann man die Durchbiegungen der beiden Walzen, die den betrachteten Nip bilden, im Nip aneinander anpassen, so daß der Druckverlauf im Nip über die Breite der Materialbahn wesentlich gleichförmiger wird. Die Anpassung erfolgt also dort, wo sie erforderlich ist. Dabei kann man ohne weiteres in Kauf nehmen, daß die Durchbiegungen der beiden Walzen an sich, d.h. die Durchbiegung an den Achsen, voneinander abweichen. Eine derartige Abweichung ist sogar Voraussetzung, daß man die Durchbiegungen an den beiden Mantellinien miteinander in Übereinstimmung bringt.It is particularly preferred that adjacent rollers each have a deflection in which an amplitude of the deflection of the surface line on the convex side of the first roller substantially coincides with an amplitude of deflection of the surface line of the adjacent second roller at its concave side. Thus, you can adjust the deflections of the two rollers that form the nip under consideration, in the nip to each other, so that the pressure curve in the nip over the width of the material web is much more uniform. The adjustment is therefore where it is needed. It can be readily accepted that the deflections of the two rolls per se, ie the deflection on the axes, differ from each other. Such a deviation is even a prerequisite that one the deflections at the two generatrices coincide with each other.
Vorzugsweise weist von einander benachbarten Walzen mindestens eine eine Krafteinleitungseinrichtung auf. Man ist dann nicht mehr darauf angewiesen, Walzen auszuwählen, die von sich aus die geforderten Durchbiegungen aufweisen. Man kann eine derartige Durchbiegung auch durch das Einleiten von äußeren Kräften bewirken.Preferably, at least one of a pair of adjacent rollers has a force introduction device. One is then no longer dependent on selecting rollers that have the required deflections of their own accord. You can also cause such a deflection by the introduction of external forces.
Vorzugsweise hängt die Amplitude f EM
wobei
- AB =
- Arbeitsbreite
- MbML =
- Lagerabstand
- D(i) =
- Durchmesser der ersten Walze
- D(i+1) =
- Durchmesser der zweiten Walze
- i =
- Index der ersten Walze
- i+1 =
- Index der zweiten Walze.
in which
- AB =
- working width
- MbML =
- bearing distance
- D (i) =
- Diameter of the first roller
- D (i + 1) =
- Diameter of the second roller
- i =
- Index of the first roll
- i + 1 =
- Index of the second roll.
Vorzugsweise weisen benachbarte Walzen unterschiedliche Lagerabstände auf, wenn sie in mindestens einem Parameter voneinander abweichen. Mit dieser Ausgestaltung erreicht man nicht nur eine Übereinstimmung der Durchbiegungen, genauer gesagt der Amplituden der Durchbiegungen an den beiden benachbarten Mantellinien der beiden den Nip bildenden Walzen, sondern man hat die Möglichkeit, auch gleiche Biegelinien einzustellen. Die Biegelinien sind bekanntlich nicht nur abhängig von der Amplitude der Durchbiegung, sondern beispielsweise auch von der Kurvenform der Biegelinie, die über die Schubverformung zum Beispiel vom Schlankheitsgrad der Walzen abhängt. Wenn man nun die Möglichkeit hat, die Lagerabstände der Zwischenwalzen zu variieren, dann erhält man die Möglichkeit, tatsächlich auch die Kurvenform der Biegelinien der Mantellinien, d.h. der beiden den Nip begrenzenden Linien besser aneinander anzupassen.Preferably, adjacent rolls have different bearing spacings if they deviate from one another in at least one parameter. With this configuration, one not only reaches a conformity of the deflections, more precisely the amplitudes of the deflections at the two adjacent generatrices of the two nip forming rollers, but one has the possibility to set the same bending lines. The bending lines are not only dependent on the amplitude of the deflection, but also for example on the curve shape of the bending line, which depends on the shear deformation, for example, on the degree of slimming of the rolls. If one now has the possibility of varying the bearing spacings of the intermediate rolls, one obtains the possibility of actually having the curve shape of the bending lines of the surface lines, i. better match the two nip-limiting lines.
Vorzugsweise liegt die Differenz der Lagerabstände im Bereich von 0,1 % bis 2 % bezogen auf den größeren Lagerabstand. Eine derartige Abweichung ist durchaus tolerierbar. Größere Änderungen an der Stuhlung sind nicht erforderlich, weil die Kräfte, die auf die Stuhlung wirken, keine wesentlich anderen Kraftangriffspunkte erhalten. Trotzdem lassen sich mit diesen kleinen Änderungen bereits beträchtliche Vorteile erzielen.Preferably, the difference of the bearing distances in the range of 0.1% to 2% based on the larger bearing distance. Such a deviation is perfectly tolerable. Major changes to the stance are not required because the forces acting on the stool do not receive significantly different force application points. Nevertheless, these small changes can already bring considerable benefits.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Lagerabstand mindestens einer Zwischenwalze veränderbar ist. Nach dem Austausch der betreffenden Walze läßt sich dann gegebenenfalls die Biegelinie in die gewünschte Form bringen.It is particularly preferred that the bearing spacing of at least one intermediate roll is variable. After the replacement of the respective roller can then optionally bring the bending line in the desired shape.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Lagerung aller Walzen symmetrisch zur axialen Mitte erfolgt. Dies gilt auch für die Zwischenwalze, deren Lagerabstand verstellt wird. Dies bedeutet zwar, daß man die Verstellung der Lager an beiden axialen Enden vornehmen muß. Die Biegung der Mantellinie dieser Walze wird dann aber über die gesamte Arbeitsbreite an die Biegung der entsprechenden zweiten Walze angepaßt.It is preferred that the storage of all rolls is symmetrical to the axial center. This also applies to the intermediate roller whose bearing distance is adjusted. Although this means that you must make the adjustment of the bearing at both axial ends. The bending of the generatrix of this roll is then adapted over the entire working width of the bend of the corresponding second roll.
Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man die Durchbiegungen der beiden Walzen unterschiedlich wählt.The object is achieved in a method of the type mentioned above by choosing the deflections of the two rolls differently.
Wie oben im Zusammenhang mit dem Kalander erläutert, ist es mit unterschiedlichen Durchbiegungen der Walzen, d.h. deren Mittellinien, möglich, die Durchbiegungen an den entscheidenden Stellen, nämlich an den den Nip bildenden Mantellinien aneinander anzugleichen. Auf diese Weise wird das Satinageergebnis über die Arbeitsbreite, d.h. die Breite der Materialbahn, drastisch verbessert.As explained above in connection with the calender, it is with different deflections of the rolls, i. their center lines, possible to equalize the deflections at the crucial points, namely at the nip forming generatrix lines to each other. In this way, the calendering result over the working width, i. the width of the web, drastically improved.
Hierbei ist bevorzugt, daß man die Durchbiegung der ersten Walze so steuert, daß die Amplitude der Durchbiegung der Mantellinie an der konvexen Seite der ersten Walze übereinstimmt mit der Amplitude der Durchbiegung der Mantellinie an der konkaven Seite der zweiten Walze. Wenn man die Durchbiegungen in Übereinstimmung bringt, erhält man über die Breite der Walzen ein verbessertes Arbeitsergebnis.Here, it is preferable that the deflection of the first roller is controlled so that the amplitude of the deflection of the generatrix on the convex side of the first roller coincides with the amplitude of the deflection of the generatrix on the concave side of the second roller. Matching the deflections results in improved work across the width of the rolls.
Auch ist von Vorteil, wenn man bei ungleichen Walzen den Lagerabstand einer Walze gegenüber dem Lagerabstand der anderen Walze abweichend einstellt. Wie oben ausgeführt, läßt sich auf diese Weise nicht nur die Amplitude der Durchbiegung an den beiden Mantellinien in Übereinstimmung bringen, sondern auch die Kurvenform der Biegelinie.It is also advantageous if, in the case of unequal rollers, the bearing distance of one roller is adjusted differently from the bearing distance of the other roller. As stated above, not only the amplitude of the deflection at the two generatrices is in this way in accordance bring, but also the curve shape of the bending line.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
- Fig. 1
- eine erste Prinzipskizze zur Erläuterung wichtiger Größen,
- Fig. 2
- eine zweite Prinzipskizze zur Erläuterung weiterer Größen und
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung von Biegelinien.
- Fig. 1
- a first schematic diagram for explaining important quantities,
- Fig. 2
- a second schematic diagram for explaining further sizes and
- Fig. 3
- a schematic representation of bending lines.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Walzenstapel eines Kalanders. Dargestellt ist eine erste Walze i und eine zweite Walze i+1, die zwischen sich einen Nip N bilden. Durch diesen Nip N wird im Betrieb eine Materialbahn, beispielsweise eine nicht näher dargestellte Papierbahn, geführt und dort mit Druck und gegebenenfalls auch mit erhöhter Temperatur beaufschlagt. Hierbei ist es gewünscht, daß die Behandlung. über die gesamte Breite des Nips N (d.h, die Erstreckung in axialer Richtung der beiden Walzen i, i+1) gleichmäßig erfolgt. Eine Voraussetzung dafür ist, daß die beiden Walzen i, i+1 den Nip N auch gleichmäßig ausbilden können.Fig. 1 shows a section of a roll stack of a calender. Shown is a first roller i and a second roller i + 1, which form a Nip N between them. During operation, a material web, for example a paper web (not shown in detail), is guided through this nip N, where it is subjected to pressure and optionally also to elevated temperature. It is desired that the treatment. over the entire width of the nip N (that is, the extension in the axial direction of the two rollers i, i + 1) takes place evenly. A prerequisite for this is that the two rollers i, i + 1 can also form the nip N uniformly.
Um eine derartige gleichmäßige Ausbildung zu erreichen, weisen die beiden Walzen i, i+1 unterschiedliche Durchbiegungen auf. Dabei werden die Durchbiegungen nach einer bestimmten Vorgehensweise gewählt, die im folgenden erläutert werden soll. Ziel ist es, die Durchbiegung der unteren Mantellinie der oberen Walze i anzupassen an die Durchbiegung der oberen Mantellinie der unteren Walze i+1. Hierbei wird vereinfachend davon ausgegangen, daß die Durchbiegung ausschließlich durch die Schwerkraft und die damit verbundenen Gewichtskräfte an den Walzen verursacht wird. Die Überlegungen gelten aber grundsätzlich auch dann, wenn die Durchbiegung durch äußere Kräfte oder Momente verursacht wird.In order to achieve such a uniform formation, the two rollers i, i + 1 have different deflections. The deflections are selected according to a specific procedure, which will be explained below. The goal is to make the deflection the lower surface line of the upper roll i to adapt to the deflection of the upper generatrix of the lower roll i + 1. This is simplified assuming that the deflection is caused solely by gravity and the associated weight forces on the rollers. The considerations apply in principle even if the deflection is caused by external forces or moments.
Ausgangspunkt für die nachfolgende Betrachtung ist der geöffnete Walzenstapel, d.h. die Mittelwalzen i, i+1 hängen, in ihren Lagern abgestützt, frei entsprechend ihren Eigenbiegelinien aus Schwerkraft und Steifigkeit durch. Hierbei ergibt sich zumindest in erster Nährung die Form einer Parabel. Für die nachfolgende Betrachtung reicht es aber aus, wenn man die Durchbiegungslinie als Kreislinie ansieht.The starting point for the following consideration is the opened roll stack, i. The center rollers i, i + 1, supported in their bearings, hang freely according to their self-bending lines of gravity and rigidity. This results in the form of a parabola, at least in the first approximation. For the following consideration, however, it is sufficient if one looks at the deflection line as a circular line.
Für den Schließvorgang der Nips ist es als ideal anzusehen, wenn die sich aufeinander zu bewegenden Berührungslinien der beiden den Nip N bildenden Walzen eine bestmögliche Anschmiegungsform aufweisen. Die beiden Berührungslinien sind die untere Mantellinie der oberen Walze und die obere Mantellinie der unteren Walze. Hierbei ist man weitgehend unabhängig davon, ob im anschließenden Betriebsfall die Walzengewicht teil- oder vollkompensiert werden.For the closing of the nips, it is to be regarded as ideal if the contact lines of the two nip N forming rollers which are to be moved towards one another have the best possible conforming shape. The two lines of contact are the lower surface line of the upper roller and the upper surface line of the lower roller. Here, one is largely independent of whether in the subsequent operating case, the roll weight are partially or fully compensated.
Die Anforderung, daß die untere Mantellinie der Walze i in ihrer Durchbiegungsamplitude f EU
Aufgrund der gleichen Biegelinien ist die Distanz XR der Walzen an den Ballenrändern
gleich der Distanz XM der Walzen in der Walzenmitte
d.h. die Walzenspaltdifferenz Δf = XR-XM ergibt sich zu
Zwischen der Durchbiegung fEM und dem Neigungswinkel α der Eigenbiegelinie am Ballenrand besteht nach bekannten Formeln eine feste Beziehung (bei Vernachlässigung der Schubverformung)
daraus folgt:
equal to the distance XM of the rolls in the roll center
ie the nip difference Δf = XR-XM results too
Between the deflection f EM and the angle of inclination α of the self-bending line at the edge of the bale, according to known formulas, a fixed relationship exists (neglecting shear deformation)
it follows:
Weiter gilt:
Da tan2α im Vergleich zu 1 immer sehr klein sein wird, gilt als zulässige Vereinfachung:
Damit wird
Um die ideale Anschmiegung, d.h. Δf = 0 zu erhalten, muß die Durchbiegung fEM der Walze i+1 gezielt kleiner sein als die der darüber liegenden Walze i. Wenn die Amplitude der Durchbiegung der unteren Mantellinie der oberen Walze i mit f EU
Die Größen f EU
daraus folgt:
it follows:
Wenn man diesen Ausdruck nach f EM
wobei f EU
where f EU
Damit kann man, wenn man mit der obersten Mittelwalze eines Kalanders beginnt (i = 2) den ganzen Walzenstapel in Bezug auf seine ideal differierenden Eigendurchbiegungen berechnen. Dies ist in der folgenden Tabelle niedergelegt, wobei gilt:
- AB = 10.000 mm
- MbML = 11.700 mm
- AB = 10,000 mm
- MbML = 11,700 mm
Der Walzenstapel hat zwölf Walzen, d.h. zwei durchbiegungseinstellbare Endwalzen und dazwischen Zwischenwalzen an den Walzenpositionen 2-11, die in bekannter Weise abwechselnd als harte und weiche Walzen ausgebildet sind. Bei den harten Walzen handelt es sich um Hartgußwalzen mit Durchmessern von 760/410 mm (Außendurchmesser, Innendurchmesser). Die weichen Walzen sind als GG-Rohrwalzen mit Kunststoffbezug ausgebildet und weisen einen Durchmesser von 825/800/428 mm (Außendurchmesser mit Bezug, Außendurchmesser ohne Bezug, Innendurchmesser) auf.The roll stack has twelve rolls, i. two deflection-adjustable end rollers and intermediate intermediate rollers at the roller positions 2-11, which are formed in a known manner alternately as hard and soft rollers. The hard rolls are chill rolls with diameters of 760/410 mm (outer diameter, inner diameter). The soft rolls are designed as GG tube rolls with plastic cover and have a diameter of 825/800/428 mm (outside diameter with reference, outside diameter without reference, inside diameter).
Man erkennt, daß sich bei der 11. Walze bereits eine Abweichung ΔfEM zur Walze 2 von 0,00237 mm ergeben hat.It can be seen that a deviation Δf EM to the
Diese erste Ansatz hat sich bereits weitgehend bewährt. Allerdings werden hierbei in erster Linie nur die Amplituden der Durchbiegungen aneinander angepaßt.This first approach has already been largely proven. However, only the amplitudes of the deflections are adapted to each other in the first place.
Weiter verbessern kann man die Vergleichmäßigung der Belastung im Nip dadurch, daß man bei den Mittelwalzen unterschiedliche Lagerabstände wählt oder einstellt. Das Einstellen kann beispielsweise nach einem Wechsel einer Walze erforderlich sein.To further improve the homogenization of the load in the nip in that one selects or sets different storage distances in the center rolls. The adjustment may be necessary, for example, after a change of a roller.
In Mehrwalzenkalandern sind einander benachbarte Walzen in der Regel nicht gleich. Dies bezieht sich nicht nur auf den ersten und auf den letzten Nip, die in der Regel von einer Zwischen- oder Mittelwalze und einer Durchbiegungseinstellwalze begrenzt sind, sondern auch auf die übrigen Nips, die von jeweils zwei Zwischenwalzen begrenzt werden. Beispielsweise haben die elastischen Walzen, d.h. die Walzen mit einer elastischen Oberfläche und die harten Walzen, d.h. die Walzen mit einer unnachgiebigen oder harten Oberfläche, unterschiedliche Schlankheitsgrade und Walzendurchmesser. Der Schlankheitsgrad ergibt sich aus dem Außendurchmesser Da dividiert durch die Arbeitsbreite AB.In Mehrwalzenkalandern adjacent rolls are usually not equal. This applies not only to the first and last nip, which are usually limited by an intermediate or center roll and a deflection roll, but also to the remaining nips, which are delimited by two intermediate rolls. For example, the elastic rolls, i. the rollers with an elastic surface and the hard rollers, i. the rollers with an unyielding or hard surface, different slenderness grades and roller diameters. The degree of slimming results from the outer diameter Da divided by the working width AB.
Die Schubverformung einer Walze ist unter anderem eine Funktion f des Schlankheitsgrades
mit MbML als Lagerabstand (Mitte bis Mitte Lager).The shear deformation of a roll is, among other things, a function of the slenderness degree
with MbML as bearing distance (middle to middle bearing).
Bei gemeinsamem Lagerabstand MbML von Mittelwalzen mit ungleichem
Auch wenn die Durchbiegungsamplituden in der Walzenmitte übereinstimmen, können sich unter Umständen die gefürchteten M- bzw. W-Profile im Streckenlastverlauf der Walzenspalte ergeben. Diese werden zwar bereits abgeschwächt, wenn man die Durchbiegungsamplituden aneinander anpaßt. Eine Verbesserung ergibt sich jedoch dann, wenn man die Lagerabstände MbML entsprechend wählt.Even if the deflection amplitudes in the middle of the roll coincide, the dreaded M or W profiles can sometimes result in the line load distribution of the nips. Although these are already mitigated, if one adapts the deflection amplitudes to each other. An improvement results, however, if one chooses the bearing distances MbML accordingly.
Hierbei wird angenommen, daß die Arbeitsbreite AB für alle Nips N gleich bleibt. Für zwei Nachbarwalzen i und i+1 gilt dann
oder aufgelöst nach MbML(i+1)
or resolved according to MbML (i + 1)
Außer vom Schlankheitsgrad
Diese Überlegungen sollen anhand des nachfolgenden Beispiels erläutert werden
Man erkennt, daß man einen Abstand in der Größenordnung von 17,4 mm erhält. Dies ist durchaus eine praktikable Größenordnung.It can be seen that one gets a distance of the order of 17.4 mm. This is quite a practicable order of magnitude.
Claims (11)
- Calender having a roll stack which has two end rolls and a plurality of intermediate rolls in between, two mutually adjacent rolls which each exhibit a deflection forming a nip during operation, characterized in that the deflections of adjacent rolls are different from one another, one of the second rolls adjacent to the convex side of a first roll exhibiting a smaller deflection than the first roll.
- Calender according to Claim 1, characterized in that adjacent rolls in each case exhibit a deflection in which an amplitude of the deflection of the envelope line on the convex side of the first roll substantially coincides with an amplitude of the deflection of the envelope line of the adjacent second roll on its concave side.
- Calender according to Claim 1 or 2, characterized in that, of mutually adjacent rolls, at least one has a force-introducing device.
- Calender according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the amplitude f EM
(i+1) of the deflection of the second roll depends on the amplitude f EM(i) of the deflection of the first roll in accordance with the following relationship:
whereAB = working widthMbML = bearing spacingD(i) = diameter of the first rollD(i+1) = diameter of the second rolli = index of the first rolli+1 = index of the second roll. - Calender according to one of Claims 1 to 4, characterized in that adjacent rolls have different bearing spacings if they differ from one another in at least one parameter.
- Calender according to Claim 5, characterized in that the difference in the bearing spacings lies in the range from 0.1% to 2%, based on the larger bearing spacing.
- Calender according to Claim 5 or 6, characterized in that the bearing spacing of at least one intermediate roll can be varied.
- Calender according to one of Claims 1 to 7, characterized in that all the rolls are mounted symmetrically with respect to the axial centre.
- Process for treating a web, which is led through a plurality of nips and has pressure applied to it there, each nip being formed by a first roll and a second roll adjacent to the first, characterized in that the deflections of the two rolls are chosen to be different.
- Process according to Claim 9, characterized in that the deflection of the first roll is controlled in such a way that the amplitude of the deflection of the envelope line on the convex side of the first roll coincides with the amplitude of the deflection of the envelope line on the concave side of the second roll.
- Process according to Claim 9 or 10, characterized in that, in the case of non-identical rolls, the bearing spacing of one roll is set differently from the bearing spacing of the other roll.
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