EP1225275A2 - Verfahren zum Betreiben eines Kalanders und Kalander - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Kalanders mit einem Walzenstapel aus mehreren in Pressenrichtung übereinander angeordneten Walzen angegeben, von denen mindestens eine als beheizte Walze (2-4) und mindestens zwei als weiche Walzen (5-8) mit einem Kunststoffbelag (9) ausgebildet sind, bei dem man eine Materialbahn durch geschlossene Nips (12-17), die zwischen einander benachbarten Walzen ausgebildet sind, führt und man in vorbestimmten Situationen durch Öffnen der Nips (12-17) in Pressenrichtung (11) jeweils einen Abstand zwischen benachbarten Walzen erzeugt. Ferner wird ein derartiger Kalander angegeben.

Man möchte die Barringbildung verringern können.

Hierzu verringert man in allen weichen Nips (12-17) zwischen einer weichen und einer beheizten Walze eine thermische Kopplung zwischen den beiden Walzen stärker verringert als durch Erzeugen des Abstands in Pressenrichtung (11). In jedem weichen Nip (12-17) eine Walze (5-8) eine Ausschubvorrichtung (20-23) auf und eine Steuereinrichtung (24) ist vorgesehen, mit der in allen weichen Nips (12-17) gleichzeitig eine der Walzen (5-8) in Ausfuhrstellung (5'-8') haltbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kalanders mit einem Walzenstapel aus mehreren in Pressenrichtung übereinander angeordneten Walzen, von denen mindestens eine als beheizte Walze und mindestens zwei als weiche Walzen mit einem Kunststoffbelag ausgebildet sind, bei dem man eine Materialbahn durch geschlossene Nips, die zwischen einander benachbarten Walzen ausgebildet sind, führt und man in vorbestimmten Situationen durch Öffnen der Nips in Pressenrichtung jeweils einen Abstand zwischen benachbarten Walzen erzeugt. Ferner betrifft die Erfindung einen Kalander mit einem Walzenstapel, der mehrere in Pressenrichtung übereinander angeordnete Walzen aufweist, von denen mindestens eine als beheizte Walze und mindestens zwei als weiche Walzen mit einem Kunststoffbelag ausgebildet sind, wobei jede weiche Walze mit der ihr benachbarten beheizten Walze einen weichen Nip bildet und mindestens eine Zwischenwalze eine Ausschubvorrichtung aufweist.

Derartige Kalander werden verwendet, um eine Materialbahn, insbesondere eine Papierbahn, zu satinieren. Zu diesem Zweck wird die Papierbahn durch die Nips des Walzenstapels geführt. Wenn die Nips geschlossen sind, was nach einem Aufführvorgang der Fall ist, wird die Papierbahn mit Druck und mit erhöhter Temperatur beaufschlagt. Hierbei wird die Papierbahn zum einen verdichtet. Zum anderen soll auch die Oberflächenqualität der Papierbahn verbessert werden. Hierzu werden in der Regel sogenannte weiche Nips verwendet, d.h. Nips oder Walzenspalte, die durch eine harte Walze und eine weiche Walze, d.h. eine Walze mit einer elastischen oder nachgiebigen Oberfläche, gebildet werden. Hierbei kann die harte Walze beheizt werden.

Beim Betrieb eines derartigen Kalanders ist es gelegentlich erforderlich, die Nips zu öffnen, beispielsweise um eine Walze auszutauschen. Hierbei möchte man die Spalthöhen der geöffneten Nips nicht zu groß machen, weil man andererseits beim Schnelltrennen kleine Wege haben möchte. Ein derartiges Schnelltrennen ist in manchen Notfällen erforderlich, beispielsweise beim Abriß der Papierbahn.

Man kann nun beobachten, daß nach einem Walzenwechsel gelegentlich Barrings auftreten, d.h. Querstreifen auf der satinierten Papierbahn, die sich periodisch wiederholen. Derartige Barringbildung führt, sobald die Querstreifen sichtbar sind, zu Ausschuß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Barringbildung zu verringern.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man in allen weichen Nips zwischen einer weichen und einer beheizten Walze eine thermische Kopplung zwischen den beiden Walzen stärker verringert als durch Erzeugen des Abstands in Pressenrichtung.

Man führt die Barringbildung also unter anderem darauf zurück, daß sich die nicht am Walzenwechsel beteiligten Walzen beim Stillstand des Kalanders verändern, insbesondere die weichen Walzen. Diese Veränderung wird darauf zurückgeführt, daß die beheizten Walzen beim Stillstand Wärme an den Kunststoffbelag der weichen Walze abgeben, was unter ungünstigen Umständen zu einer Verformung des Belages führen kann. Hierbei ist es nicht einmal erforderlich, daß der Belag schmilzt. Man vermutet, daß bereits eine gewisse Erweichung auf einem Teil des Umfangs zu Störungen führen kann, die sich später als Barrings auswirken. Im Gegensatz zu den früher verwendeten Papierwalzen, die aufgrund ihrer Markierungsempfindlichkeit eine relativ große Abdrehreserve hatten (im Durchschnitt betrug die Spalthöhe etwa 40 mm) und die deswegen beim Trennen auf einen relativ großen Abstand zu der beheizten Nachbarwalze aufwiesen, entstehen beim Öffnen eines Walzenstapels, bei dem die weichen Walzen mit einem Kunststoffbelag versehen sind, in der Regel allenfalls 10 mm große Spalte. Erschwerend kommt hinzu, daß man bei der Verwendung von weichen Walzen mit Kunststoffbelägen wesentlich höhere Oberflächentemperaturen der beheizten Walzen verwenden kann als bei Papierwalzen. Die hohe Temperatur bewirkt in Verbindung mit der kurzen Entfernung zwischen der beheizten und der weichen Walze eine relativ große thermische Kopplung. Wenn man nun diese thermische Kopplung, also den Einfluß der beheizten Walzen auf die weiche Walze, verringert, ergeben sich weniger Störungen bei der nachfolgenden Wiederaufnahme des Betriebs. Damit läßt sich die Barringbildung verringern.

Bevorzugterweise verringert man die thermische Kopplung nur dann, wenn ein Stillstand des Kalanders über mehr als eine vorbestimmte Zeitdauer zu erwarten ist. Damit trägt man der Tatsache Rechnung, daß eine thermische Beeinflussung der weichen durch die beheizten Walze nur dann schädlich ist, wenn sie über einen vorbestimmten Zeitraum hinaus andauert. Für viele Fälle kann man sich also das Verringern der thermischen Kopplung sparen. Man kann eine Liste von typischen Situationen erzeugen, in denen man die thermische Kopplung verringern sollte, beispielsweise den Wechsel einer Walze. Wenn hingegen nur die Papierbahn neu aufgeführt werden muß, ist das Verringern der thermischen Kopplung in der Regel nicht erforderlich.

Vorzugsweise verringert man die thermische Kopplung nach dem Öffnen der Nips. Man kann sich also beim Betrieb darauf beschränken, immer nur eine Aktion zu einer Zeit durchzuführen. Damit vereinfacht man die Steuerung.

Vorzugsweise bewegt man zur Verringerung der thermischen Kopplung in allen weichen Nips eine der beiden die weichen Nips bildenden Walzen seitlich zur Pressenrichtung aus dem Walzenstapel heraus. Während es bislang bekannt war, nur die auszutauschenden Walze aus dem Walzenstapel herauszubewegen, sorgt man nun beim Austausch einer Walze dafür, daß mehrere Walzen aus dem Walzenstapel heraus bewegt werden und zwar pro weichem Nip eine der beiden den Nip bildenden Walzen. Damit läßt sich die Entfernung zwischen der beheizten Walze und der weichen Walze soweit vergrößern, daß die thermische Kopplung auf einen ausreichend niedrigen Wert verringert worden ist. Hierbei ist es möglich, die herausbewegten Walzen bis in eine Ausbauposition zu verlagern, in der sie von einem Hallenkran ergriffen werden könnten. Eine derartige Position ist in den meisten Fällen ohnehin vorhanden. Es ist aber auch möglich, eine näher am Walzenstapel angeordnete Ruheposition vorzusehen, in die die nicht auszutauschenden Walzen beim Walzenwechsel bewegt werden, solange die thermische Kopplung klein genug bleibt.

Vorzugsweise bewegt man die Walzen senkrecht zu ihren Achsen aus dem Walzenstapel heraus. Dies hält die Strecken kurz, über die die Walzen bewegt werden.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß man die weichen Walzen bewegt. Die weichen Walzen haben in der Regel ein geringeres Gewicht als die beheizten harten Walzen. Darüber hinaus hat diese Ausgestaltung den Vorteil, daß die weichen Walzen einen Ort verlassen, der durch die beheizten Walzen bereits aufgeheizt worden ist.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann man in einer bevorzugten Ausgestaltung jeweils ein Wärmeschutzschild in die weichen Nips einführen. Da der größte Teil der Wärme von den beheizten auf die weichen Walzen durch Strahlung übertragen wird, kann das Wärmeschutzschild relativ einfach aufgebaut sein. In der Regel reicht es aus, daß das Wärmeschutzschild die Wärmestrahlung abschwächt oder unterbindet. Beispielsweise kann das Wärmeschutzschild eine der beheizten Walze zugewandte Seite aufweisen, die die Wärmestrahlung reflektiert.

Die Aufgabe wird bei einem kalander der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in jedem weichen Nip eine Walze eine Ausschubvorrichtung aufweist und eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, mit der in allen weichen Nips gleichzeitig eine der Walzen in Ausfuhrstellung haltbar ist.

Mit dieser Ausgestaltung kann man dafür sorgen, daß bei einem Walzenwechsel aus jedem weichen Nip eine Walze in einer Ausfuhrstellung gehalten wird, in der sie nicht mehr im Walzenstapel angeordnet ist. In dieser Ausfuhrstellung ist die thermische Kopplung zwischen der weichen Walze und der beheizten Walze drastisch verringert. Die Gefahr, daß sich der Belag der weichen Walze verformt, ist also klein.

Vorzugsweise sind die weichen Walzen in Ausfuhrstellung haltbar. Die weichen Walzen haben, wie oben ausgeführt, in der Regel ein geringeres Gewicht, so daß man zum Halten der weichen Walzen in der Ausfuhrstellung entsprechend weniger Kraft benötigt.

Vorzugsweise ist die Pressenrichtung gegenüber der Vertikalen geneigt. Das hat den Vorteil, daß auch die aus dem Walzenstapel heraus bewegten Walzen die Bewegung der auszutauschenden Walze nicht stört.

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

die einzige Figur

einen Kalander in schematischer Darstellung.

Ein Kalander 1 weist einen Walzenstapel aus mehreren Walzen, im vorliegenden Fall sieben Walzen, auf, nämlich drei beheizten Zwischenwalzen 2, 3, 4, zwei weichen Zwischenwalzen 5, 6 und zwei weichen Endwalzen, nämlich eine Oberwalze 7 und eine Unterwalze 8. Der gesamte Walzenstapel mit den Walzen 2-8 ist gegenüber der Vertikalen um einen Winkel von etwa 45° geneigt. Die weichen Walzen 5-8 weisen, wie dies lediglich schematisch dargestellt ist, einen Belag 9 aus einem Kunststoff auf. Die Beheizung der harten Walzen 2, 3, 4 ist schematisch durch periphere Bohrungen 10 dargestellt.

Die Walzen 2-8 können in einer Pressenrichtung 11 zusammengefahren werden und bilden dann Nips 12-17, durch die eine nicht näher dargestellte Materialbahn, beispielsweise eine Papierbahn geführt werden kann, um mit erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur beaufschlagt zu werden.

Von Zeit zu Zeit ist es erforderlich, eine der Walzen auszutauschen, d.h. eine Walze aus dem Walzenstapel zu entnehmen und dafür eine andere Walze einzusetzen. Zu diesem Zweck werden die Walzen 2-8 in Pressenrichtung 11 auseinandergefahren, so daß sich die Nips 12-17 öffnen und eine Spalthöhe von etwa 10 mm entsteht. Der dadurch gebildete Abstand zwischen benachbarten Walzen ist notwendig, damit die auszubauende Walze beim Ausbau einen gewissen Bewegungsspielraum hat.

Allerdings reicht dieser Abstand nicht aus, um zu verhindern, daß die beheizten Walzen 2, 3, 4 nach wie vor Wärme an ihre benachbarte weiche Walze 7-8 abgeben. Die Temperatur der beheizten Walzen 2, 3, 4 läßt sich nämlich nicht schlagartig absenken. Man kann davon ausgehen, daß die beheizten Walzen 2, 3, 4 während der Dauer eines Walzenwechsels der weichen Walzen 5-8 ihre Temperatur im wesentlichen beibehalten.

Um dennoch die thermische Beeinflussung der weichen Walzen 5-8 durch die beheizten Walzen 2-4 zu verringern, ist vorgesehen, daß man die weichen Walzen 5-8 senkrecht zur Pressenrichtung 11 aus dem Walzenstapel herausfährt, so daß die weichen Walzen 5-8 ihre gestrichelt dargestellten Ruhepositionen 5', 6', 7', 8' einnehmen. In diesen Ruhepositionen sind sie soweit von den beheizten Walzen 2, 3, 4 entfernt, daß eine Wärmeübertragung, die zu schädlichen Auswirkungen führen könnte, vermieden wird.

Da die meiste Wärme von den beheizten Walzen 2-4 auf die weichen Walzen 5-8 durch Wärmestrahlung übertragen wird, und die Strahlungsdichte mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt, reichen bereits relativ kleine Verschiebungen der weichen Walzen 5-8 aus, um die thermische Kopplung herabzusetzen. Wenn man beispielsweise die weichen Walzen 5-8 um etwa 30 bis 40 cm aus dem Walzenstapel herausfährt, wird die Erwärmung des Belages 9 durch die beheizten Walzen 2-4 nicht mehr kritisch sein.

Zusätzlich kann man dafür sorgen, daß zwischen den beheizten Walzen 2-4 und den weichen Walzen 5-8 ein Wärmeschutzschild 18 angeordnet ist, wie dies schematisch zwischen den Walzen 4, 8 zu erkennen ist. Ein derartiges Wärmeschutzschild sollte hauptsächlich die Strahlung zwischen der beheizten Walze und der weichen Walze unterbrechen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Betreiben eines Kalanders mit einem Walzenstapel aus mehreren in Pressenrichtung übereinander angeordneten Walzen, von denen mindestens eine als beheizte Walze und mindestens zwei als weiche Walzen mit einem Kunststoffbelag ausgebildet sind, bei dem man eine Materialbahn durch geschlossene Nips, die zwischen einander benachbarten Walzen ausgebildet sind, führt und man in vorbestimmten Situationen durch Öffnen der Nips in Pressenrichtung jeweils einen Abstand zwischen benachbarten Walzen erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß man in allen weichen Nips zwischen einer weichen und einer beheizten Walze eine thermische Kopplung zwischen den beiden Walzen stärker verringert als durch Erzeugen des Abstands in Pressenrichtung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die thermische Kopplung nur dann verringert, wenn ein Stillstand des Kalanders über mehr als eine vorbestimmte Zeitdauer zu erwarten ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die thermische Kopplung nach dem Öffnen der Nips verringert.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Verringerung der thermischen Kopplung in allen weichen Nips eine der beiden die weichen Nips bildenden Walzen seitlich zur Pressenrichtung aus dem Walzenstapel heraus bewegt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Walzen senkrecht zu ihren Achsen aus dem Walzenstapel heraus bewegt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die weichen Walzen bewegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man jeweils ein Wärmeschutzschild in die weichen Nips einführt.
8. Kalander mit einem Walzenstapel, der mehrere in Pressenrichtung übereinander angeordnete Walzen aufweist, von denen mindestens eine als beheizte Walze und mindestens zwei als weiche Walzen mit einem Kunststoffbelag ausgebildet sind, wobei jede weiche Walze mit der ihr benachbarten beheizten Walze einen weichen Nip bildet und mindestens eine Zwischenwalze eine Ausschubvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem weichen Nip (12-17) eine Walze (5-8) eine Ausschubvorrichtung (20-23) aufweist und eine Steuereinrichtung (24) vorgesehen ist, mit der in allen weichen Nips (12-17) gleichzeitig eine der Walzen (5-8) in Ausfuhrstellung (5'-8') haltbar ist.
9. Kalander nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die weichen Walzen (5-8) in Ausfuhrstellung (5'-8') haltbar sind.
10. Kalander nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pressenrichtung (11) gegenüber der Vertikalen geneigt.

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