EP1342840A1 - Calender and method for smoothing a fibrous web - Google Patents
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- EP1342840A1 EP1342840A1 EP03001198A EP03001198A EP1342840A1 EP 1342840 A1 EP1342840 A1 EP 1342840A1 EP 03001198 A EP03001198 A EP 03001198A EP 03001198 A EP03001198 A EP 03001198A EP 1342840 A1 EP1342840 A1 EP 1342840A1
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- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
- D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
- D21G1/006—Calenders; Smoothing apparatus with extended nips
Definitions
- the invention relates to a calender for smoothing a fibrous web, in particular a paper or cardboard web, with a wide nip, which is formed by a roller and a jacket resting thereon over a predetermined circumferential section, and with a heating device. Furthermore, the invention relates to a method for smoothing a fibrous web, in particular a paper or cardboard web, which is subjected to temperature and pressure in a wide nip which is formed by a roller and a jacket resting thereon over a predetermined circumferential section.
- a wide nip which is formed by a roller and a jacket abutting it over a predetermined circumferential section has the advantage over a nip which is formed by two rollers that the dwell time of the web in the wide nip is significantly longer.
- the compressive stress is lower than in a "normal" nip even with otherwise the same forces. You can therefore use a wide nip for volume-smoothing the web. This is particularly advantageous when processing cardboard webs.
- the jacket is pressed against the roller using a support shoe. It is so flexible that it can adapt to the curvature of the roller.
- the jacket is therefore concave on part of its circumference.
- the object of the invention is to avoid flash evaporation at the outlet of the wide nip.
- roller has a heat-insulating base body which is provided on the outside with a thin heat-conducting layer, the heat capacity of which is low.
- the heat-conducting layer preferably has a coefficient of thermal expansion which keeps a thermally induced change in width during operation below 1.3%. This prevents the heat-conducting layer from experiencing a change in width in the wide nip when it cools there due to the heat given off to the web. Such a change in width could result in wrinkles or other markings in the web.
- the load due to the small coefficient of thermal expansion the roller more precisely, the load on the connection point between the heat-conducting layer and the heat-insulating base body is kept small. Shear stresses, which could lead to detachment of the heat-conducting layer, practically do not occur or only to a very small extent.
- the heating device preferably acts from the outside on the roller and / or on the side of the web facing the roller.
- the heating device therefore transfers heat from the outside into the heat-conducting layer. This is conveniently done very shortly before the wide nip. If the web then abuts the heat-conducting layer in the wide nip, heat is equalized between the web and the heat-conducting layer, which is associated with an increase in the temperature of the web and a temperature decrease in the heat-conducting layer. Due to the relatively long dwell time of the web in the Breitnip, temperature compensation processes occur across the cross-section of the web.
- the web When entering the wide nip, the web can therefore come into contact with a very hot, heat-conducting layer of the roller, which has the corresponding positive effects on the smoothness of the surface. Since the web still lies on the very smooth surface of the roller during the subsequent cooling of the web, the temperature drop does not result in a deterioration in the smoothness of the web. The smoothness once reached is rather “frozen” so that the web with the desired smoothness is present at the exit of the wide nip. Temperature compensation naturally presupposes that there is also a colder element in the elements forming the wide nip, for example the jacket. After a predetermined distance in the nip temperature compensation then took place in such a way that a temperature of 100 ° C. is no longer reached on the surface of the web.
- the heating device is preferably designed as an inductive heating device.
- An inductive heating device has the advantage that it can, in principle, apply an elevated temperature to the entire cross section of the heat-conducting layer. The thermal capacity of this layer is therefore fully utilized.
- the heat capacity of the heat-conducting layer and the speed of the web are preferably matched to one another in such a way that heat transfer from the roller to the web is limited to a predetermined section of the wide nip.
- the web has a certain dwell time in the Breitnip. This dwell time depends on the geometrical extent of the wide nip and on the speed of the web passing through the wide nip.
- the heat transfer from the roller to the web can be determined in advance. You only have to make sure that the heat transfer from the roller to the web is completed after a predetermined time, in which the web is still in the wide nip. The subsequent temperature compensation leads to the web cooling sufficiently.
- the length of the section is at most half of the wide nip.
- the web thus has the possibility of cooling over the other half, so that it is ensured that the web has a temperature of below 100 ° C. at least on its surface at the exit of the wide nip.
- the above-mentioned object is achieved in that the heat transfer from the roller to the web is restricted to a predetermined section of the wide nip.
- the elevated temperature is limited to a section at the beginning of the wide nip.
- the wide nip there is a complete temperature compensation between the roller and the web on the surface in such a way that further heat transfer from the roller to the web is no longer possible.
- the web thus has the possibility of bringing about temperature compensation to colder areas of the wide nip, for example to the jacket, so that the steam in the web can condense to moisture again.
- a roller with a heat-insulating base body is preferably used, which has a thin, heat-conducting layer on the outside with a low heat capacity. This is a relatively simple procedure to limit the heat transfer from the roll to the web to a predetermined area of the nip.
- the roller is preferably heated from the outside. This allows the heat to be introduced into the outer layer of the roller, the heat absorption being limited by the heat capacity of this layer.
- the figure shows a calender 1 for smoothing a fibrous web 2, in particular a paper or cardboard web, which is hereinafter simply referred to as "web".
- the web 2 runs for the purpose of smoothing through a wide nip 3, which is formed by a roller 4 and a jacket 5, which is pressed with the aid of a support shoe 6 against the circumference of the roller 4.
- the jacket 5 must be deformable so that it adapts to the curvature of the roller 4. The jacket 5 thus assumes a concave shape on part of its circulation.
- the support shoe 6 has a pressure surface 7 which is provided with means for generating lubrication in a manner which is not shown in detail but is known per se.
- openings can be provided here through which oil can escape in order to hydrostatically lubricate the contact surface between the support shoe 6 and the jacket 5.
- the jacket is guided over schematically illustrated guide rollers 8 so that it can circulate in the manner of a roller.
- Such a device is also referred to as a "shoe press”.
- the roller 4 has a heat-insulating base body 9, which is provided on the outside with a relatively thin layer 10 made of a heat-conducting material.
- the base body 9 can consist of a plastic which is applied to a roller tube 11 and largely prevents heat transfer from the surface to the roller tube 11.
- the thin heat-conducting layer 10 can be formed from a metal, for example steel. Due to its small expansion, it has only a very low heat capacity, but a very smooth surface.
- a heating device 13 is arranged which heats the surface of the roller 4 from the outside.
- the heating device 13 is designed as an inductive heating device, i.e. it generates electrical and / or magnetic fields, for example eddy currents in the layer 10, which in turn lead to an increase in the temperature of the layer 10.
- the heating device 13 is arranged so close to the beginning 14 of the wide nip 3 that the layer 10 has not yet cooled down appreciably until it enters the wide nip 3.
- the web 2 thus meets a relatively hot roller 4 when it enters the wide nip 3.
- the temperature of the surface of the roller 4 may well be in a range from 150 ° C to 200 ° C.
- a temperature compensation takes place, i.e. a heat transfer from the layer 10 to the web 2.
- the surface of the web 2 lying against the roller 4 is heated very quickly.
- the associated high temperature and the smoothness of the surface of the layer 10 lead to the web 2 being smoothed with high quality in any case on the side abutting the roller 4.
- the heat capacity of the layer 10 is, however, relatively small, so that the heat transfer from the layer 10 to the web 2 is completed shortly after entering the wide nip 3.
- a fictitious limit 15 which is approximately half of the wide nip 3
- a temperature compensation to the colder side that is to the jacket 5, so that the Surface temperature of web 2 drops below the limit of 100 ° C. There is thus no longer any steam inside the web 2 which could suddenly escape through the surfaces of the web 2. Flash evaporation is thus avoided.
- Layer 10 is formed from a material that has a very small coefficient of thermal expansion. This prevents the layer 10 from contracting in the axial direction of the roller 4 when the layer 10 cools down. Such a contraction could cause adverse phenomena in the web 2, such as wrinkles. The connection between the layer 10 and the base body 9 could also be stressed if the coefficient of thermal expansion were too high.
- the low heat capacity of layer 10 ensures that heat is no longer supplied to web 2 from about half of the wide nip 3, but rather that web 2 can cool down, so that flash evaporation is avoided.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kalander zum Glätten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einem Breitnip, der durch eine Walze und einen daran über einen vorbestimmten Umfangsabschnitt anliegenden Mantel gebildet ist, und mit einer Heizeinrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Glätten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, die in einem Breitnip, der durch eine Walze und einen daran über einen vorbestimmten Umfangsabschnitt anliegenden Mantel gebildet ist, mit Temperatur und Druck beaufschlagt wird.The invention relates to a calender for smoothing a fibrous web, in particular a paper or cardboard web, with a wide nip, which is formed by a roller and a jacket resting thereon over a predetermined circumferential section, and with a heating device. Furthermore, the invention relates to a method for smoothing a fibrous web, in particular a paper or cardboard web, which is subjected to temperature and pressure in a wide nip which is formed by a roller and a jacket resting thereon over a predetermined circumferential section.
Ein derartiger Kalander und ein derartiges Verfahren sind aus EP 0 370 185 B2 bekannt.Such a calender and such a method are known from EP 0 370 185 B2.
Ein Breitnip, der durch eine Walze und einen daran über einen vorbestimmten Umfangsabschnitt anliegenden Mantel gebildet wird, hat gegenüber einem Nip, der durch zwei Walzen gebildet ist, den Vorteil, daß die Verweilzeit der Bahn im Breitnip wesentlich länger ist. Hinzu kommt, daß die Druckspannung auch bei ansonsten gleichen Kräften geringer ist als in einem "normalen" Nip. Man kann daher einen Breitnip zum volumenschonenden Glätten der Bahn verwenden. Dies ist insbesondere bei der Bearbeitung von Kartonbahnen von Vorteil.A wide nip, which is formed by a roller and a jacket abutting it over a predetermined circumferential section has the advantage over a nip which is formed by two rollers that the dwell time of the web in the wide nip is significantly longer. In addition, the compressive stress is lower than in a "normal" nip even with otherwise the same forces. You can therefore use a wide nip for volume-smoothing the web. This is particularly advantageous when processing cardboard webs.
Der Mantel wird mit Hilfe eines Stützschuhs gegen die Walze gedrückt. Er ist dabei so flexibel, daß er sich der Krümmung der Walze anpassen kann. Der Mantel ist also auf einem Teil seines Umlaufs konkav ausgeformt.The jacket is pressed against the roller using a support shoe. It is so flexible that it can adapt to the curvature of the roller. The jacket is therefore concave on part of its circumference.
Man erhält bessere Glättewerte der Bahn, wenn man die Bahn nicht nur mit erhöhtem Druck, sondern auch mit erhöhter Temperatur beaufschlagt. In einem Breitnip hat diese Vorgehensweise allerdings unter Umständen einen Nachteil: Man kann am Ausgang des Breitnips vielfach einen sehr plötzlichen Dampfaustritt beobachten, eine sogenannte Flashverdampfung. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Bahn im Breitnip so weit aufgeheizt wird, und zwar nicht nur an ihrer Oberfläche, daß in der Bahn enthaltende Feuchtigkeit verdampft. Im Breitnip selbst kann der Dampf nicht aus der Bahn austreten, weil er durch die Walzenoberfläche und die Oberfläche des Mantels daran gehindert wird. Sobald aber diese beiden Begrenzungen von der Bahn abgenommen werden, tritt der Dampf aus. Der austretende Dampf kann die Oberfläche der Bahn regelrecht aufreißen, so daß die im Breitnip erzielte Glätte vor allem der Seite der Bahn, die an der Walze angelegen hat, wieder zerstört wird.Better smoothness values of the web are obtained if the web is subjected not only to increased pressure but also to an increased temperature. In a Breitnip, however, this procedure may have a disadvantage: You can often observe a very sudden steam leak at the outlet of the Breitnip, a so-called flash evaporation. This is due to the fact that the web in the wide nip is heated to such an extent, and not only on its surface, that moisture contained in the web evaporates. In the Breitnip itself, the steam cannot escape from the web because it is prevented by the roller surface and the surface of the jacket. As soon as these two limits are removed from the web, the steam emerges. The escaping steam can literally tear open the surface of the web, so that the smoothness achieved in the wide nip, especially on the side of the web that has touched the roller, is destroyed again.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flashverdampfung am Ausgang des Breitnips zu vermeiden.The object of the invention is to avoid flash evaporation at the outlet of the wide nip.
Diese Aufgabe wird bei einem Kalander der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Walze einen wärmeisolierenden Grundkörper aufweist, der außen mit einer dünnen wärmeleitenden Schicht versehen ist, deren Wärmekapazität gering ist.This object is achieved in a calender of the type mentioned at the outset in that the roller has a heat-insulating base body which is provided on the outside with a thin heat-conducting layer, the heat capacity of which is low.
Aufgrund der geringen Wärmekapazität ist es nun möglich, die Wärmeabgabe auf einen vorbestimmten Teilabschnitt des Breitnips zu beschränken. Die Wärmeabgabe ist also bereits innerhalb der Nipbreite abgeschlossen. In der verbleibenden Zeit im Breitnip erfolgt innerhalb der Papier- oder Kartonbahn ein Temperaturausgleich zur kälteren Seite, so daß die Oberflächentemperatur der Bahn am Ausgang des Breitnips unter 100°C liegt. In diesem Fall kondensiert der Dampf aber bereits wieder in der Bahn, bevor er am Ausgang des Breitnips austreten kann. Damit wird eine Flashverdampfung zuverlässig vermieden. Gleichwohl erzielt man im Breitnip mit Einsatz von erhöhter Temperatur eine verbesserte Oberflächeneigenschaft.Due to the low heat capacity, it is now possible to limit the heat output to a predetermined section of the wide nip. The heat emission is therefore already completed within the nip width. In the remaining time in the wide nip, a temperature compensation takes place within the paper or cardboard web to the colder side, so that the surface temperature of the web at the exit of the wide nip is below 100 ° C. In this case, the steam condenses again in the web before it can exit at the outlet of the broad nip. Flash evaporation is thus reliably avoided. Nevertheless, an improved surface property is achieved in the wide nip with the use of elevated temperature.
Vorzugsweise weist die wärmeleitende Schicht einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der eine thermisch bedingte Breitenänderung im Betrieb unter 1,3 % hält. Man vermeidet dadurch, daß die wärmeleitende Schicht eine Breitenänderung im Breitnip erfährt, wenn sie dort aufgrund der Wärmeabgabe an die Bahn abkühlt. Eine derartige Breitenänderung könnte zu Falten oder anderen Markierungen in der Bahn führen. Darüber hinaus wird durch den kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten die Belastung der Walze, genauer gesagt, die Belastung der Verbindungsstelle zwischen der wärmeleitenden Schicht und dem wärmeisolierenden Grundkörper klein gehalten. Scherspannungen, die zu einer Ablösung der wärmeleitenden Schicht führen könnten, treten praktisch nicht oder nur in einem sehr geringen Umfang auf.The heat-conducting layer preferably has a coefficient of thermal expansion which keeps a thermally induced change in width during operation below 1.3%. This prevents the heat-conducting layer from experiencing a change in width in the wide nip when it cools there due to the heat given off to the web. Such a change in width could result in wrinkles or other markings in the web. In addition, the load due to the small coefficient of thermal expansion the roller, more precisely, the load on the connection point between the heat-conducting layer and the heat-insulating base body is kept small. Shear stresses, which could lead to detachment of the heat-conducting layer, practically do not occur or only to a very small extent.
Bevorzugterweise wirkt die Heizeinrichtung von außen auf die Walze und/oder die der Walze zugewandte Seite der Bahn. Die Heizeinrichtung trägt also von außen Wärme in die wärmeleitende Schicht ein. Dies erfolgt zweckmäßigerweise sehr kurz vor dem Breitnip. Wenn die Bahn dann im Breitnip an der wärmeleitenden Schicht anliegt, erfolgt ein Wärmeausgleich zwischen der Bahn und der wärmeleitenden Schicht, was mit einer Temperaturerhöhung der Bahn und einer Temperaturverminderung der wärmeleitenden Schicht verbunden ist. Aufgrund der relativ langen Verweildauer der Bahn im Breitnip ergeben sich Temperaturausgleichsvorgänge über den Querschnitt der Bahn. Beim Eintritt in den Breitnip kann die Bahn daher durchaus mit einer sehr heißen wärmeleitenden Schicht der Walze in Berührung kommen, was die entsprechend positiven Auswirkungen auf die Glätte der Oberfläche hat. Da beim nachfolgenden Abkühlen der Bahn die Bahn nach wie vor an der sehr glatten Oberfläche der Walze anliegt, entsteht durch die Temperaturabsenkung keine Verschlechterung in der Glätte der Bahn. Die einmal erreichte Glätte wird vielmehr "eingefroren", so daß am Ausgang des Breitnips die Bahn mit der gewünschten Glätte vorliegt. Der Temperaturausgleich setzt natürlich voraus, daß es bei den den Breitnip bildenden Elementen auch ein kälteres Element gibt, beispielsweise den Mantel. Nach einer vorbestimmten Strecke im Nip hat dann ein Temperaturausgleich derart stattgefunden, daß an der Oberfläche der Bahn eine Temperatur von 100°C nicht mehr erreicht wird.The heating device preferably acts from the outside on the roller and / or on the side of the web facing the roller. The heating device therefore transfers heat from the outside into the heat-conducting layer. This is conveniently done very shortly before the wide nip. If the web then abuts the heat-conducting layer in the wide nip, heat is equalized between the web and the heat-conducting layer, which is associated with an increase in the temperature of the web and a temperature decrease in the heat-conducting layer. Due to the relatively long dwell time of the web in the Breitnip, temperature compensation processes occur across the cross-section of the web. When entering the wide nip, the web can therefore come into contact with a very hot, heat-conducting layer of the roller, which has the corresponding positive effects on the smoothness of the surface. Since the web still lies on the very smooth surface of the roller during the subsequent cooling of the web, the temperature drop does not result in a deterioration in the smoothness of the web. The smoothness once reached is rather "frozen" so that the web with the desired smoothness is present at the exit of the wide nip. Temperature compensation naturally presupposes that there is also a colder element in the elements forming the wide nip, for example the jacket. After a predetermined distance in the nip temperature compensation then took place in such a way that a temperature of 100 ° C. is no longer reached on the surface of the web.
Vorzugsweise ist die Heizeinrichtung als induktive Heizeinrichtung ausgebildet. Eine induktive Heizeinrichtung hat den Vorteil, daß sie im Prinzip den gesamten Querschnitt der wärmeleitenden Schicht mit einer erhöhten Temperatur beaufschlagen kann. Die Wärmekapazität dieser Schicht wird also vollständig ausgenutzt.The heating device is preferably designed as an inductive heating device. An inductive heating device has the advantage that it can, in principle, apply an elevated temperature to the entire cross section of the heat-conducting layer. The thermal capacity of this layer is therefore fully utilized.
Bevorzugterweise ist die Wärmekapazität der wärmeleitenden Schicht und die Geschwindigkeit der Bahn so aufeinander abgestimmt, das ein Wärmeübergang von der Walze auf die Bahn auf einen vorbestimmten Teilabschnitt des Breitnips beschränkt ist. Wie oben ausgeführt, hat die Bahn eine bestimmte Verweilzeit im Breitnip. Diese Verweilzeit hängt von der geometrischen Erstreckung des Breitnips und von der Geschwindigkeit der durch den Breitnip durchlaufenden Bahn ab. Der Wärmeübergang von der Walze auf die Bahn läßt sich im voraus ermitteln. Man muß nun nur noch dafür sorgen, daß der Wärmeübergang von der Walze auf die Bahn bereits nach einer vorbestimmten Zeit, in der die Bahn sich noch im Breitnip befindet, abgeschlossen ist. Der danach folgende Temperaturausgleich führt dazu, daß die Bahn in ausreichendem Maße abkühlt.The heat capacity of the heat-conducting layer and the speed of the web are preferably matched to one another in such a way that heat transfer from the roller to the web is limited to a predetermined section of the wide nip. As stated above, the web has a certain dwell time in the Breitnip. This dwell time depends on the geometrical extent of the wide nip and on the speed of the web passing through the wide nip. The heat transfer from the roller to the web can be determined in advance. You only have to make sure that the heat transfer from the roller to the web is completed after a predetermined time, in which the web is still in the wide nip. The subsequent temperature compensation leads to the web cooling sufficiently.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Länge des Teilabschnitts maximal die Hälfte des Breitnips beträgt. Die Bahn hat also über die andere Hälfte die Möglichkeit abzukühlen, so daß sichergestellt ist, daß die Bahn zumindest an ihrer Oberfläche am Ausgang des Breitnips eine Temperatur von unter 100°C aufweist.It is particularly preferred that the length of the section is at most half of the wide nip. The web thus has the possibility of cooling over the other half, so that it is ensured that the web has a temperature of below 100 ° C. at least on its surface at the exit of the wide nip.
Verfahrensmäßig wird die oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß man den Wärmeübergang von der Walze auf die Bahn auf einen vorbestimmten Teilabschnitt des Breitnips beschränkt.In terms of method, the above-mentioned object is achieved in that the heat transfer from the roller to the web is restricted to a predetermined section of the wide nip.
Mit dieser Vorgehensweise nutzt man einerseits die vorteilhaften Wirkungen einer erhöhten Temperatur bei der Bearbeitung der Oberfläche der Bahn aus. Die erhöhte Temperatur beschränkt sich jedoch auf einen Abschnitt am Beginn des Breitnips. Noch Innerhalb des Breitnips findet ein vollständiger Temperaturausgleich zwischen der Walze und der Bahn an der Oberfläche so statt, daß eine weitere Wärmeübertragung von der Walze auf die Bahn nicht mehr möglich ist. Damit hat die Bahn die Möglichkeit, einen Temperaturausgleich zu kälteren Bereichen des Breitnips, beispielsweise zum Mantel, herbeizuführen, so daß der Dampf in der Bahn wieder zu Feuchtigkeit kondensieren kann.With this procedure, one takes advantage of the advantageous effects of an elevated temperature when processing the surface of the web. However, the elevated temperature is limited to a section at the beginning of the wide nip. Within the wide nip there is a complete temperature compensation between the roller and the web on the surface in such a way that further heat transfer from the roller to the web is no longer possible. The web thus has the possibility of bringing about temperature compensation to colder areas of the wide nip, for example to the jacket, so that the steam in the web can condense to moisture again.
Vorzugsweise verwendet man eine Walze mit einem wärmeisolierenden Grundkörper, die außen eine dünne, wärmeleitende Schicht mit einer geringen Wärmekapazität aufweist. Dies ist eine relativ einfache Vorgehensweise, um den Wärmeübergang von der Walze auf die Bahn auf einen vorbestimmten Bereich des Nips zu beschränken.A roller with a heat-insulating base body is preferably used, which has a thin, heat-conducting layer on the outside with a low heat capacity. This is a relatively simple procedure to limit the heat transfer from the roll to the web to a predetermined area of the nip.
Vorzugsweise beheizt man die Walze von außen. Damit läßt sich die Wärme in die äußere Schicht der Walze eintragen, wobei die Wärmeaufnahme durch die Wärmekapazität dieser Schicht begrenzt ist.The roller is preferably heated from the outside. This allows the heat to be introduced into the outer layer of the roller, the heat absorption being limited by the heat capacity of this layer.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigt die
- einzige Fig.:
- eine schematische Ansicht eines Kalanders zum Glätten einer Faserstoffbahn.
- only fig .:
- is a schematic view of a calender for smoothing a fibrous web.
Die Figur zeigt einen Kalander 1 zum Glätten einer Faserstoffbahn 2, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, die im folgenden einfach als "Bahn" bezeichnet wird.The figure shows a calender 1 for smoothing a
Die Bahn 2 läuft zum Zwecke der Glättung durch einen Breitnip 3, der durch eine Walze 4 und einen Mantel 5, der mit Hilfe eines Stützschuhs 6 gegen den Umfang der Walze 4 gedrückt wird, gebildet ist. Der Mantel 5 muß dabei so verformbar sein, daß er sich der Krümmung der Walze 4 anpaßt. Der Mantel 5 nimmt also auf einem Teil seines Umlaufs eine konkave Form an.The
Die Stützschuh 6 weist eine Andruckfläche 7 auf, die in nicht näher dargestellter, aber an sich bekannter Weise mit Mitteln zum Erzeugen einer Schmierung versehen ist. Beispielsweise können hier Öffnungen vorgesehen sein, durch die Öl austreten kann, um die Berührungsfläche zwischen dem Stützschuh 6 und dem Mantel 5 hydrostatisch zu schmieren.The
Der Mantel ist über schematisch dargestellte Leitrollen 8 geführt, so daß er nach Art einer Walze umlaufen kann.The jacket is guided over schematically illustrated guide rollers 8 so that it can circulate in the manner of a roller.
Eine derartige Vorrichtung wird auch als "Schuhpresse" bezeichnet.Such a device is also referred to as a "shoe press".
Die Walze 4 weist einen wärmeisolierenden Grundkörper 9 auf, der außen mit einer relativ dünnen Schicht 10 aus einem wärmeleitenden Material versehen ist. Beispielsweise kann der Grundkörper 9 aus einem Kunststoff bestehen, der auf ein Walzenrohr 11 aufgebracht ist und einen Wärmeübergang von der Oberfläche zum Walzenrohr 11 weitgehend verhindert. Die dünne wärmeleitende Schicht 10 kann aus einem Metall gebildet sein, beispielsweise Stahl. Sie hat aufgrund ihrer geringen Ausdehnung nur eine sehr geringe Wärmekapazität, dafür aber eine sehr glatte Oberfläche.The roller 4 has a heat-insulating
Kurz vor dem Breitnip 3, den die Bahn in Richtung eines Pfeiles 12 durchläuft, ist eine Heizeinrichtung 13 angeordnet, die die Oberfläche der Walze 4 von außen beheizt. Die Heizeinrichtung 13 ist als induktive Heizeinrichtung ausgebildet, d.h. sie erzeugt mit Hilfe von elektrischen und/oder magnetischen Feldern, beispielsweise Wirbelströme in der Schicht 10, die wiederum zu einer Temperaturerhöhung der Schicht 10 führen.Shortly before the wide nip 3, which the web traverses in the direction of an
Die Heizeinrichtung 13 ist dabei so dicht vor dem Beginn 14 des Breitnips 3 angeordnet, daß eine nennenswerte Abkühlung der Schicht 10 bis zum Eintritt in den Breitnip 3 noch nicht stattgefunden hat. Die Bahn 2 trifft also auf eine relativ heiße Walze 4, wenn sie in den Breitnip 3 eintritt. Die Temperatur der Oberfläche der Walze 4 kann durchaus in einem Bereich von 150°C bis 200°C liegen.The
Sobald die Bahn 2 und die Schicht 10 im Breitnip zusammentreffen, erfolgt ein Temperaturausgleich, d.h. ein Wärmeübergang von der Schicht 10 auf die Bahn 2. Dabei wird die an der Walze 4 anliegende Oberfläche der Bahn 2 sehr schnell aufgeheizt. Die damit verbundene hohe Temperatur und die Glätte der Oberfläche der Schicht 10 führen dazu, daß die Bahn 2 jedenfalls auf der an der Walze 4 anliegenden Seite mit hoher Qualität geglättet wird.As soon as the
Die Wärmekapazität der Schicht 10 ist jedoch relativ klein, so daß der Wärmeübergang von der Schicht 10 an die Bahn 2 bereits kurze Zeit nach dem Eintritt in den Breitnip 3 abgeschlossen ist. Bei einer entsprechenden Abstimmung der Laufgeschwindigkeit der Bahn 2 an die Wärmekapazität der Schicht 10 kann man dafür sorgen, daß der Wärmeübergang auf die Bahn auf die erste Hälfte des Breitnips 3 beschränkt ist. Ab einer fiktiven Grenze 15, die etwa in der Hälfte des Breitnips 3 liegt, erfolgt kein Wärmeübergang mehr von der Schicht 10 auf die Bahn 2. Innerhalb der Bahn 2 erfolgt dann ein Temperaturausgleich zur kälteren Seite hin, also zum Mantel 5, so daß die Oberflächentemperatur der Bahn 2 unter die Grenze von 100°C sinkt. Damit befindet sich im Innern der Bahn 2 kein Dampf mehr, der plötzlich durch die Oberflächen der Bahn 2 austreten könnte. Eine Flashverdampfung wird also vermieden.The heat capacity of the
Die Schicht 10 ist aus einem Material gebildet, das einen sehr kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Damit wird vermieden, daß sich die Schicht 10 in Axialrichtung der Walze 4 zusammenzieht, wenn die Schicht 10 abkühlt. Ein derartiges Zusammenziehen könnte nachteilige Erscheinungen in der Bahn 2 bewirken, beispielsweise Falten. Auch könnte eine Beanspruchung an der Verbindung zwischen der Schicht 10 und dem Grundkörper 9 erfolgen, wenn der Wärmeausdehnungskoeffizient zu groß wäre.
Natürlich ist es auch möglich, einen Teil der Wärme direkt auf die Oberfläche der Bahn 2 zu bringen, bevor die Bahn 2 in den Breitnip 3 eintritt. Eine derartige Temperaturbeaufschlagung kann beispielsweise mit heißer oder warmer Luft erfolgen.Of course, it is also possible to bring some of the heat directly onto the surface of the
Auch hier ist aber aufgrund der geringen Wärmekapazität der Schicht 10 sichergestellt, daß etwa ab der Hälfte des Breitnips 3 keine Wärmezufuhr mehr zur Bahn 2 erfolgt, sondern die Bahn 2 abkühlen kann, so daß eine Flashverdampfung vermieden wird.Here too, however, the low heat capacity of
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