EP1426487A1 - Breitnipkalander - Google Patents

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EP1426487A1
EP1426487A1 EP03025269A EP03025269A EP1426487A1 EP 1426487 A1 EP1426487 A1 EP 1426487A1 EP 03025269 A EP03025269 A EP 03025269A EP 03025269 A EP03025269 A EP 03025269A EP 1426487 A1 EP1426487 A1 EP 1426487A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
counter
pressure element
roller
wide nip
calender according
Prior art date
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Application number
EP03025269A
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English (en)
French (fr)
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EP1426487B1 (de
Inventor
Josef Schneid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP1426487A1 publication Critical patent/EP1426487A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1426487B1 publication Critical patent/EP1426487B1/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 wide nip calender with a revolving band that together with a counter pressure element forms a wide nip, with the tape through a Pressure arrangement in the direction of the counter pressure element is loaded and the counter pressure element is heated.
  • Such a wide nip calender is known from US Pat. No. 6,158,333 known.
  • Such a wide nip calender is used to a material web, for example a paper or Cardboard web that runs through the wide nip with increased Pressure and elevated temperature.
  • a material web for example a paper or Cardboard web that runs through the wide nip with increased Pressure and elevated temperature.
  • the wide nip calender in contrast to a Calender in which the nip is counteracted by two Rolling is formed, one in the direction of web travel enlarged treatment route and thus also an enlarged one Has treatment time, it is possible to Web with a slightly reduced compressive stress, for that but to treat over a longer treatment period. This allows good surface properties with a Combine protection of the volume of the web.
  • the heating of the counter pressure element in the known case the roller is not without problems.
  • The is known Heating with the aid of a heat transfer medium, for example a hot liquid, such as oil, or one hot gas, for example water vapor.
  • a heat transfer medium for example a hot liquid, such as oil, or one hot gas, for example water vapor.
  • rotating unions are required with those the roller can be heated.
  • the invention has for its object the heating options to expand a web in the Breitnip.
  • This task is the beginning of a wide nip calender mentioned type in that the pressure arrangement an excitation device of an electrical Has induction heating on the counter pressure element acts.
  • the counter pressure element for example a counter pressure roller or a counter pressure belt Heated in the wide nip, where the heat is required to apply the continuous web.
  • the induction heating heats up, so to speak the circulating belt.
  • the circulating band the is often formed from a plastic material, does not heat itself up. At most it will through the paper web from the counter pressure element with heated. However, this is usually not critical.
  • the Induction heating initially affects the surface of the Backpressure element. From there, the heat supplied directly on the material web running through the wide nip transfer. With an appropriate energy supply the induction heater can ensure that the counter pressure element practically no further is heated as necessary so that undesirable thermal stresses avoided with great reliability can be.
  • the excitation device preferably has a focusing device on.
  • a focusing device will used the magnetic field generated by the excitation device is generated, targeted to certain areas to steer.
  • One can therefore measure the energy required to excite the magnetic field is required to better exploit. This increases the efficiency of induction heating.
  • one can get interference from the magnetic field may be carried outside can keep it small. This is especially then an advantage if in the neighborhood of the Breitnipkalander electronic devices are to be operated, which may react unexpectedly to a magnetic field.
  • the focusing device Has transformation sheets that together with the Back pressure element surround an induction winding arrangement. So you create an almost completely closed one magnetic circuit that is only broken is filled by an air gap that is in operation is through the tape and the one running through the wide nip Web. So practically the whole magnetic energy from the induction winding assembly is excited, entered in the counter-pressure element and used for heating the counter pressure element.
  • the excitation device preferably has a electrical supply device with changeable Frequency on.
  • Change the power of the electric induction heater There are several ways that Change the power of the electric induction heater. One way is to measure the strength of the To change current that excites the magnetic field. Another option is to set the frequency change. The change in frequency has an impact how deep the magnetic field is in the counter pressure element penetrates. Higher frequencies result in a lower one Penetration depth. So with higher frequencies a smaller line cross section in the counter pressure element available for the electric current, so that here results in a higher temperature. With a change the frequency can also be influenced take how the back pressure element is heated.
  • the excitation device preferably acts directly before and / or in a press zone of the wide nip on the Contrasting element.
  • the back pressure element has advantages already shortly before the wide nip by induction heat the surface of the counter pressure element already with an elevated temperature in the Breitnip enters. You can then do a combination from the start from increased pressure and increased temperature on the material web let it work.
  • the excitement i.e. the heating of the counter pressure element, also in Breitnip to be continued. This ensures that the elevated temperature is also above a predetermined one Time can affect the material web and the temperature of the counter pressure element not due to the heat transfer sinks to the material web. It will rather, new heat is continuously added. Essentially any combination of heating is immediate in front of the press zone and within the press zone of the wide nip conceivable.
  • An action of the excitation device preferably ends on the counter pressure element within the press zone. Especially with a counter pressure element with a low Heat capacity drops the temperature of the surface of the counter pressure element after the end of the magnetic Arousal quickly. You can use this to to avoid a "shock" for the material web, when she leaves the wide nip.
  • the counter pressure element a surface temperature when exiting the Breitnip of less than 100 ° C.
  • flash evaporation occurs on that moisture inside the web evaporates, but in the wide nip due to the Inclusion of the material web between the belt and the Counter pressure element cannot escape, suddenly emerges, if one of the two limits no longer applies. If however, one ensures that the temperature of the train when leaving the Breitnip already below 100 ° C then there is no risk that the moisture evaporated from the web and thereby the Breitnip tears smooth surface.
  • the excitation device preferably generates an in Web direction varying heating output.
  • the course of the heating power is preferably in the direction of web travel adjustable. So depending on the which material web is treated, the course of the Change the heating output in the wide nip. So that becomes a further flexibility achieved.
  • the counterpressure element preferably has one Induction heatable surface layer on a through Induction less heatable support body. With this measure achieves a back pressure element, the itself has a relatively small heat capacity. One can then make sure that the temperature in the wide nip is practical only influenced by the induction heating while the surface temperature is outside of the broad nip relatively quickly to the ambient temperature equalizes. This allows thermal Keep tensions in the counter-pressure element small, especially is advantageous if the counter-pressure element is formed by a roller.
  • a wide nip calender shown schematically in FIG. 1 1 has a circulating belt 2, which with a designed as a roller 3 counter pressure element Breitnip 4 forms.
  • the tape 2 is through a pressure arrangement 5 with a pressure shoe 6 against the roller 3 pressed.
  • a paper or cardboard web 7, the Breitnip 4 passes through, is therefore under the effect of Pressure shoe 6 in the Breitnip 4 initially with increased Pressure applied.
  • the pressure shoe 6 has one Pressure surface 8, which is concave and whose Curvature essentially the curvature of the roller 3 is adjusted.
  • In the pressure surface 8 can in itself facilities known and therefore not shown to reduce the friction between the belt 2 and the pressure shoe 6 may be provided.
  • hydraulic lubrication can be provided here, with a lubricating oil running between the pressure shoe 6 and the tape 2 is fed.
  • the winding 9 forms an excitation device of induction heating.
  • a Current flows through the winding 9, then this generates Current is a magnetic field that penetrates the roller 3, at least into the surface of the roller. If the roller 3 moved relative to the magnetic field, then a counter current induced in the surface of the roller 3, the in turn, heating the surface of the roller leads. You can still increase the heating output by that an alternating current can flow through the winding 9 leaves. In this case, the alternating current produces one Eddy current in the surface of the roller 3, which is the Heating output further improved.
  • the Depth of penetration of an eddy current into the surface of the Roller 3 limited.
  • the depth of penetration depends on the Frequency and the material properties of the roller 3. If you choose the frequency so high that the depth of penetration is limited to a few millimeters, then correspondingly only a few millimeters thick heated on the surface of the roller 3. One must not the entire roller 3 or the entire roller shell heat the roller 3 to the necessary temperature in to be able to enter the web 7.
  • Transformer plates 10 are provided in the pressure shoe 6. These transformer sheets 10 can be stacked be stacked, so flat in the axial direction of the roller 3 be lined up side by side. Are preferred the transformer sheets 10 electrically against each other isolated. This can be done, for example, by a thin Paint or oxide layer on the surface of the transformer sheets 10 done. In these layered transformer sheets 10 then no eddy currents are formed out. Rather, the transformer sheets act as a focusing device, the entire magnetic field onto the backing roll 3 focus. Spreading losses are kept to a minimum. A magnetic circuit is formed, the itself in the transformer sheets 10 and the counter roller 3 closes. There is practically only one air gap in the Thickness of tape 2 and web 7.
  • transformer plates 10th are E-shaped. Other shapes for the transformer sheets are possible if they cause the magnetic field caused by the current in the winding 9 is generated, mainly focused in the counter roll 3 becomes.
  • the induction winding 9 heats the roller 3 mainly in the press zone of the wide nip 4.
  • a heating length H is given in relation to a pressing length P. From Fig. 3 it can be seen that the heating of the counter roll 3 begins before the press area of the wide nip 4.
  • the surface temperature T WO of the surface of the roller 3 then rises even before entering the press zone of the wide nip 4 from about 90 ° C to about 150 ° C, so that the web 7 immediately upon entering the press zone of the wide nip 4 with the hot roller is contacted under pressure.
  • the heating ends in the pressing zone of the wide nip 4, so that the surface temperature T WO can cool down to below 100 ° C. again before the web 7 leaves the wide nip 4 in a roller with a correspondingly low heat capacity.
  • This avoids flash evaporation, ie the moisture contained in the web 7 can condense before the web 7 leaves the wide nip 4.
  • This prevents the steam from escaping from the web 7 when the web 7 leaves the wide nip.
  • flash evaporation tears open the surface of the web 7 smoothed in the wide nip 4. Because the heating length is limited to a region that ends in the wide nip 4 and even in the pressing zone of the wide nip 4, flash evaporation is avoided with great reliability.
  • Fig. 1 it is shown that the tape 2 is a relative has great thickness.
  • Such a thick band runs on kind of a roller around and is usually on the end faces closed over end plates. It is also possible to use a thinner tape 2 that through Deflection pulleys is circulated.
  • Fig. 2 shows an alternative embodiment in which same parts with the same reference numerals as in Fig. 1 are provided.
  • the counter pressure element is in this Case not designed as a roller 3, but as Steel band 11, which rests on a support shoe 12, when the pressure shoe the band 2 against the steel band 11 suppressed.
  • a wide nip 4 is also realized in this way.
  • the induction winding 9 heats the steel strip 11 when electricity flows through them.
  • the support shoe can also be heated. Preferably but you set the frequency of the induction winding so that only the steel strip 11 is heated.
  • a supply device is shown schematically 13, which supplies the winding 9 with current.
  • the utilities 13 is able to adjust the frequency of the To change current. There is an adjustment input f intended.
  • Fig. 4 shows a preferred embodiment of the roller 3.
  • the roller 3 has a roller axis 14 on the an insulating body 15 is arranged.
  • the insulating body 15 brings about thermal insulation of the roller axis 14 of a jacket 16, which as a thin layer on the Insulating body 15 is provided.
  • 4 is the coat 16 exaggerated thick. It is real much thinner in the radial direction.
  • a single winding 9 is shown with which a Magnetic field in the counter roller 3 or the steel belt 11 is induced. You can of course in the direction of the Also arrange several windings so that the Possibility gets the heating output in the direction of rotation to change the web.
  • the heating power can, for example increase or decrease or the same stay. If each winding can be controlled separately, then the heating of the Counter-pressure element, so the counter-roller 3 or Change steel band 11 during operation.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

Es wird eine Breitnipkalander (1) angegeben mit einem umlaufenden Band (2), das zusammen mit einem Gegendruckelement (3) einen Breitnip (4) bildet, wobei das Band (2) durch eine Andruckanordnung (5) in Richtung auf das Gegendruckelement (3) belastet ist und das Gegendruckelement (3) beheizbar ist. Man möchte die Beheizungsmöglichkeiten einer Bahn im Breitnip erweitern. Hierzu ist vorgesehen, daß die Andruckanordnung (5) eine Erregereinrichtung (9) einer elektrischen Induktionsheizung aufweist, die auf das Gegendruckelement (3) wirkt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Breitnipkalander mit einem umlaufenden Band, das zusammen mit einem Gegendruckelement einen Breitnip bildet, wobei das Band durch eine Andruckanordnung in Richtung auf das Gegendruckelement belastet ist und das Gegendruckelement beheizbar ist.
Ein derartiger Breitnipkalander ist aus US 6 158 333 A bekannt. Ein derartiger Breitnipkalander dient dazu, eine Materialbahn, beispielsweise eine Papier- oder Kartonbahn, die den Breitnip durchläuft, mit erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur zu beaufschlagen. Dadurch, daß der Breitnipkalander im Gegensatz zu einem Kalander, in dem der Nip durch zwei gegeneinander wirkende Walzen gebildet ist, eine in Bahnlaufrichtung vergrößerte Behandlungsstrecke und damit auch eine vergrößerte Behandlungszeit aufweist, ist es möglich, die Bahn mit einer etwas verminderten Druckspannung, dafür aber über eine längere Behandlungszeit zu behandeln. Damit lassen sich gute Oberflächeneigenschaften mit einer Schonung des Volumens der Bahn verbinden.
Die Beheizung des Gegendruckelements, im bekannten Fall der Walze, ist nicht unproblematisch. Bekannt ist die Beheizung mit Hilfe eines Wärmeträgermediums, beispielsweise einer heißen Flüssigkeit, wie Öl, oder eines heißen Gases, beispielsweise Wasserdampf. In beiden Fällen sind Drehdurchführungen erforderlich mit denen die Walze beheizt werden kann. Alternativ dazu ist es möglich, die Walze von innen mit Hilfe von Induktion zu beheizen. Bei allen Beheizungsarten von innen ist es erforderlich, daß die Wärme den Mantel der Gegenwalze durchdringt, was vielfach zu unerwünschten thermischen Spannungen führt.
Alternativ dazu ist es bekannt, eine Walze von außen durch Induktion zu beheizen, wobei die Induktionsheizung am freien Umfang der Gegendruckwalze angeordnet ist. Auch diese Ausgestaltung ist nicht frei von Nachteilen. Sobald ein Umfangsbereich der Walze die Induktionsheizung passiert hat, kühlt dieser Bereich der Walze ab, d.h. die im Nip an die Bahn übertragbare Wärmeenergie ist unter Umständen zu gering. Darüber hinaus ist es in der Regel nicht möglich, die Bahn über die Länge des Breitnips mit einer gewissen gleichmäßigen Wärmezufuhr zu beaufschlagen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Beheizungsmöglichkeiten einer Bahn im Breitnip zu erweitern.
Diese Aufgabe wird bei einem Breitnipkalander der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Andruckanordnung eine Erregereinrichtung einer elektrischen Induktionsheizung aufweist, die auf das Gegendruckelement wirkt.
Mit dieser Ausgestaltung wird das Gegendruckelement, beispielsweise eine Gegendruckwalze oder ein Gegendruckband, im Breitnip beheizt, also dort, wo die Wärme erforderlich ist, um die durchlaufende Bahn zu beaufschlagen. Die Induktionsheizung heizt sozusagen durch das umlaufende Band hindurch. Das umlaufende Band, das vielfach aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist, heizt sich dabei nicht selbst auf. Es wird allenfalls durch die Papierbahn hindurch von dem Gegendruckelement mit beheizt. Dies ist aber in der Regel unkritisch. Die Induktionsheizung wirkt zunächst auf die Oberfläche des Gegendruckelements. Von dort wird die zugeführte Wärme unmittelbar auf die den Breitnip durchlaufende Materialbahn übertragen. Bei einer entsprechenden Energieversorgung der Induktionsheizung kann man dafür sorgen, daß das Gegendruckelement praktisch nicht weiter als erforderlich erwärmt wird, so daß unerwünschte thermische Spannungen mit großer Zuverlässigkeit vermieden werden können.
Vorzugsweise weist die Erregereinrichtung eine Fokussierungseinrichtung auf. Eine Fokussiereinrichtung wird verwendet, um das Magnetfeld, das durch die Erregereinrichtung erzeugt wird, gezielt in bestimmte Bereiche zu lenken. Man kann daher die Energie, die zum Erregen des magnetischen Feldes erforderlich ist, besser ausnutzen. Der Wirkungsgrad der Induktionsheizung wird dadurch gesteigert. Darüber hinaus kann man Störungen, die durch das Magnetfeld möglicherweise nach außen getragen werden können, klein halten. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn in der Nachbarschaft des Breitnipkalanders elektronische Geräte betrieben werden sollen, die unter Umständen unerwartet auf ein Magnetfeld reagieren.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Fokussierungseinrichtung Transformationsbleche aufweist, die zusammen mit dem Gegendruckelement eine Induktionswicklungsanordnung umgeben. Man erzeugt also einen nahezu vollständig geschlossenen magnetischen Kreis, der lediglich unterbrochen wird durch einen Luftspalt, der im Betrieb ausgefüllt ist durch das Band und die den Breitnip durchlaufende Materialbahn. Damit wird praktisch die gesamte magnetische Energie, die von der Induktionswicklungsanordnung erregt wird, in das Gegendruckelement eingetragen und für die Beheizung des Gegendruckelements verwendet.
Bevorzugterweise weist die Erregereinrichtung eine elektrische Versorgungseinrichtung mit veränderbarer Speisefrequenz auf. Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Leistung der elektrischen Induktionsheizung zu verändern. Eine Möglichkeit besteht darin, die Stärke des Stroms zu verändern, der das magnetische Feld erregt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Frequenz zu verändern. Die Veränderung der Frequenz hat Einfluß darauf, wie tief das Magnetfeld in das Gegendruckelement eindringt. Höhere Frequenzen bewirken eine geringere Eindringtiefe. Mit höheren Frequenzen steht also ein geringerer Leitungsquerschnitt im Gegendruckelement für den elektrischen Strom zur Verfügung, so daß sich hier eine höhere Temperatur ergibt. Mit einer Veränderung der Frequenz läßt sich also auch Einfluß darauf nehmen, wie das Gegendruckelement aufgeheizt wird.
Vorzugsweise wirkt die Erregereinrichtung unmittelbar vor und/oder in einer Preßzone des Breitnips auf das Gegendruckelement. Es hat Vorteile, das Gegendruckelement bereits kurz vor dem Breitnip durch Induktion zu beheizen, damit die Oberfläche des Gegendruckelements bereits mit einer erhöhten Temperatur in den Breitnip einläuft. Man kann dann von Anfang an eine Kombination aus erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur auf die Materialbahn wirken lassen. Natürlich kann die Erregung, d.h. die Beheizung des Gegendruckelements, auch im Breitnip fortgesetzt werden. Damit wird gewährleistet, daß die erhöhte Temperatur auch über eine vorbestimmte Zeitdauer auf die Materialbahn wirken kann und die Temperatur des Gegendruckelements nicht aufgrund der Wärmeübertragung an die Materialbahn absinkt. Es wird vielmehr laufend neue Wärme zugeführt. Im Grunde genommen ist jede Kombination einer Beheizung unmittelbar vor der Preßzone und innerhalb der Preßzone des Breitnips denkbar.
Vorzugsweise endet eine Einwirkung der Erregereinrichtung auf das Gegendruckelement innerhalb der Preßzone. Insbesondere bei einem Gegendruckelement mit einer geringen Wärmekapazität fällt die Temperatur der Oberfläche des Gegendruckelements nach dem Ende der magnetischen Erregung schnell ab. Man kann dies dazu verwenden, einen "Schock" für die Materialbahn zu vermeiden, wenn sie den Breitnip verläßt.
Hierbei ist insbesondere bevorzugt, daß das Gegendruckelement beim Austritt aus dem Breitnip eine Oberflächentemperatur von weniger als 100° C aufweist. Mit dieser Ausgestaltung kann man eine sogenannte "Flashverdampfung" vermeiden. Eine Flashverdampfung tritt dadurch auf, daß Feuchtigkeit, die innerhalb der Materialbahn verdampft, im Breitnip aber aufgrund des Einschlusses der Materialbahn zwischen dem Band und dem Gegendruckelement nicht entweichen kann, plötzlich austritt, wenn eine der beiden Begrenzungen entfällt. Wenn man hingegen dafür sorgt, daß die Temperatur der Bahn beim Austritt aus dem Breitnip bereits unter 100° C liegt, dann besteht auch keine Gefahr, daß die Feuchtigkeit aus der Bahn heraus verdampft und dabei die im Breitnip geglättete Oberfläche aufreißt.
Bevorzugterweise erzeugt die Erregereinrichtung eine in Bahnlaufrichtung variierende Heizleistung. Man kann dann beispielsweise die Heizleistung in Bahnlaufrichtung zunehmen oder abnehmen lassen, je nach dem, wie die Anforderungen sind. Man kann auch ein Temperaturmaximum etwa in der Mitte des Breitnips erzeugen. Durch diese Ausführungsform lassen sich die Behandlungsmöglichkeiten im Breitnip erweitern.
Vorzugsweise ist der Verlauf der Heizleistung in Bahnlaufrichtung einstellbar. Man kann also, je nach dem, welche Materialbahn behandelt wird, den Verlauf der Heizleistung im Breitnip verändern. Damit wird eine weitere Flexibilisierung erreicht.
Bevorzugterweise weist das Gegendruckelement eine durch Induktion erwärmbare Oberflächenschicht auf einem durch Induktion weniger gut erwärmbaren Tragkörper auf. Mit dieser Maßnahme erreicht man ein Gegendruckelement, das selbst eine relativ kleine Wärmekapazität hat. Man kann dann dafür sorgen, daß die Temperatur im Breitnip praktisch ausschließlich von der Induktionsheizung beeinflußt wird, während die Oberflächentemperatur sich außerhalb des Breitnips relativ schnell an die Umgebungstemperatur angleicht. Damit lassen sich thermische Spannungen im Gegendruckelement kleinhalten, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn das Gegendruckelement durch eine Walze gebildet ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1
eine erste Ausführungsform eines Breitnipkalanders in schematischer Darstellung,
Fig. 2
eine zweite Ausführungsform eines Breitnipkalanders,
Fig. 3
eine Darstellung eines Heizverlaufs und
Fig. 4
eine schematische Darstellung einer Gegendruckwalzee.
Ein in Fig. 1 schematisch dargestellter Breitnipkalander 1 weist ein umlaufendes Band 2 auf, das mit einem als Walze 3 ausgebildeten Gegendruckelement einen Breitnip 4 bildet. Das Band 2 wird dabei durch eine Andruckanordnung 5 mit einem Anpreßschuh 6 gegen die Walze 3 gedrückt. Eine Papier- oder Kartonbahn 7, die den Breitnip 4 durchläuft, wird also unter der Wirkung des Anpreßschuhs 6 in dem Breitnip 4 zunächst mit erhöhtem Druck beaufschlagt. Der Anpreßschuh 6 weist hierbei eine Andruckfläche 8 auf, die konkav gewölbt ist und deren Krümmung im wesentlichen der Krümmung der Walze 3 angepaßt ist. In der Andruckfläche 8 können in an sich bekannter und daher nicht dargestellter Weise Einrichtungen zum Herabsetzen der Reibung zwischen dem Band 2 und dem Anpreßschuh 6 vorgesehen sein. Beispielsweise kann hier eine hydraulische Schmierung vorgesehen sein, bei der laufend ein Schmieröl zwischen den Anpreßschuh 6 und das Band 2 eingespeist wird.
Zusätzlich ist im Anpreßschuh 6 eine Wicklung 9 einer Induktionsheizung aufgenommen. Die Wicklung 9 bildet eine Erregereinrichtung der Induktionsheizung. Wenn ein Strom durch die Wicklung 9 fließt, dann erzeugt dieser Strom ein Magnetfeld, das in die Walze 3 eindringt, zumindest in die Oberfläche der Walze. Wenn sich die Walze 3 gegenüber dem Magnetfeld bewegt, dann wird ein Gegenstrom in der Oberfläche der Walze 3 induziert, der seinerseits zu einer Erwärmung der Oberfläche der Walze führt. Man kann die Heizleistung noch dadurch steigern, daß man einen Wechselstrom durch die Wicklung 9 fließen läßt. In diesem Fall erzeugt der Wechselstrom einen Wirbelstrom in der Oberfläche der Walze 3, was die Heizleistung weiter verbessert. Darüber hinaus ist die Eindringtiefe eines Wirbelstroms in die Oberfläche der Walze 3 begrenzt. Die Eindringtiefe hängt ab von der Frequenz und von den Materialeigenschaften der Walze 3. Wenn man die Frequenz so hoch wählt, daß die Eindringtiefe auf wenige Millimeter begrenzt ist, dann wird auch entsprechend nur ein weniger Millimeter dicker Bereich an der Oberfläche der Walze 3 beheizt. Man muß nicht die gesamte Walze 3 oder die gesamte Walzenschale der Walze 3 beheizen, um die notwendige Temperatur in die Bahn 7 eintragen zu können.
In dem Anpreßschuh 6 sind Transformatorbleche 10 vorgesehen. Diese Transformatorbleche 10 können aufeinander gestapelt sein, also in Achsrichtung der Walze 3 flächig nebeneinander aufgereiht sein. Vorzugsweise sind die Transformatorbleche 10 elektrisch gegeneinander isoliert. Dies kann beispielsweise durch eine dünne Lack- oder Oxidschicht auf der Oberfläche der Transformatorbleche 10 erfolgen. In diesen geschichteten Transformatorblechen 10 bilden sich dann keine Wirbelströme aus. Vielmehr wirken die Transformatorbleche als Fokussiereinrichtung, die das gesamte Magnetfeld auf die Gegenwalze 3 fokussieren. Streuverluste werden kleingehalten. Es wird ein magnetischer Kreis gebildet, der sich in den Transformatorblechen 10 und der Gegenwalze 3 schließt. Ein Luftspalt besteht praktisch nur in der Dicke des Bandes 2 und der Bahn 7.
Dargestellt ist, daß die Transformatorbleche 10 E-förmig ausgebildet sind. Andere Formen für die Transformatorbleche sind möglich, wenn sie bewirken, daß das magnetische Feld, das durch den Strom in der Wicklung 9 erzeugt wird, hauptsächlich in der Gegenwalze 3 fokussiert wird.
Dargestellt ist, daß die Induktions-Wicklung 9 die Walze 3 hauptsächlich in der Preßzone des Breitnips 4 beheizt. Ein anderer Heizverlauf ist in Fig. 3 dargestellt. Hier ist eine Heizlänge H im Verhältnis zu einer Preßlänge P angegeben. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Beheizung der Gegenwalze 3 bereits vor dem Pressenbereich des Breitnips 4 beginnt. Die Oberflächentemperatur TWO der Oberfläche der Walze 3 steigt dann bereits vor dem Eintritt in die Pressenzone des Breitnips 4 von etwa 90° C auf etwa 150° C, so daß die Bahn 7 unmittelbar beim Eintritt in die Preßzone des Breitnips 4 mit der heißen Walze unter Druck kontaktiert wird.
Die Beheizung endet allerdings in der Preßzone des Breitnips 4, so daß die Oberflächentemperatur TWO bei einer Walze mit entsprechend geringer Wärmekapazität wieder auf unter 100° C abkühlen kann, bevor die Bahn 7 den Breitnip 4 verläßt. Dies vermeidet eine Flashverdampfung, d.h. die in der Bahn 7 enthaltene Feuchtigkeit kann kondensieren bevor die Bahn 7 den Breitnip 4 verläßt. Dadurch wird vermieden, daß der Dampf explosionsartig aus der Bahn 7 austritt, wenn die Bahn 7 den Breitnip verläßt. Dieses Phänomen wird als "Flashverdampfung" bezeichnet. Die Flashverdampfung reißt die im Breitnip 4 geglättete Oberfläche der Bahn 7 auf. Dadurch, daß die Heizlänge auf einen Bereich begrenzt ist, der im Breitnip 4 endet und sogar in der Preßzone des Breitnips 4, wird die Flashverdampfung mit großer Zuverlässigkeit vermieden.
In Fig. 1 ist dargestellt, daß das Band 2 eine relativ große Dicke hat. Ein derartig dickes Band läuft nach Art einer Walze um und ist in der Regel an den Stirnseiten über Stirnscheiben geschlossen. Es ist aber auch möglich, ein dünneres Band 2 zu verwenden, das durch Umlenkrollen im Umlauf geführt ist.
Fig. 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung, bei der gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen sind. Das Gegendruckelement ist in diesem Fall nicht als Walze 3 ausgebildet, sondern als Stahlband 11, das an einem Abstützschuh 12 anliegt, wenn der Anpreßschuh das Band 2 gegen das Stahlband 11 drückt. Auch auf diese Weise wird ein Breitnip 4 realisiert. Die Induktionswicklung 9 beheizt das Stahlband 11, wenn Strom durch sie hindurchfließt. Der Abstützschuh kann dabei mitbeheizt werden. Vorzugsweise wird man aber die Frequenz der Induktionswicklung so einstellen, daß lediglich das Stahlband 11 beheizt wird.
Schematisch dargestellt ist eine Versorgungseinrichtung 13, die die Wicklung 9 mit Strom versorgt. Die Versorgungseinrichtung 13 ist in der Lage, die Frequenz des Stromes zu verändern. Hierzu ist ein Einstelleingang f vorgesehen.
Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Walze 3. Die Walze 3 weist eine Walzenachse 14 auf auf der ein Isolierkörper 15 angeordnet ist. Der Isolierkörper 15 bewirkt eine thermische Isolierung der Walzenachse 14 von einem Mantel 16, der als dünne Schicht auf dem Isolierkörper 15 vorgesehen ist. In Fig. 4 ist der Mantel 16 übertrieben dick dargestellt. Er ist in Wirklichkeit in Radialrichtüng wesentlich dünner.
Bei einer derartigen Ausgestaltung wird lediglich der Mantel 16 beheizt, d.h. eine relativ dünne Oberflächenschicht der Walze 3 damit wird eine Beheizung nur an solchen Stellen bewirkt, an denen die Walze auch Wärme an die Bahn 7 abgeben kann. Dies ist einerseits ein sehr energiesparender Betrieb. Zum anderen werden thermische Spannungen in der Walze 3 weitgehend vermieden.
Dargestellt ist eine einzige Wicklung 9, mit der ein Magnetfeld in der Gegenwalze 3 oder dem Stahlband 11 induziert wird. Man kann natürlich in Laufrichtung der Bahn auch mehrere Wicklungen anordnen, so daß man die Möglichkeit erhält, die Heizleistung in Laufrichtung der Bahn zu verändern. Die Heizleistung kann also beispielsweise ansteigen oder abnehmen oder auch gleich bleiben. Wenn jede Wicklung getrennt ansteuerbar ist, dann läßt sich unter Umständen auch die Beheizung des Gegendruckelements, also der Gegenwalze 3 oder des Stahlbandes 11 während des Betriebs verändern.

Claims (10)

  1. Breitnipkalander mit einem umlaufenden Band, das zusammen mit einem Gegendruckelement einen Breitnip bildet, wobei das Band durch eine Andruckanordnung in Richtung auf das Gegendruckelement belastet ist und das Gegendruckelement beheizbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckanordnung (5) eine Erregereinrichtung (9) einer elektrischen Induktionsheizung aufweist, die auf das Gegendruckelement (3, 11) wirkt.
  2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregereinrichtung (9) eine Fokussierungseinrichtung (10) aufweist.
  3. Kalander nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierungseinrichtung (10) Transformatorbleche aufweist, die zusammen mit dem Gegendruckelement (3, 11) eine Induktionswicklungsanordnung umgeben.
  4. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregereinrichtung (9) eine elektrische Versorgungseinrichtung (13) mit veränderbarer Speisefrequenz (f) aufweist.
  5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregereinrichtung (9) unmittelbar vor und/oder in einer Preßzone des Breitnips (4) auf das Gegendruckelement (3, 11) wirkt.
  6. Kalander nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einwirkung der Erregereinrichtung (9) auf das Gegendruckelement (3, 11) innerhalb der Preßzone endet.
  7. Kalander nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (3, 11) beim Austritt aus dem Breitnip (4) eine Oberflächentemperatur (TOW) von weniger als 100° C aufweist.
  8. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregereinrichtung (9) eine in Bahnlaufrichtung variierende Heizleistung erzeugt.
  9. Kalander nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Heizleistung in Bahnlaufrichtung einstellbar ist.
  10. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (3) eine durch Induktion erwärmbare Oberflächenschicht (16) auf einem durch Induktion weniger gut erwärmbaren Tragkörper (15) aufweist.
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