EP1431453A1 - Extended nip calender - Google Patents
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- EP1431453A1 EP1431453A1 EP03027126A EP03027126A EP1431453A1 EP 1431453 A1 EP1431453 A1 EP 1431453A1 EP 03027126 A EP03027126 A EP 03027126A EP 03027126 A EP03027126 A EP 03027126A EP 1431453 A1 EP1431453 A1 EP 1431453A1
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- 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 wide nip calender with a in the unloaded state at least in sections a circumferential jacket having a cylindrical shape, one Counter roller and a pressure shoe, which the coat on the counter roller presses and thereby from the cylindrical shape deformed out.
- Such a wide nip calender is, for example, from DE 299 02 451 U1 known.
- Breitnip calenders are used to make a fibrous web, for example a paper or cardboard web, to satinize, so with increased pressure and usually also to be subjected to an elevated temperature.
- the Breitnip calender has one longer treatment length. This treatment length will formed in that the coat over part of the Circumferential surface of the counter roller bears against the counter roller. This concern is brought about by the pressure shoe presses the jacket against the counter roller.
- the coat has in "Hibernation", ie when he is unloaded, over most of its axial length is cylindrical Shape. Seen from the outside, it is therefore over the whole The circumference is convexly curved.
- the jacket In the area where the coat pressed against the counter roller by the pressure shoe the jacket is deformed concavely. In addition, that the jacket through the pressure shoe often also radially is deformed outwards. With that one creates at the axial ends of the jacket tapered sections, in which one avoids that the coat with the hot Counter roll comes into contact. Such a touch would the coat, which usually consists of one Plastic material is formed, thermally overstress and damage it.
- the invention has for its object a wide nip calender specify the case where possible is little burdened.
- This task is the beginning of a wide nip calender mentioned type in that the coat in state pressed against the counter roller by the cylindrical shape starting partly radially outwards and partly is deformed radially inwards.
- a maximum deformation corresponds radially maximum deformation radially inwards.
- the maximum deformation is the largest distance that the Has jacket of the cylindrical shape. This greatest distance radially outwards is the same size as radially inwards. So you get a deformation equilibrium, where the load on the circumferential jacket is relative is low.
- outer differential volume between the cylinder shape and the deformed jacket radially outside the cylindrical shape is formed, an internal difference volume, that between the cylindrical shape and the deformed jacket is formed radially within the cylindrical shape.
- the outer and the inner differential volume are of course only theoretical sizes because the jacket does not work a cylindrical shape and a deformed shape at the same time can have.
- the cylinder shape can be calculated easily reproduce.
- the roll shell is preferably on its end faces each finished with a side window, the Radius smaller than a radius of the deformed roll shell in the area of maximum deformation radially outwards is. This will be in the areas where the roll shell is deformed radially outwards, that is in the direction of rotation the roll shell at the beginning and end of the pressure shoe, made sure that the roller jacket from the counter roller is pulled away.
- the Radius smaller than a radius of the deformed roll shell in the area of maximum deformation radially outwards is. This will be in the areas where the roll shell is deformed radially outwards, that is in the direction of rotation the roll shell at the beginning and end of the pressure shoe, made sure that the roller jacket from the counter roller is pulled away.
- a certain one Deformation of the roll shell also in the axial direction to observe. However, this deformation is due to the Dimensioning of the side windows limited.
- the side window preferably has a radius, which is at least as large as a radius of the deformed one Radial roll shell in the area of maximum deformation inside. In this area the roller jacket no longer pulled away from the roller. Therefore you keep the deformation of the roll shell small. Since the Contact time of the roll shell with the counter roll only is short, touch may even be allowed.
- Fig. 1 shows schematically a wide nip calender 1 in Neckline with a circumferential coat 2, the under the effect of a pressure shoe 3 against a counter roller 4 is pressed.
- the pressure shoe 3 has one Press surface 5, which is adapted to the curvature of the counter roller 4 is.
- Another form is, however, in principle also possible.
- Means are usually provided in the pressing surface 5, for lubrication between the pressure shoe 3 and to cause the sheath 2 when the sheath 2 is under pressure passed between the pressure shoe 3 and the counter roller 4 becomes.
- Such means can, for example Discharge openings of a hydrostatic lubrication his.
- the jacket 2 has a cylindrical shape in the unloaded state on, in the present case by a circular line 6 is shown. It is not necessary that the jacket 2 this cylindrical shape over the entire axial Takes up length. For example, at the axial ends conical sections may be provided.
- the pressure shoe 3 points in the circumferential direction both ends rounded projections 9, 10 while it has a depression 11 in the region of its center.
- the projections 9, 10 and the recess go 11 into one another, for example along a cylindrical surface.
- the jacket 2 is deformed outwards with respect to the circular line 6. This results in a maximum deformation 12 in the area of the “tip” of the projection 9 (a corresponding deformation also results at the tip of the projection 10). A deformation radially inwards results in the area of the depression 11, specifically in the middle. Here, too, there is a maximum deformation 13.
- Fig. 1 represents the deformation of the jacket in the circumferential direction represents this deformation practically only in the area where the pressure shoe 3 is arranged, that is in a partial area of the axial length of the jacket 2.
- a further deformation occurs at the axial ends of the jacket 2, as shown in Fig. 2.
- the jacket 2 is in the area with solid lines its maximum deformation is shown radially outwards and with dashed lines in the area of its maximum deformation radially inwards.
- the jacket 2 is at its axial ends with side windows 14 completed.
- These side windows 14 have a radius that corresponds to the radius of the jacket 2 in the undeformed Condition corresponds.
- each side window 14 has a radius that is smaller as a radius of the deformed roll shell 2 in the area the maximum deformation 12 radially outwards, however at least as large as a radius of the deformed roll shell 2 radially in the region of the maximum deformation 13 inside. In this way you achieve that the deformation also in certain in the axial edge area Limits can be kept.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Breitnip-Kalander mit einem im unbelasteten Zustand zumindest abschnittsweise eine Zylinderform aufweisenden, umlaufenden Mantel, einer Gegenwalze und einem Anpreßschuh, der den Mantel an die Gegenwalze drückt und dabei aus der Zylinderform heraus verformt.The invention relates to a wide nip calender with a in the unloaded state at least in sections a circumferential jacket having a cylindrical shape, one Counter roller and a pressure shoe, which the coat on the counter roller presses and thereby from the cylindrical shape deformed out.
Ein derartiger Breitnip-Kalander ist beispielsweise aus DE 299 02 451 U1 bekannt.Such a wide nip calender is, for example, from DE 299 02 451 U1 known.
Breitnip-Kalander dienen dazu, eine Faserstoffbahn, beispielsweise eine Papier- oder Kartonbahn, zu satinieren, also mit erhöhtem Druck und in der Regel auch mit einer erhöhten Temperatur zu beaufschlagen. Im Gegensatz zu Kalandern, die mit zwei gegeneinander wirkenden Walzen arbeiten, hat der Breitnip-Kalander eine größere Behandlungslänge. Diese Behandlungslänge wird dadurch gebildet, daß der Mantel über einen Teil der Umfangsfläche der Gegenwalze an der Gegenwalze anliegt. Dieses Anliegen wird durch den Anpreßschuh bewirkt, der den Mantel an die Gegenwalze drückt. Der Mantel hat im "Ruhezustand", also dann, wenn er unbelastet ist, über den größten Teil seiner axialen Länge eine zylindrische Form. Von außen gesehen ist er also über den gesamten Umfang konvex gekrümmt. In dem Bereich, wo der Mantel durch den Anpreßschuh gegen die Gegenwalze gedrückt wird, wird der Mantel konkav verformt. Hinzu kommt, daß der Mantel durch den Anpreßschuh vielfach auch radial nach außen verformt wird. Damit erzeugt man an den axialen Enden des Mantels konisch verlaufende Abschnitte, in denen man vermeidet, daß der Mantel mit der heißen Gegenwalze in Kontakt kommt. Eine derartige Berührung würde den Mantel, der in der Regel aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist, thermisch überbeanspruchen und damit schädigen.Breitnip calenders are used to make a fibrous web, for example a paper or cardboard web, to satinize, so with increased pressure and usually also to be subjected to an elevated temperature. In contrast to calenders with two counteracting The Breitnip calender has one longer treatment length. This treatment length will formed in that the coat over part of the Circumferential surface of the counter roller bears against the counter roller. This concern is brought about by the pressure shoe presses the jacket against the counter roller. The coat has in "Hibernation", ie when he is unloaded, over most of its axial length is cylindrical Shape. Seen from the outside, it is therefore over the whole The circumference is convexly curved. In the area where the coat pressed against the counter roller by the pressure shoe the jacket is deformed concavely. In addition, that the jacket through the pressure shoe often also radially is deformed outwards. With that one creates at the axial ends of the jacket tapered sections, in which one avoids that the coat with the hot Counter roll comes into contact. Such a touch would the coat, which usually consists of one Plastic material is formed, thermally overstress and damage it.
Die geschilderte Verformung führt allerdings zu einer teilweise erheblichen Beanspruchung des Mantels. Diese Beanspruchung, die durch eine permanente Umformung des Mantels im Betrieb hervorgerufen wird, führt dazu, daß die Lebensdauer eines derartigen Mantels begrenzt ist. Der Breitnip-Kalander muß also von Zeit zu Zeit stillgesetzt werden, um den Mantel zu erneuern. Dies erhöht den Anteil der Stillstandszeiten an der Betriebszeit.The described deformation leads to a sometimes considerable stress on the jacket. This Stress caused by permanent deformation of the Mantels is caused in the company, that the life of such a jacket is limited. The Breitnip calender must therefore be shut down from time to time to renew the coat. This increases the share of downtime in operating time.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Breitnip-Kalander anzugeben, bei dem der Mantel möglichst wenig belastet wird. The invention has for its object a wide nip calender specify the case where possible is little burdened.
Diese Aufgabe wird bei einem Breitnip-Kalander der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Mantel im an die Gegenwalze gedrückten Zustand von der Zylinderform ausgehend teilweise radial nach außen und teilweise radial nach innen verformt ist.This task is the beginning of a wide nip calender mentioned type in that the coat in state pressed against the counter roller by the cylindrical shape starting partly radially outwards and partly is deformed radially inwards.
Mit dieser Ausgestaltung wird der Mantel zwar nach wie vor verformt. Man hält aber die Verformung in Grenzen, bei denen die Gesamtbelastung des Mantels möglichst klein ist. Der Mantel wird nur über einen Teil seines Umfangs radial über die Zylinderform, die er im unbelasteten Zustand einnimmt, hinaus nach außen verformt. In einem anderen Teil wird er sogar radial nach innen verformt gegenüber der Zylinderform im unbelasteten Zustand. Man kann insgesamt davon ausgehen, daß die Druck- und Zugbelastungen dann so gleichmäßig verteilt sind, daß die Belastung insgesamt relativ gering bleibt. Die Belastung läßt sich allerdings nicht vollkommen beseitigen. Wenn davon die Rede ist, daß der Mantel an der Gegenwalze anliegt, dann ist dies im Betrieb natürlich so zu verstehen, daß er unter Zwischenlage einer Bahn an der Gegenwalze anliegt. Ein direkter Kontakt zwischen dem Mantel und der Gegenwalze soll nach wie vor möglichst vermieden werden.With this configuration, the coat is still like deformed before. But you keep the deformation within limits, where the total load on the jacket is as possible is small. The coat is only part of his Radially circumferentially over the cylinder shape, which he in the unloaded Condition takes on, deformed outwards. In another part, it is even deformed radially inwards compared to the cylinder shape in the unloaded state. Overall, one can assume that the Pressure and tensile loads are then distributed evenly are that the overall load is relatively low remains. However, the burden cannot be completely remove. When it is said that the The jacket is in contact with the counter roller, then this is in operation to be understood, of course, that he is interleaved a web lies against the counter roller. A direct one Contact between the jacket and the counter roller should are still avoided as far as possible.
Vorzugsweise entspricht eine Maximalverformung radial nach außen einer Maximalverformung radial nach innen. Die Maximalverformung ist der größte Abstand, den der Mantel von der Zylinderform hat. Dieser größte Abstand ist radial nach außen genauso groß, wie radial nach innen. Damit erreicht man ein Verformungsgleichgewicht, bei dem die Belastung des umlaufenden Mantels relativ gering ist. A maximum deformation corresponds radially maximum deformation radially inwards. The maximum deformation is the largest distance that the Has jacket of the cylindrical shape. This greatest distance radially outwards is the same size as radially inwards. So you get a deformation equilibrium, where the load on the circumferential jacket is relative is low.
Mit Vorteil entspricht in einem Pressenabschnitt ein äußeres Differenzvolumen, das zwischen der Zylinderform und dem verformten Mantel radial außerhalb der Zylinderform gebildet ist, einem inneren Differenzvolumen, das zwischen der Zylinderform und dem verformten Mantel radial innerhalb der Zylinderform gebildet ist. Das äußere und das innere Differenzvolumen sind natürlich nur theoretische Größen, weil der Mantel im Betrieb nicht gleichzeitig eine Zylinderform und eine verformte Form aufweisen kann. Die Zylinderform läßt sich jedoch rechnerisch ohne weiteres nachbilden. Durch die Anordnung des Anpreßschuhs gegenüber der Gegenwalze und weiterer Elemente, die die Form des Mantels beeinflussen, beispielsweise Stützscheiben an den axialen Enden des Mantels, lassen sich also das äußere Differenzvolumen und das innere Differenzvolumen aneinander angleichen. Eine exakte Übereinstimmung ist allerdings nicht erforderlich. Auch dies ist eine Maßnahme, die gut geeignet ist, ein Verformungsgleichgewicht herzustellen und damit die Belastung des Walzenmantels klein zu halten. Wenn man das Ganze in einer Schnittansicht betrachtet, dann ist der Flächeninhalt zwischen einer Kreislinie, die die Zylinderform nachbildet, und dem Mäntel radial außerhalb der Kreislinie gleich einer entsprechenden Fläche radial innerhalb der Kreislinie.Advantageously corresponds to a press section outer differential volume between the cylinder shape and the deformed jacket radially outside the cylindrical shape is formed, an internal difference volume, that between the cylindrical shape and the deformed jacket is formed radially within the cylindrical shape. The outer and the inner differential volume are of course only theoretical sizes because the jacket does not work a cylindrical shape and a deformed shape at the same time can have. However, the cylinder shape can be calculated easily reproduce. By the arrangement of the pressure shoe against the counter roller and others Elements that influence the shape of the jacket, for example Support washers at the axial ends of the jacket, the outer difference volume and adjust the inner differential volume to each other. A however, an exact match is not necessary. This is also a measure that works well is to create a deformation equilibrium and thus to keep the load on the roller jacket small. If you look at the whole thing in a sectional view, then the area between a circular line, which reproduces the cylindrical shape, and the jacket radially outside of the circular line is equal to a corresponding one Radial area within the circular line.
Vorzugsweise ist der Walzenmantel an seinen Stirnseiten jeweils mit einer Seitenscheibe abgeschlossen, deren Radius kleiner als ein Radius des verformten Walzenmantels im Bereich der Maximalverformung radial nach außen ist. Damit wird in den Bereichen, wo der Walzenmantel radial nach außen verformt wird, also in Umlaufrichtung des Walzenmantels am Anfang und am Ende des Anpreßschuhs, dafür gesorgt, daß der Walzenmantel von der Gegenwalze weg gezogen wird. Hier ist zwar eine gewisse Verformung des Walzenmantels auch in axialer Richtung zu beobachten. Diese Verformung ist jedoch aufgrund der Bemessung der Seitenscheiben begrenzt.The roll shell is preferably on its end faces each finished with a side window, the Radius smaller than a radius of the deformed roll shell in the area of maximum deformation radially outwards is. This will be in the areas where the roll shell is deformed radially outwards, that is in the direction of rotation the roll shell at the beginning and end of the pressure shoe, made sure that the roller jacket from the counter roller is pulled away. Here is a certain one Deformation of the roll shell also in the axial direction to observe. However, this deformation is due to the Dimensioning of the side windows limited.
Vorzugsweise weist die Seitenscheibe einen Radius auf, der mindestens so groß ist wie ein Radius des verformten Walzenmantels im Bereich der Maximalverformung radial nach innen. In diesem Bereich wird der Walzenmantel zwar nicht mehr von der Walze weg gezogen. Dafür hält man die Verformung des Walzenmantels klein. Da die Kontaktzeit des Walzenmantels mit der Gegenwalze nur kurz ist, ist eine Berührung unter Umständen sogar erlaubt.The side window preferably has a radius, which is at least as large as a radius of the deformed one Radial roll shell in the area of maximum deformation inside. In this area the roller jacket no longer pulled away from the roller. Therefore you keep the deformation of the roll shell small. Since the Contact time of the roll shell with the counter roll only is short, touch may even be allowed.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
- Fig. 1
- einen schematischen Querschnitt durch einen Teil eines Breitnip-Kalanders und
- Fig. 2
- einen schematischen Längsschnitt.
- Fig. 1
- a schematic cross section through part of a Breitnip calender and
- Fig. 2
- a schematic longitudinal section.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Breitnip-Kalander 1 im
Ausschnitt mit einem umlaufenden Mantel 2, der unter
der Wirkung eines Anpreßschuhs 3 gegen eine Gegenwalze
4 gedrückt wird. Der Anpreßschuh 3 weist dabei eine
Preßfläche 5 auf, die der Krümmung der Gegenwalze 4 angepaßt
ist. Eine andere Ausformung ist jedoch prinzipiell
auch möglich. Fig. 1 shows schematically a
In der Preßfläche 5 sind üblicherweise Mittel vorgesehen,
um eine Schmierung zwischen dem Anpreßschuh 3 und
dem Mantel 2 zu bewirken, wenn der Mantel 2 unter Druck
zwischen dem Anpreßschuh 3 und der Gegenwalze 4 hindurchgeführt
wird. Derartige Mittel können beispielsweise
Austrittsöffnungen einer hydrostatischen Schmierung
sein.Means are usually provided in the pressing surface 5,
for lubrication between the
Der Mantel 2 weist im unbelasteten Zustand eine Zylinderform
auf, die im vorliegenden Fall durch eine Kreislinie
6 dargestellt ist. Es ist nicht erforderlich, daß
der Mantel 2 diese Zylinderform über die gesamte axiale
Länge einnimmt. An den axialen Enden können beispielsweise
konische Abschnitte vorgesehen sein.The
Wenn der Mantel 2 jedoch gegen die Gegenwalze 4 gedrückt
wird, um einen Breitnip 7 zu bilden, dann wird
der Mantel 2 aus der Zylinderform heraus verformt. Die
Verformung wird nun so gesteuert, daß der Mantel 2
teilweise von der Kreislinie 6 radial nach außen und
teilweise radial nach innen verformt wird.However, when the
Da der Mantel 2 eine gewisse Dicke aufweist, werden die
folgenden Erläuterungen anhand einer Mittellinie 8 des
Mantels 2 vorgenommen, die strichpunktiert in den Mantel
2 eingezeichnet ist.Since the
Der Anpreßschuh 3 weist in Umlaufrichtung an seinen
beiden Enden abgerundete Vorsprünge 9, 10 auf, während
er im Bereich seiner Mitte eine Vertiefung 11 aufweist.
Natürlich gehen die Vorsprünge 9, 10 und die Vertiefung
11 ineinander über, beispielsweise entlang einer Zylindermantelfläche. The
Im Bereich der Vorsprünge 9, 10 wird der Mantel 2 gegenüber
der Kreislinie 6 nach außen verformt. Dabei
entsteht eine maximale Verformung 12 im Bereich der
"Spitze" des Vorsprungs 9 (eine entsprechende Verformung
ergibt sich auch an der Spitze des Vorsprungs 10).
Eine Verformung radial nach innen ergibt sich im Bereich
der Vertiefung 11 und zwar hier in der.Mitte.
Auch hier ergibt sich eine maximale Verformung 13.In the area of the
Here, too, there is a
Man kann nun durch eine entsprechende Dimensionierung
des Anpreßschuhs 3 und der Teile, die den Mantel 2 positionieren,
dafür sorgen, daß die Maximalverformung 12
radial nach außen der Maximalverformung 13 radial nach
innen entspricht. Damit wird ein Verformungsgleichgewicht
zwischen der Verformung radial nach außen und der
Verformung radial nach innen erreicht. Die Gesamtbelastung
des Mantels 2 durch die Verformung in Umlaufrichtung
bleibt relativ klein.One can now by appropriate dimensioning
the
Man kann auch dafür sorgen, daß ein Differenzvolumen,
das sich radial außerhalb der Kreislinie zwischen der
Kreislinie 6 und dem Mantel 2, genauer gesagt der Mittellinie
8 des Mantels 2, bildet, etwa genauso groß
ist, wie ein entsprechendes Differenzvolumen, das sich
im Bereich der Vertiefung 11 radial innerhalb der
Kreislinie bildet. Bezogen auf die Querschnittsansicht
der Fig. 1 könnte man auch sagen, daß die Flächeninhalte
zwischen der Mittellinie 8 und der Kreislinie 6 radial
außerhalb der Kreislinie 6 etwa genauso groß sind,
wie radial innerhalb der Kreislinie 6. Diese Relation
kann sich allerdings auf den eigentlichen Pressenbereich
des Mantels 2 beschränken. Am übrigen Umfang des
Mantels 2, also außerhalb einer Schnittlinie der Kreislinie
6 mit der Mittellinie 8, ist es nicht mehr von
entscheidender Bedeutung, ob der Mantel 2 im Betrieb
tatsächlich wieder eine Zylinderform annimmt oder
nicht. Die Verformungen des Mantels 2 in diesem Bereich
spielen nur eine untergeordnete Rolle.You can also make sure that a differential volume,
which is located radially outside the circular line between the
Fig. 1 stellt die Verformung des Mantels in Umlaufrichtung
dar. Diese Verformung ergibt sich praktisch nur in
dem Bereich, wo der Anpreßschuh 3 angeordnet ist, also
in einem Teilbereich der axialen Länge des Mantels 2.Fig. 1 represents the deformation of the jacket in the circumferential direction
represents this deformation practically only in
the area where the
Eine weitere Verformung ergibt sich an den axialen Enden
des Mantels 2, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Der Mantel 2 ist mit durchgezogenen Linien im Bereich
seiner Maximalverformung radial nach außen dargestellt
und mit gestrichelten Linien im Bereich seiner Maximalverformung
radial nach innen.A further deformation occurs at the axial ends
of the
Der Mantel 2 ist an seinen axialen Enden mit Seitenscheiben
14 abgeschlossen. Diese Seitenscheiben 14 haben
einen Radius, der dem Radius des Mantels 2 im unverformten
Zustand entspricht. Mit anderen Worten weist
jede Seitenscheibe 14 einen Radius auf, der kleiner ist
als ein Radius des verformten Walzenmantels 2 im Bereich
der Maximalverformung 12 radial nach außen, aber
mindestens so groß wie ein Radius des verformten Walzenmantels
2 im Bereich der Maximalverformung 13 radial
nach innen. Auf diese Weise erreicht man, daß die Verformung
im axialen Randbereich ebenfalls in gewissen
Grenzen gehalten werden kann.The
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