EP1275775A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kalanders - Google Patents

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EP1275775A1
EP1275775A1 EP02014377A EP02014377A EP1275775A1 EP 1275775 A1 EP1275775 A1 EP 1275775A1 EP 02014377 A EP02014377 A EP 02014377A EP 02014377 A EP02014377 A EP 02014377A EP 1275775 A1 EP1275775 A1 EP 1275775A1
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EP
European Patent Office
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roll
roller
wavelength
barring
offset
Prior art date
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EP02014377A
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English (en)
French (fr)
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EP1275775B1 (de
Inventor
Eva Dr.-Ing. Scheideler
Rolf Dr.-Ing. Van Haag
Robert Dipl.-Ing. Wolf
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/0073Accessories for calenders
    • D21G1/008Vibration-preventing or -eliminating devices
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00Calenders; Smoothing apparatus

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a Calender with a roll stack, the two end rolls and having a plurality of intermediate rolls therebetween abut each other in a press direction, whereby at least one roller has an elastic surface.
  • Calenders of this type are used in particular for calendering used by paper or cardboard webs.
  • the invention is based on the treatment of a paper web described. But it is in the same way other material webs applicable, where similar Problems occur.
  • the soft roller When the barring is formed, the soft roller is changed on their elastic surface. It is still did not finally clarify exactly how this change looks.
  • the following options are currently accepted:
  • the roller gets a ripple on the surface, i.e. a mountain and valley structure, the roller becomes polygonal or the roller gets alternately in the circumferential direction Zones of different surface quality, for example different roughness.
  • Zones of different surface quality for example different roughness.
  • the periodic barring formation running in the axial direction Strip on the circumference of the roller.
  • Appropriate Stripes then appear on the paper web, at the latest from the time the strips become visible the paper web is to be regarded as a committee.
  • the appearance of the barring is also from smoothing works known, that is, from calenders made exclusively from hard rollers are formed. However, that took Formation of the barrier on the paper web is essential longer. It is believed that barring formation affects others Causes, in particular faults in the paper web.
  • plastic-covered rollers With the use of plastic-covered rollers is one new type of barring emerged, which is in relative terms short time pattern on the surface of the soft Emboss rollers.
  • the object of the invention is the service life a soft roller.
  • This task is carried out in a method of the type mentioned at the beginning Art solved in that when a Barring pattern on the circumference of a soft roller one wavelength of the barring pattern is determined and dependent from this wavelength a roll offset one soft roller transversely to the direction of the press.
  • a stack of rolls made up of several rolls has a variety of natural frequencies.
  • natural frequencies are not the natural frequencies of the individual rollers for itself, such as natural bending frequencies, but the natural vibration forms that result from the vibrating Roll masses on the spring and damper systems of the interposed plastic coverings of the "soft" Rolls result.
  • a running calender creates excitation forces, whose frequencies are multiples of Assemble roller speeds. These excitation forces can inhomogeneities, anisotropies or geometry errors (Out of roundness). You can also Paper thickness fluctuations in the calender Excite the paper web the stack of rollers. One in the Calender incoming paper web is before the smoothing process still very rough. In addition, a paper web is never free of Surface weight or thickness fluctuations.
  • a roll offset is preferably carried out, the is smaller than the wavelength.
  • This approach has several advantages. Firstly, the offset movement limited, i.e. Interference caused by a distance the roll from the roll plane of the calender, are kept small. On the other hand, there are structural ones or handling measures that one for the roll offset must be limited. Essentially you could theoretically change the roll offset Increase integer multiples of the wavelengths. The Limitation to the smallest possible distance brings but the advantages mentioned above.
  • the path length difference is basically the runtime difference between two nips. If you look at each of these two Nips half of the path length difference, then it is sufficient to reduce the roller by half to offset this path length difference. With that Offset movements of the roller extremely small held. You have to make the offset relatively precisely. However, this is as described below will be possible without any problems.
  • a path length difference of a quarter wavelength when replacing a roller against an identical replacement roller is assumed that the same vibration phenomena occur. Because with one Replacement roller but no barring pattern emerged elimination is not necessary either. One can therefore take "prevention” and by offset the roller versus a situation in which Barring patterns have formed, make sure that the Barring pattern does not form. You are with this Procedure does not ensure that forms another barring pattern. The probability however, this is reduced. If another one Barring pattern forms, you can use this again remove the measures described above. The service life the roller is definitely raised.
  • the roll offset is preferably taken by changing the length a lever on which the roller is mounted is. This is a relatively simple measure to take Shift roller. The roller can then again for some Time to stay firmly in position by the change in length of the lever has been determined.
  • This Spacer can be adjusted relatively precisely to the wavelength become. By choosing a suitable distance piece the corresponding offset can then be made with sufficient Effect accuracy.
  • Fig. 1 shows schematically a calender 1 with two end rolls 2, 3, which are designed as deflection rollers and three center rollers 4-6, which together form one Form the roll stack.
  • the roll stack has a roll plane 7, in which the axes of all rollers 2 - 6 lie when the rollers 2 - 6 are arranged exactly one above the other are.
  • this roller plane 7 lies for the
  • press direction i.e. the direction in which the reels 2-6 pressed against each other.
  • rollers 2 - 6 form during operation of the calender in known manner nips 10-13, through which one to be treated Material web is guided. All nips are here formed as so-called soft nips because they are from a hard and limited by a soft roller.
  • the roller 5 is mounted on a lever 14 which in a Chair of the calender, not shown is articulated.
  • the roller 5 Bearing housing 15 on a bearing surface 16 of the Lever 14 screwed or otherwise secured can be.
  • roller 5 in the position shown in dashed lines. If one now realizes that one is in this position Then forms barring patterns on the surface the roller 5 is offset by the distance X by between the bearing surface and the bearing housing 15 a spacer 17 is inserted.
  • the thickness of the spacer 17 is then the distance X.
  • This distance X can be calculated with a relatively high accuracy can be set. The This distance X is determined using FIG. 3 explained.
  • roller 3 shows the roller 5, the one above it Roller 4 and the roller 6 below.
  • the original barring pattern is one wavelength U / n, where U is the circumference of the roller 5, then has the new barring pattern may be a wavelength of U / (n ⁇ 1). Until such a new barring pattern but so far that it bothers some that passes Time.
  • rollers are actually identical in all parameters are, even if a replacement roller identical to the roller to be replaced.
  • a static roll offset which is based on the wavelength of the Barring pattern on the Oriented surface of the roller to be replaced, a Extend the service life of the replacement roller. can if, for example, the replacement roller by one eighth wavelength ⁇ / 8 offset from the roller plane 7, see above that the distance between the two nips is ⁇ / 4 enlarged on one side and on the other reduced. Even if the replacement roller is not with exactly the same response to the vibrations of the Reacts to calenders, one can extend the Service life compared to a simple exchange without one such measure.

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  • Machines For Manufacturing Corrugated Board In Mechanical Paper-Making Processes (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Kalanders mit einem Walzenstapel (2-6) angegeben, der zwei Endwalzen (2,3) und dazwischen mehrere Mittelwalzen (4-6) aufweist, die in einer Pressenrichtung aneinander anliegen, wobei mindestens eine Walze (2,3,5) eine elastische Oberfläche (9) aufweist. Man möchte die Standzeit der elastischen Walze erhöhen können. Hierzu ermittelt man bei Auftreten eines Barring-Musters am Umfang einer weichen Walze eine Wellenlänge des Barring-Musters und nimmt in Abhängigkeit von dieser Wellenlänge einen Walzenversatz einer weichen Walze quer zur Pressenrichtung vor. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kalanders mit einem Walzenstapel, der zwei Endwalzen und dazwischen mehrere Mittelwalzen aufweist, die in einer Pressenrichtung aneinander anliegen, wobei mindestens eine Walze eine elastische Oberfläche aufweist.
Derartige Kalander werden insbesondere zum Satinieren von Papier- oder Kartonbahnen verwendet. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Behandlung einer Papierbahn beschrieben. Sie ist aber in gleicher Weise bei anderen Materialbahnen anwendbar, bei denen ähnliche Probleme auftreten.
Beim Satinieren einer Papierbahn wird die Papierbahn durch den Kalander geleitet und in Nips, die zwischen einer harten und einer weichen Walze, d.h. einer Walze mit elastischer Oberfläche, gebildet sind, mit erhöhtem Druck und gegebenenfalls auch mit erhöhter Temperatur beaufschlagt. Bei Kalandern neuerer Bauart, beispielsweise den "Janus-Kalandern", kommen Walzen zum Einsatz, die mit einem Kunststoffbelag bezogen sind. Man kann nun beobachten, daß es in vielen Fällen nach einer gewissen Betriebszeit zu Querstreifen auf der Papierbahn kommt. Sobald diese Streifen sichtbar werden, ist die Papierbahn unbrauchbar und bildet Ausschuß. Die Ursachen dieser sogenannten Barring-Bildung sind derzeit noch nicht restlos geklärt. Man nimmt aber an, daß es sich hierbei um Auswirkungen einer Schwingungserscheinung handelt. Schwingungen sind in einem Kalander aber praktisch unvermeidbar.
Bei der Barring-Bildung wird die weiche Walze verändert und zwar an ihrer elastischen Oberfläche. Es ist noch nicht abschließend geklärt, wie diese Veränderung genau aussieht. Man nimmt derzeit folgende Möglichkeiten an: Die Walze bekommt eine Welligkeit an der Oberfläche, d.h. eine Berg- und Talstruktur, die Walze wird vielekkig oder die Walze bekommt in Umfangsrichtung abwechselnd Zonen unterschiedlicher Oberflächengüte, beispielsweise unterschiedlicher Rauhigkeit. Unabhängig von der konkreten Art der Veränderung zeigen sich nach der Barring-Bildung periodische, in Axialrichtung verlaufende Streifen am Umfang der Walze. Entsprechende Streifen zeigen sich dann an der Papierbahn, wobei spätestens ab dem Sichtbarwerden der Streifen die Papierbahn als Ausschuß zu betrachten ist.
Wenn eine Barring-Erscheinung auftritt, muß die Walze, die die Barring-Bildung verursacht, ausgebaut und überschliffen oder abgedreht werden. Die Standzeit einer derartigen weichen Walze ist also begrenzt.
Die Erscheinung des Barrings ist auch von Glättwerken bekannt, also von Kalandern, die ausschließlich aus harten Walzen gebildet sind. Allerdings dauerte die Ausbildung des Barrings auf der Papierbahn wesentlich länger. Man nimmt an, daß die Barring-Bildung auf andere Ursachen zurückzuführen ist, insbesondere Störungen in der Papierbahn.
In "Calender Vibration - A Simulation Study and a Cure", Tappi Journal, Vol. 52, No. 7, July 1969, Seiten 1356 bis 1361, wird vorgeschlagen, eine Leitwalze so auszugestalten, daß ihre Position relativ zum Walzenstapel veränderbar ist. Damit soll eine Durchmesserveränderung einer Walze simuliert werden.
"Calender barring on paper machines - practical conclusions and recommendations", Tappi Journal, Vol. 58, No. 8, August 1975, Seiten 147 bis 151, geht von einer ähnlichen Lösung aus, wobei alternativ vorgeschlagen wird, die Walzen zwischen 20 und 60 mm relativ zum Walzenstapel zu versetzen. Dieser Versatz hat allerdings den Nachteil, daß er die Geometrie des Walzenstapels relativ stark ändert, was sich negativ auf die Strekkenlasten und die Streckenlastverteilungen in den einzelnen Nips auswirken kann.
Mit dem Einsatz von kunststoffbezogenen Walzen ist eine neue Art von Barring entstanden, bei dem sich in relativ kurzer Zeit Muster auf der Oberfläche der weichen Walzen einprägen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standzeit einer weichen Walze zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man bei Auftreten eines Barring-Musters am Umfang einer weichen Walze eine Wellenlänge des Barring-Musters ermittelt und in Abhängigkeit von dieser Wellenlänge einen Walzenversatz einer weichen Walze quer zur Pressenrichtung vornimmt.
In der Regel läßt sich ein Barring-Muster auf der Oberfläche einer Walze schon feststellen, bevor sich dieses Barring-Muster in Form von Querstreifen in die Papierbahn einprägt. Wenn man also rechtzeitig Maßnahmen ergreift, um die stärkere Ausprägung des Barring-Musters zu stören, dann läßt sich die Standzeit der Walze erhöhen. Hierbei geht man von folgenden Überlegungen aus:
Ein Walzenstapel, der aus mehreren Walzen gebildet ist, hat eine Vielzahl von Eigenfrequenzen. Hierbei sind nicht die Eigenfrequenzen der einzelnen Walzen für sich, wie etwa Biegeeigenfrequenzen, gemeint, sondern die Eigenschwingungsformen, die sich aus den schwingenden Walzenmassen auf den Feder- und Dämpfersystemen der dazwischengeschalteten Kunststoffbeläge der "weichen" Walzen ergeben. Ein laufender Kalander erzeugt Erregerkräfte, deren Frequenzen sich aus dem Vielfachen der Walzendrehzahlen zusammensetzen. Diese Erregerkräfte können in Inhomogenitäten, Anisotropien oder Geometriefehlern (Unrundheiten) begründet sein. Ebenfalls können Papierdickenschwankungen der den Kalander durchlaufenden Papierbahn den Walzenstapel anregen. Eine in den Kalander einlaufende Papierbahn ist vor dem Glättprozeß noch sehr rauh. Zudem ist eine Papierbahn nie frei von Flächengewichts- bzw. Dickenschwankungen. Analysiert man diese Schwankungen mit Hilfe einer FFT-Analyse auf ihre Frequenzen, so stellt man in der Regel ein breitbandiges Rauschen fest, in dem sämtliche Frequenzen enthalten sind. Trifft eine dieser Erregerfrequenzen auf eine Eigenfrequenz, so antwortet das Schwingungssystem des Kalanders mit vergrößerten Schwingungsausschlägen. Aufgrund der Vielzahl der möglichen Erreger und der Vielzahl der möglichen Eigenschwingungsformen lassen sich diese Resonanzstellen konstruktiv nicht umgehen. In der Regel ist das Schwingungssystem auch so stark gedämpft und die Erregerkräfte sind so klein, daß die resultierenden Schwingbewegungen unmittelbar nicht störend sind. Über einen mehr oder weniger langen Zeitraum prägen sich diese Schwingbewegungen jedoch in die Kunststoffbeläge der elastischen Walzen ein.
Üblicherweise werden die zur Eigenfrequenz nächstliegenden ganzzahligen Vielfachen der Walzendrehfrequenz als Muster auf den Walzen eingeprägt. Hierdurch erfolgt eine Rückkopplung der Schwingung. Die Schwingungsausschläge nehmen dann exponentiell zu. Sie äußern sich einerseits in einem erhöhten Schallpegel (bis mehr als 120 dB(A)) und andererseits in periodischen Dickenschwankungen der durchlaufenden Papierbahn. In der Praxis werden unterschiedliche Zeiträume beobachtet, in denen sich diese Rückkopplungserscheinungen, die sich in Barrings äußern, ausbilden. Meist vergehen einige Tage oder Wochen, bis diese Erscheinung so stark angewachsen ist, daß sie den Produktionsprozeß stört.
Wenn man nun die Barring-Muster auf der Oberfläche der Walze analysiert, stellt man fest, daß es sich hierbei um ein Wellenmuster handelt, bei dem die Wellenlänge ein ganzzahliger Bruchteil des Walzenumfanges ist. Man kann nun diese Information auswerten und die Walze quer zur Pressenrichtung um einen Betrag versetzen, in den diese Wellenlängeninformation einfließt. Da man gezielt die Wellenlängeninformation verwendet, kann der Versatz der Walze dann wieder für einige Zeit konstant gehalten werden. Ein Versatz ist daher nur in größeren Abständen erforderlich. Man kann nun den Kalander betreiben, bis sich ein Barring-Muster an der Oberfläche so stark ausgebildet hat, daß Störungen in absehbarer Zeit zu befürchten sind. Das Auftreten eines derartigen Barring-Musters läßt sich beispielsweise durch Vibrations- oder Schwingungsmessungen an dem Kalander oder sogar an jeder einzelnen Walze feststellen. Wenn man dann den Walzenversatz zu einem Zeitpunkt vornimmt, der kurz vor einem "kritischen" Zeitpunkt liegt, an dem die Walze eigentlich ausgetauscht werden müßte, dann kann man erreichen, daß sich das Barring-Muster umprägt oder sogar ganz verschwindet, so daß man die Standzeit der Walze durch einen einmaligen Versatzvorgang fast verdoppeln, in der Regel aber um mindestens 30 % verlängern kann.
Vorzugsweise nimmt man einen Walzenversatz vor, der kleiner als die Wellenlänge ist. Diese Vorgehensweise hat mehrere Vorteile. Zum einen wird die Versatzbewegung begrenzt, d.h. Störungen, die sich durch eine Entfernung der Walze aus der Walzenebene des Kalanders ergeben, werden klein gehalten. Zum anderen sind die baulichen oder handhabungsmäßigen Maßnahmen, die man für den Walzenversatz treffen muß, begrenzt. Im Grunde genommen könnte man den Walzenversatz theoretisch auch um ganzzahlige Vielfache der Wellenlängen vergrößern. Die Beschränkung auf die kleinstmögliche Strecke bringt aber die obengenannten Vorteile.
Bevorzugterweise nimmt man einen Walzenversatz an der Walze vor, an der das Barring-Muster auftritt. Damit beseitigt man die Störung unmittelbar am Ort der Entstehung. Insbesondere bei Mittelwalzen kann man dann zwei Nips für die Beseitigung der Barring-Muster verwenden.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, daß man einen Walzenversatz vornimmt, der auf der Oberfläche der Walze einen Wellenlängenunterschied von einer halben Länge in einem ersten Fall und von einer viertel Wellenlänge in einem zweiten Fall bewirkt, wobei im ersten Fall ein Barring-Muster an der Oberfläche der Walze aufgetreten ist, das beseitigt werden soll, und im zweiten Fall eine Beseitigung nicht erforderlich ist. Bei dieser Vorgehensweise geht man davon aus, daß das Barring-Muster an der Oberfläche der Walze durch eine Schwingung entstanden ist, bei der die Nachbarwalze bzw. die Nachbarwalzen immer an bestimmten Punkten am Umfang der Walze eine starke Belastung auf die Walze ausüben und an anderen Punkten, die um eine halbe Wellenlänge dazu versetzt sind, eine weniger starke Belastung. Mittelwalzen, bei denen die Ausbildung derartiger Barring-Muster besonders häufig zu beobachten ist, werden darüber hinaus durch das Zusammenwirken beider Nachbarwalzen belastet. Wenn man nun den Weg auf der Walzenoberfläche zwischen zwei Nips um eine halbe Wellenlänge verändert, also um eine halbe Wellenlänge verlängert oder verkürzt, dann werden sich bei ansonsten unveränderten Bedingungen die "Wellenberge" immer am Ort der höchsten Belastung und die "Wellentäler" am Ort der niedrigsten Belastung befinden. Das Barring-Muster wird sich auf diese Art und Weise relativ schnell umprägen. Man nimmt damit zwar in Kauf, daß sich ein neues Barring-Muster bildet. Die Zeit, die zum Verschwinden des "alten" Barring-Musters erforderlich ist und die Zeit, die zur Ausbildung des "neuen" Barring-Musters verwendet wird, verlängert jedoch die Standzeit der Walze. Wenn eine Beseitigung des Barring-Musters (noch) nicht erforderlich ist, dann kann man auch vorsehen, daß man den Weg auf der Walzenoberfläche zwischen zwei Nips nur um eine viertel Wellenlänge verändert. Wenn sich zuvor Barring-Muster gebildet haben, die ein tolerierbares Maß noch nicht überschritten haben, dann ist eine Beseitigung von Barring-Mustern vielfach gar nicht erforderlich.
Vorzugsweise nimmt man einen Walzenversatz um die Hälfte des Weglängenunterschieds vor, wenn es sich bei der Walze um eine Mittelwalze handelt. Der Weglängenunterschied ist im Grunde genommen der Laufzeitunterschied zwischen zwei Nips. Wenn man nun jedem dieser beiden Nips die Hälfte des Weglängenunterschiedes zurechnet, dann reicht es aus, die Walze insgesamt um die Hälfte dieses Weglängenunterschiedes zu versetzen. Damit werden Versatzbewegungen der Walze außerordentlich klein gehalten. Man muß den Versatz zwar relativ genau vornehmen. Dies ist aber, wie weiter unten beschrieben werden wird, problemlos möglich.
Vorzugsweise stellt man einen Weglängenunterschied von einer viertel Wellenlänge beim Austausch einer Walze gegen eine baugleiche Ersatzwalze ein. Bei einer baugleichen Ersatzwalze ist davon auszugehen, daß die gleichen Schwingungserscheinungen auftreten. Da bei einer Ersatzwalze aber noch kein Barring-Muster entstanden ist, ist eine Beseitigung auch nicht erforderlich. Man kann daher eine "Prävention" treffen und durch Versatz der Walze gegenüber einer Situation, in der sich Barring-Muster gebildet haben, dafür sorgen, daß sich das Barring-Muster eben nicht bildet. Man ist bei dieser Vorgehensweise zwar nicht davor gesichert, daß sich ein anderes Barring-Muster bildet. Die Wahrscheinlichkeit dafür ist jedoch verringert. Falls sich ein anderes Barring-Muster bildet, kann man dieses wieder mit den oben beschriebenen Maßnahmen beseitigen. Die Standzeit der Walze wird auf jeden Fall erhöht.
Bevorzugterweise nimmt man den Walzenversatz durch Längenänderung eines Hebels vor, an dem die Walze gelagert ist. Dies ist eine relativ einfache Maßnahme, um die Walze zu verlagern. Die Walze kann dann wieder für einige Zeit fest an der Position verbleiben, die durch die Längenänderung des Hebels festgelegt worden ist.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß man ein Distanzstück zwischen Walzenlager und Hebel einsetzt. Dieses Distanzstück kann relativ genau auf die Wellenlänge angepaßt werden. Durch Wahl eines geeigneten Distanzstükkes läßt sich dann der entsprechende Versatz mit ausreichender Genauigkeit bewirken.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1
eine schematische Darstellung eines Kalanders,
Fig. 2
eine Möglichkeit zur Einstellung des Versatzes und
Fig. 3
eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Ausbildung eines Barring-Musters.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Kalander 1 mit zwei Endwalzen 2, 3, die als Durchbiegungswalzen ausgebildet sind, und drei Mittelwalzen 4 - 6, die zusammen einen Walzenstapel bilden. Der Walzenstapel weist eine Walzenebene 7 auf, in der die Achsen aller Walzen 2 - 6 liegen, wenn die Walzen 2 - 6 exakt übereinander angeordnet sind. In dieser Walzenebene 7 liegt für die Zwecke der nachfolgenden Beschreibung auch die Pressenrichtung, d.h. die Richtung, in der die Walzen 2 - 6 gegeneinander gedrückt werden.
Weitere Einzelheiten des Kalanders sind nur schematisch dargestellt, wie ein Antrieb 8, oder ganz weggelassen, wie Mittel zur Beheizung von einzelnen Walzen. Die beiden Endwalzen 2, 3 und die mittlerste Walze 5 weisen aber einen elastischen Belag 9 auf, der übertrieben dick dargestellt ist.
Die Walzen 2 - 6 bilden beim Betrieb des Kalanders in bekannter Weise Nips 10 - 13, durch die eine zu behandelnde Materialbahn geführt wird. Alle Nips sind hier als sogenannte weiche Nips ausgebildet, da sie von einer harten und von einer weichen Walze begrenzt werden.
Im Betrieb kann man nun beobachten, daß sich auf den weichen Walzen Oberflächenmuster ausbilden, die sich, wenn sie eine kritische Größe überschritten haben, in die Papierbahn einprägen. Um ein derartiges Barring-Muster zu vermeiden oder ein bereits entstandenes Barring-Muster zurückzubilden, ist nun vorgesehen, daß man die betreffende Walze, im vorliegenden Fall die mittlere Walze 5, um eine Strecke X gegenüber der Walzenebene 7 versetzt. Die Vorgehensweise hierfür soll im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert werden.
Die Walze 5 ist an einem Hebel 14 gelagert, der in einer nicht näher dargestellten Stuhlung des Kalanders gelenkig aufgehängt ist. Hierbei weist die Walze 5 ein Lagergehäuse 15 auf, das an einer Lagerfläche 16 des Hebels 14 festgeschraubt oder auf andere Weise befestigt werden kann. In diesem Fall befindet sich die Walze 5 in der gestrichelt dargestellten Position. Wenn man nun feststellt, daß sich in dieser Position ein Barring-Muster an der Oberfläche ausbildet, dann wird die Walze 5 um die Entfernung X versetzt, indem zwischen die Lagerfläche und das Lagergehäuse 15 ein Distanzstück 17 eingeschoben wird. Hierzu wird das Lagergehäuse 15 von der Lagerfläche 16 gelöst, das Distanzstück 17 eingeschoben und das Lagergehäuse 15 wieder am Hebel 14 befestigt. Die Dicke des Distanzstücks 17 ist dann die Entfernung X. Diese Entfernung X kann mit einer relativ großen Genauigkeit eingestellt werden. Die Ermittlung dieser Entfernung X wird anhand von Fig. 3 erläutert.
In Fig. 3 dargestellt sind die Walze 5, die darüber befindliche Walze 4 und die darunter befindliche Walze 6.
Mit übertrieben großen Amplituden sind verschiedene Bezugswelligkeiten dargestellt und zwar eine Welligkeit, bei der sieben Wellen um den Umfang der Walze 5 herumlaufen, eine mit acht Wellen und eine mit neun Wellen. Die Anzahlen n = 7, 8, 9 wurden aus Gründen der Übersicht gewählt. Bei realen Walzen werden sich über den Umfang der Walze entsprechend mehr Wellen einstellen, beispielsweise in der Größenordnung von 30 bis 50. Bei derart vielen Wellen, die um den Umfang der Walze 5 verlaufen, kann man in erster Näherung davon ausgehen, daß bei einer kleinen Versatzbewegung der Walze 5 gegenüber der Walzenebene 7, die kleiner ist als eine Wellenlänge, die Krümmung der Walze 5 keine Rolle spielt.
Wenn ein Barring-Muster mit einer Wellenlänge λ aufgetreten ist, versetzt man nun die Walze 5 gegenüber der Walzenebene 7, d.h. gegenüber den Nips 11, 12 so, daß die Entfernung zwischen den beiden Nips 11, 12 auf der einen Seite um eine halbe Wellenlänge λ/2 vergrößert und auf der anderen Seite um diese halbe Wellenlänge λ/2 verkleinert wird. Hierzu ist lediglich ein Versatz X erforderlich, der X = λ/4 entspricht, weil sich dadurch der gewünschte Weglängenunterschied zwischen den beiden Nips 11, 12 ergibt.
Bei einem Weglängenunterschied von λ/2 entsteht an den Punkten des Umfangs der Walze 5, die zuvor stark belastet worden sind und wo sich dementsprechend Wellentäler ausgebildet haben, keine Belastung. Diese Belastung entsteht vielmehr an den Wellenbergen, an denen bisher die entsprechende Belastung gefehlt hat. Die Belastungen ergeben sich durch die Schwingungsbewegungen der drei Walzen 4, 5, 6 relativ zueinander. Man kann durch einen Weglängenunterschied von λ/2 also erreichen, daß sich ein bereits ausgebildetes Barring-Muster wieder umprägt und im Laufe der Zeit verschwindet. Man riskiert dabei zwar, daß sich ein anderes Barring-Muster ausbildet, dessen Wellenlänge in der Nähe der Wellenlänge des ursprünglichen Barring-Musters liegt. Wenn also das ursprüngliche Barring-Muster eine Wellenlänge U/n hatte, wobei U der Umfang der Walze 5 ist, dann hat das neue Barring-Muster möglicherweise eine Wellenlänge von U/(n ± 1). Bis ein derartiges neues Barring-Muster aber so weit ausgeprägt ist, daß es stört, vergeht einige Zeit.
Wenn das Barring-Muster noch nicht so weit ausgeprägt ist, daß es stört, oder wenn man eine Ersatzwalze verwendet, die baugleich mit der ursprünglichen Walze ist, an der sich das Barring-Muster gezeigt hat, dann kann man auch einen Walzenversatz X wählen, der genau halb so groß ist, nämlich X = λ/8 beträgt. In diesem Fall wird der Weglängenunterschied um den Betrag λ/4 verändert. Bei diesem Weglängenunterschied wird sich das bislang erzeugte Barring-Muster nicht weiter vergrößern bzw. es wird sich kein neues Barring-Muster mit dieser Wellenlänge ausbilden.
Durch den statischen Walzenversatz, der eine Wegverlängerung zwischen den beiden Nips 11, 12 von einer viertel Wellenlänge λ/4 bewirkt, ist davon auszugehen, daß sich bei der gleichen Erregung durch die Kopplung mit den beiden Nachbarwalzen die Störungen getrennt voneinander mit halber Intensität einprägen, so daß theoretisch eine Verdoppelung der Standzeit zu erzielen ist.
In der Praxis wird es in der Regel nicht zu erreichen sein, daß Walzen in allen Parametern tatsächlich identisch sind, auch wenn eine Ersatzwalze baugleich mit der auszutauschenden Walze ist. Dennoch kann man davon ausgehen, daß man durch einen statischen Walzenversatz, der sich an der Wellenlänge des Barring-Musters auf der Oberfläche der auszutauschenden Walze orientiert, eine Verlängerung der Standzeit der Ersatzwalze erreichen. kann, wenn man beispielsweise die Ersatzwalze um eine achtel Wellenlänge λ/8 zur Walzenebene 7 versetzt, so daß sich die Strecke zwischen den beiden Nips um λ/4 auf der einen Seite vergrößert und auf der anderen Seite verkleinert. Auch wenn die Ersatzwalze dann nicht mit exakt der gleichen Antwort auf die Schwingungen des Kalanders reagiert, kann man von einer Verlängerung der Standzeit gegenüber einem einfachen Austausch ohne eine derartige Maßnahme ausgehen.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Kalanders mit einem Walzenstapel, der zwei Endwalzen und dazwischen mehrere Mittelwalzen aufweist, die in einer Pressenrichtung aneinander anliegen, wobei mindestens eine Walze eine elastische Oberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Auftreten eines Barring-Musters am Umfang einer weichen Walze eine Wellenlänge des Barring-Musters ermittelt und in Abhängigkeit von dieser Wellenlänge einen Walzenversatz einer weichen Walze quer zur Pressenrichtung vornimmt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Walzenversatz vornimmt, der kleiner als die Wellenlänge ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Walzenversatz an der Walze vornimmt, an der das Barring-Muster auftritt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Walzenversatz vornimmt, der auf der Oberfläche der Walze einen Weglängenunterschied von einer halben Wellenlänge in einem ersten Fall und von einer viertel Wellenlänge in einem zweiten Fall bewirkt, wobei im ersten Fall ein Barring-Muster an der Oberfläche der Walze aufgetreten ist, das beseitigt werden soll, und im zweiten Fall eine Beseitigung nicht erforderlich ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Walzenversatz um die Hälfte des Weglängenunterschieds vornimmt, wenn es sich bei der Walze um eine Mittelwalze handelt.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Weglängenunterschied von einer viertel Wellenlänge beim Austausch einer Walze gegen eine baugleiche Ersatzwalze einstellt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den Walzenversatz durch Längenänderung eines Hebels vornimmt, an dem die Walze gelagert ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Distanzstück zwischen Walzenlager und Hebel einsetzt.
EP02014377A 2001-07-12 2002-06-28 Verfahren zum Betreiben eines Kalanders Expired - Lifetime EP1275775B1 (de)

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DE10133890A DE10133890C1 (de) 2001-07-12 2001-07-12 Verfahren zum Betreiben eines Kalanders

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