EP1318232B1 - Kalander und Verfahren zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn - Google Patents

Kalander und Verfahren zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn Download PDF

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EP1318232B1
EP1318232B1 EP20020024065 EP02024065A EP1318232B1 EP 1318232 B1 EP1318232 B1 EP 1318232B1 EP 20020024065 EP20020024065 EP 20020024065 EP 02024065 A EP02024065 A EP 02024065A EP 1318232 B1 EP1318232 B1 EP 1318232B1
Authority
EP
European Patent Office
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web
rolls
roller
calender
roll
Prior art date
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EP20020024065
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English (en)
French (fr)
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EP1318232A2 (de
EP1318232A3 (de
Inventor
Rüdiger Dr. Kurtz
Josef Schneid
Thomas Hermsen
Udo Gabbusch
Harald Hess
Rainer Fenske
Alexander Wassermann
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
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Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP1318232A2 publication Critical patent/EP1318232A2/de
Publication of EP1318232A3 publication Critical patent/EP1318232A3/de
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/006Calenders; Smoothing apparatus with extended nips

Definitions

  • the invention relates to a calender for smoothing a paper or board web having at least two rollers which form a number of treatment nips corresponding to the number of rollers with a common jacket, which bears against the rollers under the action of support shoes. Furthermore, the invention relates to a method for smoothing a paper or board web, in which the web is passed through a plurality of treatment nips, which are formed between a common shell and a number of rollers corresponding to the number of treatment nips, wherein the web in the treatment nips with pressure is charged.
  • Such an apparatus and method are known from EP 0 188 399 A and CH-A-601686.
  • the device described therein serves to drain the web, but can also used for calendering.
  • the web is passed through three successive treatment tips, wherein the web is thereby guided between a circumferential jacket and a felt, which is placed around the respective rollers.
  • the support shoes are in this case provided with a magnet arrangement, wherein the magnet arrangement cooperates with the respectively opposite roller in order to apply the required pressure force can. Due to the felt, the web has a relatively rough surface after passing through the three treatment nips.
  • the invention is based, to broaden the treatment options of the web when smoothing the task.
  • rollers have at least two different temperatures.
  • a hotter roller serves to improve the smoothness of the web at least on one side.
  • the colder roller can be used to "freeze” an achieved condition.
  • smoothing is meant in the following the smoothness, which is achieved in a calender. This process is also referred to as "satinage”.
  • a hot roller and then a cold roller is arranged along a web path.
  • a compliant jacket by the support shoe to the Roll is pressed, creates a so-called wide nip, ie a nip with a relatively large treatment length in the range of, for example, 70 to 250 mm.
  • the jacket therefore covers a larger peripheral portion of the roller than would be the case with a nip formed by two opposing rollers. Due to the longer treatment length, a longer treatment time is of course available with otherwise unchanged conditions, so that the elevated temperature of the hot roller can act on the web over a longer period of time. This improves the surface properties of the web at least on the side which bears against the hot roll.
  • this embodiment has in some cases the advantage that the smooth surface of the web, which results in a "molten" state, in the cold nip by conditioning on the colder roller shock-like cooled and thus frozen. The state reached in the hot treatment nip is thus preserved.
  • the moisture distribution is uniformed transversely to the web running direction.
  • the jacket can be designed in different ways.
  • a relatively stiff shell which is elastic enough to adapt to the curvature of the roll, but otherwise rotates virtually in the manner of a roller.
  • This jacket can be provided with discs on the front side.
  • a less rigid band which is guided via support rollers in one circulation, wherein the deflection rollers practically define a polygon. Such a band can also be relatively thin.
  • the jacket is arranged between the rollers.
  • the jacket thus simultaneously serves as a thermal insulator between the hot roller and the cold roller. This increases the efficiency of the device because heat transfer is largely prevented by at least thermal radiation. Contributes to this, that the jacket is formed of a relatively flexible plastic, with plastics usually have a poor heat transfer property.
  • two rollers cooperate with support shoes having an opposite press direction.
  • the two support shoes work so to speak against each other and are based on each other. This simplifies the construction of the device, because you can do with weaker constructions for holding and supporting the support shoes. In addition, let the pressures in the treatment tips match each other.
  • the hot roll has a temperature of at least 100 ° C and the cold roll at a temperature of at most 60 ° C.
  • the choice of a temperature of at least 100 ° C ensures that moisture contained in the web can evaporate.
  • this embodiment has the advantage that the moisture distribution in the web is made uniform. The temperature of the cold roll ensures that the web is cooled relatively quickly and the moisture contained in the web can condense there.
  • the temperature of the hot roll in the range of 150 to 250 ° C and the temperature of the cold roll in the range of 30 to 50 ° C. These temperatures are particularly suitable.
  • the web running path runs between two treatment nips at a distance from the mantle. This prevents the web between the treatment tips rests uncontrollably on the deforming under certain circumstances coat. It is rather briefly lifted off the coat. The distance between the jacket and the web can remain small. The spacing avoids markings that could result, for example, from a swinging of the shell between the treatment nips.
  • the web rests on the surface of the rolls.
  • the surface of the rolls is therefore imaged directly onto the surface of the web, at least in the hot treatment nip. If the cold roll can freeze this condition, then the surface of the cold roll is also imaged on the web.
  • two rollers are provided which cooperate with the shell, wherein a sealing roller rests against both rollers.
  • a space is defined by the two rollers, the sealing roller and the jacket, in which a vapor pressure can build up.
  • the two rollers, the shell and the sealing roller surround a space in which a guide roller is arranged.
  • the guide roller thus serves to lift the web in the space of the shell and of the two rollers, so that the present in space steam can act on the web from both sides.
  • the object is achieved in a method of the type mentioned above in that the web is acted upon in at least two treatment tips with different temperatures.
  • the web is first heated and then cooled.
  • heating the smoothing of the surface of the web is promoted.
  • cooling the smooth surface can be frozen, so to speak.
  • cooling can prevent flash evaporation or at least mitigate its effects.
  • the jacket is used for thermal shielding between the rollers of different temperature. Heat transfer from the hot roller to the cold roller is thus largely prevented by heat radiation.
  • the web is passed through a closed space for cooling.
  • a closed space can then build up a vapor pressure, which prevents steam from the interior of the web passes outward and thus damaged the smoothed surface again.
  • the moisture contained in the web possibly in the form of vapor, may condense again in the colder nip, thus avoiding excessive drying of the web.
  • the moisture over the width of the web is greatly homogenized.
  • the first roller 3 is provided with a heater 5.
  • This heater 5 is shown only schematically.
  • the heating of the roller 3 can take place with the aid of a hot liquid, such as water or oil, or with the aid of a vapor.
  • Other ways to heat the roller for example, with heat radiation from infrared radiators or with the help of electromagnetic heaters, are also possible.
  • the heater 5 heats the surface of the rollers to a temperature in the range of 150 ° C to 250 ° C.
  • the temperature of the roller 3 should be so high as to be able to vaporize moisture in the web 2.
  • the second roller 4 is provided with a cooling device 6.
  • the cooling device 6 ensures that the temperature of the surface of the second roller 4 is at most 60 ° C, preferably, the temperature should be in a range of 30 to 50 ° C. Also for cooling, there are several options, such as the use of cooling water or cooling air.
  • a circumferential jacket 7 is arranged, which is pressed by a first support shoe 8 against the first roller 3 and by a second support shoe 9 against the second roller 4 and rotates like a roller.
  • a first nip 10 and between the shell 7 and the second roller 4 a second nip 11 is formed between the rotating jacket 7 and the first roller.
  • Both nips 10, 11 are designed as so-called broad nips or extended nips, i. they comprise a predetermined peripheral portion of the two rollers 3, 4.
  • the jacket 7 can be supported with only schematically illustrated guide rollers 12, 13 or with other aids.
  • the two support shoes 8, 9 each have a pressure surface 14, 15, whose curvature is substantially adapted to the curvature of the opposite roller 3, 4.
  • the support shoes 8, 9 may for example be hydrostatically lubricated, so that a friction between the support shoes 8, 9 and the shell 7 is reduced.
  • the jacket 7 is formed of a plastic which is flexible enough to conform in the illustrated convex shape to the outside around a peripheral portion of the two rollers 3, 4. Although the jacket 7 is here shown approximately circular except for the indentations in the area of the rollers 3, 4. This circular shape is not absolutely necessary.
  • the two support shoes 8, 9 are supported on a common carrier 16. They act in opposite directions with approximately equal force, so that the carrier 16 is substantially in equilibrium.
  • the web 2 is guided over deflection rollers 17-20 and through the two nips 10, 11.
  • the guide roller 18 is arranged so that the web 2 is lifted off the jacket 7 after leaving the first nip 10. In the nip 10 it lies with one side on the smooth, hard roller 3.
  • the guide roller 19 is arranged so that the web 2 between the two nips 10, 11 remains lifted from the jacket 7 and only in the area of the nip 11 comes to rest against the jacket 7 again. Also in the second nip 11, the web 2 is applied to the smooth, hard roller 4 and that with the same side.
  • the distance between the two nips 10, 11 is matched to the speed of the web 2, that the web enters the second nip 11 already a very short time after leaving the first nip 10, where it has been heated.
  • the time period between leaving the first nip 10 and entering the second nip 11 is in the range of a few hundredths of a second and is not sufficient for a steam outlet with disturbing consequences.
  • the hot roller 3 has such a high surface temperature that moisture still contained in the web 2 can evaporate. Preferred temperature values are in the range of 150 to 250 ° C. Before this vapor can leave the web 2 almost explosively after leaving the first nip 10, the web enters the second nip 11, where it is cooled. Of course you will not be able to prevent that some steam from the web 2 emerges. However, the exiting amount of steam is still so small that a significant disturbance of the surface of the web 2 is not associated with it.
  • the cold roll 4 has such a low surface temperature that the web 2 after leaving of the nip 11 is altogether at a temperature in which the vapor is completely condensed in the interior.
  • the distance between the first nip 10 and the second nip 11 is also so small that the web with a smooth, fused surface after heating can be directly shock-cooled and frozen, so to speak.
  • the jacket 7 shields the hot roller 3 from the cold roller 4.
  • the first roller 3 may still be surrounded by a housing or other shield, which prevents heat radiation.
  • a heat transfer between the hot roller 3 and the cold roller 4 is prevented by the jacket 7.
  • the jacket 7 is also poor thermal conductivity, so that a heat transfer is largely prevented.
  • the effected by the pulleys 18, 19 distance of the web 2 from the jacket 7 does not have to be large. It should only be prevented that the web 2 in the area between the two nips 10, 11 touches the jacket 7.
  • Fig. 2 shows another embodiment of a calender, in which parts corresponding to those of Fig. 1, are provided with the same reference numerals.
  • the press directions of the broad nips 10, 11 are at an angle of approximately 90 ° to each other.
  • the two rollers 3, 4 and the shell 7 are therefore arranged as an inverted V.
  • a sealing roller 21 is provided, which on the two rollers 3, 4 is present.
  • a space 22 is bounded, in which a guide roller 18 is arranged. If the space 22 is sealed at the front, then it is possible to build up a vapor pressure in this space 22.
  • This vapor pressure can be generated either by external means, for example by feeding steam into the space 22. However, the vapor pressure usually results more or less automatically after a short period of operation in that steam escapes from the web 2, in the hotter nip 10 has been heated.
  • a vapor pressure prevails in chamber 22 which is approximately equal to the vapor pressure in the interior of web 2, so that the vapor can no longer escape from web 2 after leaving the broad nip 10 and damage the surface.
  • the web 2 is lifted by means of the guide roller 18 from the surface of the shell 7, the steam can reach both sides of the web 2.

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  • Paper (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kalander zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn mit mindestens zwei Walzen, die mit einem gemeinsamen Mantel, der unter der Wirkung von Stützschuhen an den Walzen anliegt, eine der Anzahl der Walzen entsprechende Anzahl von Behandlungsnips bilden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem die Bahn durch mehrere Behandlungsnips geleitet wird, die zwischen einem gemeinsamen Mantel und einer der Anzahl der Behandlungsnips entsprechenden Anzahl von Walzen gebildet sind, wobei die Bahn in den Behandlungsnips mit Druck beaufschlagt wird.
  • Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind aus EP 0 188 399 A und CH-A-601686 bekannt. Die dort beschriebene Vorrichtung dient zum Entwässern der Bahn, kann aber auch zum Kalandrieren verwendet werden. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Bahn durch drei hintereinander geschaltete Behandlungsnips geführt, wobei die Bahn dabei zwischen einem umlaufenden Mantel und einem Filz, der um die jeweiligen Walzen gelegt ist, geführt wird. Die Stützschuhe sind hierbei mit einer Magnetanordnung versehen, wobei die Magnetanordnung mit der jeweils gegenüberliegenden Walze zusammenwirkt, um die erforderliche Druckkraft aufbringen zu können. Aufgrund des Filzes hat die Bahn nach dem Durchlaufen der drei Behandlungsnips eine relativ rauhe Oberfläche.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Behandlungsmöglichkeiten der Bahn beim Glätten zu erweitern.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Walzen mindestens zwei unterschiedliche Temperaturen aufweisen.
  • Damit ist es möglich, die Bahn in den Behandlungsnips zumindest einseitig mit unterschiedlichen Temperaturen zu beaufschlagen. Eine heißere Walze dient beispielsweise dazu, die Glätte der Bahn zumindest einseitig zu verbessern. Die kältere Walze kann dazu verwendet werden, einen erreichten Zustand "einzufrieren". Mit "Glätten" ist im folgenden die Glättebildung gemeint, die in einem Kalander erzielt wird. Dieser Vorgang wird auch als "Satinage" bezeichnet.
  • Hierbei ist besonders bevorzugt, daß entlang eines Bahnlaufpfades zuerst eine heiße Walze und dann eine kalte Walze angeordnet ist. Durch die Verwendung des nachgiebigen Mantels, der durch den Stützschuh an die Walze gedrückt wird, entsteht ein sogenannter Breitnip, d.h. ein Nip mit einer relativ großen Behandlungslänge im Bereich von beispielsweise 70 bis 250 mm. Der Mantel bedeckt also einen größeren Umfangsabschnitt der Walze, als dies bei einem Nip der Fall wäre, der durch zwei einander gegenüberliegende Walzen gebildet ist. Durch die größere Behandlungslänge steht bei ansonsten unveränderten Bedingungen natürlich auch eine längere Behandlungszeit zur Verfügung, so daß die erhöhte Temperatur der heißen Walze über einen längeren Zeitraum auf die Bahn einwirken kann. Dies verbessert die Oberflächeneigenschaften der Bahn zumindest an der Seite, die an der heißen Walze anliegt. In manchen Fällen hat dies aber den Nachteil, daß die in der Bahn enthaltene Feuchtigkeit auf eine Temperatur erhitzt wird, die zur Dampfbildung führt. Der Dampf tritt nach dem Verlassen der heißen Walze sehr plötzlich aus der Bahn aus. Dies ist zwar beim Trocknen der Bahn erwünscht, nicht jedoch beim Glätten. Um negative Auswirkungen dieser sogenannten "Flashverdampfung" oder sogar die Flashverdampfung selbst zu verhindern, wird die Bahn nach dem Verlassen des heißen Behandlungsnips unmittelbar in einen kälteren Behandlungsnip eingeführt, d.h. einen Nip, der zwischen dem Mantel und der kalten Walze angeordnet ist. Da auch im kalten Behandlungsnip eine relativ lange Behandlungsdauer und damit eine relativ lange Einwirkungsdauer der kälteren Walze auf die Bahn vorliegt, kann die Feuchtigkeit in der Bahn wieder kondensieren, so daß ein nennenswerter Austritt von Dampf aus der Bahn verhindert werden kann. Darüber hinaus hat diese Ausgestaltung in einigen Fällen den Vorteil, daß die glatte Oberfläche der Bahn, die sich in einem "angeschmolzenen" Zustand ergibt, im kalten Nip durch Anlage an der kälteren Walze schockartig abgekühlt und damit eingefroren wird. Der im heißen Behandlungsnip erreichte Zustand wird damit konserviert. Außerdem wird die Feuchtigkeitsverteilung quer zur Bahnlaufrichtung vergleichmäßigt. Der Mantel kann auf unterschiedliche Arten ausgebildet sein. Eine Möglichkeit ist die Verwendung eines relativ steifen Mantels, der elastisch genug ist, um sich an die Krümmung der Walze anzupassen, im übrigen aber praktisch nach Art einer Walze umläuft. Dieser Mantel kann stirnseitig mit Scheiben versehen sein. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines weniger steifen Bandes, das über Stützrollen in einem Umlauf geführt wird, wobei die Umlenkrollen praktisch ein Polygon definieren. Ein derartiges Band kann auch relativ dünn sein.
  • Vorzugsweise ist der Mantel zwischen den Walzen angeordnet. Der Mantel dient damit gleichzeitig als thermischer Isolator zwischen der heißen Walze und der kalten Walze. Dies steigert den Wirkungsgrad der Vorrichtung, weil eine Wärmeübertragung zumindest durch Wärmestrahlung weitgehend unterbunden wird. Hierzu trägt bei, daß der Mantel aus einem relativ nachgiebigen Kunststoff gebildet ist, wobei Kunststoffe in der Regel eine schlechte Wärmeleitungseigenschaft haben.
  • Bevorzugterweise wirken zwei Walzen mit Stützschuhen zusammen, die eine entgegengesetzte Pressenrichtung aufweisen. Die beiden Stützschuhe arbeiten also sozusagen gegeneinander und stützen sich dabei gegenseitig ab. Dies vereinfacht den Aufbau der Vorrichtung, weil man mit schwächeren Konstruktionen zum Halten und Abstützen der Stützschuhe auskommt. Darüber hinaus lassen sich die Drücke in den Behandlungsnips einander angleichen.
  • Bevorzugterweise weist die heiße Walze eine Temperatur von mindestens 100°C und die kalte Walze eine Temperatur von höchstens 60°C auf. Durch die Wahl einer Temperatur von mindestens 100°C ist sichergestellt, daß Feuchtigkeit, die in der Bahn enthalten ist, verdampfen kann. Neben der verbesserten Glättung der Oberfläche hat diese Ausgestaltung den Vorteil, daß die Feuchtigkeitsverteilung in der Bahn vergleichmäßigt wird. Durch die Temperatur der kalten Walze wird sichergestellt, daß die Bahn relativ schnell abgekühlt wird und die in der Bahn enthaltene Feuchtigkeit dort kondensieren kann.
  • Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Temperatur der heißen Walze im Bereich von 150 bis 250°C und die Temperatur der kalten Walze im Bereich von 30 bis 50°C liegt. Diese Temperaturen sind besonders geeignet.
  • Vorteilhafterweise verläuft der Bahnlaufpfad zwischen zwei Behandlungsnips mit einem Abstand zum Mantel. Damit wird verhindert, daß die Bahn zwischen den Behandlungsnips unkontrolliert auf dem sich unter Umständen verformenden Mantel aufliegt. Sie wird vielmehr kurzzeitig vom Mantel abgehoben. Die Entfernung zwischen dem Mantel und der Bahn kann dabei klein bleiben. Durch den Abstand werden Markierungen, die sich beispielsweise durch ein Schwingen des Mantels zwischen den Behandlungsnips ergeben könnten, vermieden.
  • Vorzugsweise liegt die Bahn auf der Oberfläche der Walzen auf. Die Oberfläche der Walzen wird also zumindest im heißen Behandlungsnip unmittelbar auf die Oberfläche der Bahn abgebildet. Wenn die kalte Walze diesen Zustand einfrieren kann, dann wird auch die Oberfläche der kalten Walze auf der Bahn abgebildet.
  • Vorzugsweise sind zwei Walzen vorgesehen, die mit dem Mantel zusammenwirken, wobei eine Dichtwalze an beiden Walzen anliegt. Damit wird durch die beiden Walzen, die Dichtwalze und den Mantel ein Raum umgrenzt, in dem sich ein Dampfdruck aufbauen kann. Wenn die Bahn aus dem ersten, heißen Breitnip herauskommt, besteht unter ungünstigen Bedingungen die Gefahr, daß Dampf, der sich aus der in der Bahn enthaltenen Feuchtigkeit gebildet hat, schlagartig entweicht. Wenn in dem Raum aber bereits ein erhöhter Dampfdruck herrscht, kann man dafür sorgen, daß der Dampfdruck innerhalb und außerhalb der Bahn so weit aneinander angeglichen ist, daß ein schlagartiges Entweichen des Dampfes aus der Bahn nicht möglich ist. Der Dampf wird vielmehr in der Bahn gehalten und kann dann im kälteren Breitnip wieder kondensieren. Als positiver Nebeneffekt ergibt sich hierbei ein hervorragender Feuchtigkeitsausgleich über die Breite der Bahn.
  • Hierbei ist bevorzugt, daß die beiden Walzen, der Mantel und die Dichtwalze einen Raum umgeben, in dem eine Leitwalze angeordnet ist. Die Leitwalze dient also dazu, die Bahn in dem Raum von dem Mantel und von den beiden Walzen abzuheben, so daß der im Raum vorliegende Dampf die Bahn von beiden Seiten beaufschlagen kann.
  • Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Bahn in mindestens zwei Behandlungsnips mit unterschiedlichen Temperaturen beaufschlagt wird.
  • Wie oben ausgeführt, läßt sich auf diese Weise eine größere Vielfalt beim Glätten der Bahn erreichen.
  • Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Bahn zuerst beheizt und dann gekühlt wird. Durch das Beheizen wird die Glättung der Oberfläche der Bahn gefördert. Durch das Kühlen kann die glatte Oberfläche sozusagen wieder eingefroren werden. Darüber hinaus kann durch das Kühlen eine Flashverdampfung verhindert oder ihre Auswirkungen zumindest gemildert werden.
  • Bevorzugterweise verwendet man den Mantel zur thermischen Abschirmung zwischen den Walzen unterschiedlicher Temperatur. Damit wird eine Wärmeübertragung von der heißen Walze zur kalten Walze durch Wärmestrahlung weitgehend unterbunden.
  • Vorzugsweise führt man die Bahn nach dem Beheizen durch einen geschlossenen Raum zum Kühlen. In dem geschlossenen Raum kann sich dann ein Dampfdruck aufbauen, der verhindert, daß Dampf aus dem Inneren der Bahn nach außen tritt und damit die geglättete Oberfläche wieder beschädigt. Die in der Bahn enthaltene Feuchtigkeit, die möglicherweise als Dampf vorliegt, kann im kälteren Breitnip wieder kondensieren, so daß ein übermäßiges Austrocknen der Bahn vermieden wird. Darüber hinaus wird die Feuchtigkeit über die Breite der Bahn stark vergleichmäßigt.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen
  • Fig. 1
    eine schematische Ansicht eines Kalanders zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn und
    Fig. 2
    eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Kalanders.
  • Eine Vorrichtung 1 zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn 2, die im folgenden kurz "Bahn" genannt wird, weist eine erste Walze 3 und eine zweite Walze 4 auf. Die erste Walze 3 ist mit einer Heizeinrichtung 5 versehen. Diese Heizeinrichtung 5 ist nur schematisch dargestellt. Die Beheizung der Walze 3 kann mit Hilfe einer heißen Flüssigkeit, wie Wasser oder Öl, oder mit Hilfe eines Dampfes erfolgen. Andere Möglichkeiten zur Beheizung der Walze, beispielsweise mit Wärmestrahlung aus Infrarotstrahlern oder mit Hilfe von elektromagnetischen Heizeinrichtungen, sind ebenfalls möglich. Die Heizeinrichtung 5 heizt die Oberfläche der Walzen auf eine Temperatur im Bereich von 150°C bis 250°C auf. Die Temperatur der Walze 3 sollte so groß sein, daß sie in der Lage ist, Feuchtigkeit in der Bahn 2 zu verdampfen.
  • Die zweite Walze 4 ist mit einer Kühleinrichtung 6 versehen. Die Kühleinrichtung 6 sorgt dafür, daß die Temperatur der Oberfläche der zweiten Walze 4 höchstens 60°C beträgt, vorzugsweise sollte die Temperatur in einem Bereich von 30 bis 50°C liegen. Auch für das Kühlen gibt es mehrere Möglichkeiten, beispielsweise die Verwendung von Kühlwasser oder Kühlluft.
  • Zwischen den beiden Walzen 3, 4 ist ein umlaufender Mantel 7 angeordnet, der von einem ersten Stützschuh 8 gegen die erste Walze 3 und von einem zweiten Stützschuh 9 gegen die zweite Walze 4 gedrückt wird und walzenartig umläuft. Damit ist zwischen dem umlaufenden Mantel 7 und der ersten Walze ein erster Nip 10 und zwischen dem Mantel 7 und der zweiten Walze 4 ein zweiter Nip 11 gebildet. Beide Nips 10, 11 sind als sogenannte breite Nips oder Breitnips (extended nips) ausgebildet, d.h. sie umfassen einen vorbestimmten Umfangsabschnitt der beiden Walzen 3, 4. Der Mantel 7 kann mit lediglich schematisch dargestellten Führungsrollen 12, 13 oder mit anderen Hilfsmitteln abgestützt werden. Die beiden Stützschuhe 8, 9 weisen jeweils eine Andruckfläche 14, 15 auf, deren Krümmung im wesentlichen der Krümmung der gegenüberliegenden Walze 3, 4 angepaßt ist. Die Stützschuhe 8, 9 können beispielsweise hydrostatisch geschmiert sein, so daß eine Reibung zwischen den Stützschuhen 8, 9 und dem Mantel 7 herabgesetzt wird.
  • Der Mantel 7 ist aus einem Kunststoff gebildet, der flexibel genug ist, um sich in der dargestellten konvexen Form außen um einen Umfangsabschnitt der beiden Walzen 3, 4 anzupassen. Der Mantel 7 ist hier zwar - bis auf die Eindellungen im Bereich der Walzen 3, 4 - annähernd kreisförmig dargestellt. Diese Kreisform ist aber nicht unbedingt erforderlich.
  • Die beiden Stützschuhe 8, 9 sind an einem gemeinsamen Träger 16 abgestützt. Sie wirken in entgegengesetzte Richtungen mit annähernd gleicher Kraft, so daß der Träger 16 im wesentlichen im Gleichgewicht ist.
  • Die Bahn 2 ist über Umlenkrollen 17 - 20 und durch die beiden Nips 10, 11 geführt. Die Umlenkrolle 18 ist dabei so angeordnet, daß die Bahn 2 nach dem Verlassen des ersten Nips 10 vom Mantel 7 abgehoben wird. Im Nip 10 liegt sie mit einer Seite an der glatten, harten Walze 3 an. Die Umlenkrolle 19 ist so angeordnet, daß die Bahn 2 zwischen den beiden Nips 10, 11 vom Mantel 7 abgehoben bleibt und erst im Bereich des Nips 11 wieder zur Anlage an den Mantel 7 kommt. Auch im zweiten Nip 11 liegt die Bahn 2 an der glatten, harten Walze 4 an und zwar mit der gleichen Seite. Der Abstand zwischen den beiden Nips 10, 11 ist so auf die Geschwindigkeit der Bahn 2 abgestimmt, daß die Bahn bereits ganz kurze Zeit nach Verlassen des ersten Nips 10, wo sie aufgeheizt worden ist, in den zweiten Nip 11 eintritt. Die Zeitdauer zwischen dem Verlassen des ersten Nips 10 und dem Eintritt in den zweiten Nip 11 liegt im Bereich von wenigen Hundertstel Sekunden und reicht für einen Dampfaustritt mit störenden Folgen noch nicht aus.
  • Die heiße Walze 3 weist eine so hohe Oberflächentemperatur auf, daß Feuchtigkeit, die noch in der Bahn 2 enthalten ist, verdampfen kann. Bevorzugte Temperaturwerte liegen im Bereich von 150 bis 250°C. Bevor nun dieser Dampf quasi explosionsartig nach dem Verlassen des ersten Nips 10 die Bahn 2 verlassen kann, tritt die Bahn in den zweiten Nip 11 ein, wo sie gekühlt wird. Natürlich wird man nicht verhindern können, daß etwas Dampf aus der Bahn 2 austritt. Die austretende Dampfmenge ist jedoch noch so gering, daß eine nennenswerte Störung der Oberfläche der Bahn 2 damit nicht verbunden ist. Die kalte Walze 4 weist eine so niedrige Oberflächentemperatur auf, daß die Bahn 2 nach dem Verlassen des Nips 11 insgesamt auf einer Temperatur ist, in der der Dampf im Innern vollständig kondensiert ist.
  • Die Entfernung zwischen dem ersten Nip 10 und dem zweiten Nip 11 ist auch so klein, daß die Bahn mit glatter, angeschmolzener Oberfläche nach der Erhitzung direkt schockartig gekühlt und sozusagen eingefroren werden kann.
  • Der Mantel 7 schirmt die heiße Walze 3 von der kalten Walze 4 ab. In nicht näher dargestellter Weise kann die erste Walze 3 noch von einem Gehäuse oder einer anderen Abschirmung umgeben sein, die eine Wärmeabstrahlung verhindert. Ein Wärmeübergang zwischen der heißen Walze 3 und der kalten Walze 4 wird durch den Mantel 7 verhindert. Hinzu kommt, daß der Mantel 7 auch schlecht wärmeleitfähig ist, so daß auch ein Wärmetransport weitgehend verhindert wird.
  • Der durch die Umlenkrollen 18, 19 bewirkte Abstand der Bahn 2 vom Mantel 7 muß nicht groß sein. Es sollte nur verhindert werden, daß die Bahn 2 in dem Bereich zwischen den beiden Nips 10, 11 den Mantel 7 berührt.
  • Fig. 2 zeigt eine andere Ausgestaltung eines Kalanders, bei dem Teile, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
  • Im vorliegenden Fall stehen die Pressenrichtungen der Breitnips 10, 11 in einem Winkel von etwa 90° zueinander. Die beiden Walzen 3, 4 und der Mantel 7 sind demnach wie ein umgekehrtes V angeordnet. Zusätzlich ist eine Dichtwalze 21 vorgesehen, die an den beiden Walzen 3, 4 anliegt. Auf diese Weise wird ein Raum 22 umgrenzt, in dem eine Leitwalze 18 angeordnet ist. Wenn der Raum 22 stirnseitig abgedichtet ist, dann ist es möglich, in diesem Raum 22 einen Dampfdruck aufzubauen. Dieser Dampfdruck kann entweder durch externe Mittel erzeugt werden, beispielsweise durch Einspeisen von Dampf in den Raum 22. Der Dampfdruck ergibt sich aber in der Regel mehr oder weniger automatisch nach einer kurzen Betriebszeit dadurch, daß Dampf aus der Bahn 2 entweicht, die im heißeren Breitnip 10 aufgeheizt worden ist. Über kurz oder lang herrscht dann im Raum 22 ein Dampfdruck, der annähernd gleich ist mit dem Dampfdruck im Innern der Bahn 2, so daß der Dampf nach dem Verlassen des Breitnips 10 nicht mehr aus der Bahn 2 entweichen und die Oberfläche beschädigen kann. Dadurch, daß die Bahn 2 mit Hilfe der Leitwalze 18 von der Oberfläche des Mantels 7 abgehoben wird, kann der Dampf beide Seiten der Bahn 2 erreichen.
  • Die im Innern der Bahn 2 als Dampf vorliegende Feuchtigkeit wird dann im kälteren Breitnip 11 kondensiert. Zuvor hat aber ein Druckausgleich im Innern der Bahn 2 stattgefunden, d.h. der Dampf hat sich in der Bahn 2 in Breitenrichtung gleichmäßig verteilt, so daß nach dem Verlassen des Breitnips 11 eine relativ gleichmäßige Feuchtigkeitsverteilung in der Bahn 2 vorliegt.

Claims (14)

  1. Kalander zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn (2) mit mindestens zwei Walzen (3,4), die mit einem gemeinsamen Mantel (7), der unter der Wirkung von Stützschuhen (8,9) an den Walzen (3,4) anliegt, eine der Anzahl der Walzen (3,4) entsprechende Anzahl von Behandlungsnips (10,11) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (3, 4) mindestens zwei unterschiedliche Temperaturen aufweisen.
  2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entlang eines Bahnlaufpfades zuerst eine heiße Walze (3) und dann eine kalte Walze (4) angeordnet ist.
  3. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (7) zwischen den Walzen (3, 4) angeordnet ist.
  4. Kalander nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Walzen (3, 4) mit Stützschuhen (8, 9) zusammenwirken, die eine entgegengesetzte Pressenrichtung aufweisen.
  5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße Walze (3) eine Temperatur von mindestens 100°C und die kalte Walze (4) eine Temperatur von höchstens 60°C aufweist.
  6. Kalander nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der heißen Walze (3) im Bereich von 150 bis 250°C und die Temperatur der kalten Walze (4) im Bereich von 30 bis 50°C liegt.
  7. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bahnlaufpfad zwischen zwei Behandlungsnips (10, 11) mit einem Abstand zum Mantel (7) verläuft.
  8. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (2) auf der Oberfläche der Walzen (3, 4) aufliegt.
  9. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Walzen (3, 4) vorgesehen sind, die mit dem Mantel (7) zusammenwirken, wobei eine Dichtwalze (21) an beiden Walzen (3, 4) anliegt.
  10. Kalander nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Walzen (3, 4), der Mantel (7) und die Dichtwalze (21) einen Raum (22) umgeben, in dem eine Leitwalze (18) angeordnet ist.
  11. Verfahren zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn (2), bei dem die Bahn (2) durch mehrere Behandlungsnips (10,11) geleitet wird, die zwischen einem gemeinsamen Mantel (7) und einer der Anzahl der Behandlungsnips (10,11) entsprechenden Anzahl von Walzen (3,4) gebildet sind, wobei die Bahn (2) in den Behandlungsnips (10,11) mit Druck beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (2) in mindestens zwei Behandlungsnips (10,11) mit unterschiedlichen Temperaturen beaufschlagt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (2) zuerst beheizt und dann gekühlt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß man den Mantel (7) zur thermischen Abschirmung zwischen den Walzen (3,4) unterschiedlicher Temperatur verwendet.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bahn (2) nach dem Beheizen durch einen geschlossenen Raum zum Kühlen führt.
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