EP1619303A1 - Calender roll and method for driving a calender roll - Google Patents

Calender roll and method for driving a calender roll Download PDF

Info

Publication number
EP1619303A1
EP1619303A1 EP05104709A EP05104709A EP1619303A1 EP 1619303 A1 EP1619303 A1 EP 1619303A1 EP 05104709 A EP05104709 A EP 05104709A EP 05104709 A EP05104709 A EP 05104709A EP 1619303 A1 EP1619303 A1 EP 1619303A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating
roll
flow
calender
deflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05104709A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Koller
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 Patent GmbH
Voith Paper Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH, Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1619303A1 publication Critical patent/EP1619303A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F5/00Elements specially adapted for movement
    • F28F5/02Rotary drums or rollers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02Rolls; Their bearings
    • D21G1/0253Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature
    • D21G1/0266Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature using a heat-transfer fluid
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02Rolls; Their bearings
    • D21G1/0253Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature
    • D21G1/0286Regulating the axial or circumferential temperature profile of the roll

Definitions

  • the invention relates to a calender roll having a roll shell having a plurality of heating channels, which are distributed in the circumferential direction, and a Schuffenanschlußan extract for supplying and discharging a heating means, each Walkerstoffkanal is part of a flow path, which is in communication with the Schuffenanschlußan ever. Furthermore, the invention relates to a method for operating a calender roll with a roll shell, which has a plurality of heating channels through which one passes a heating medium.
  • Calenders serve for the calendering of a paper or board web.
  • the web is guided by nips, which are formed by two cooperating rollers. Of these rollers usually carries an elastic cover. This roller is called a "soft roller".
  • the other roller is designed as a hard, smooth roller. It is usually heated, so that the web can be acted upon not only with an increased pressure, but also with an elevated temperature. Heated calender rolls are also used in so-called wide-nip calenders, in which the heated, hard roll interacts with a shoe roll or a circulating belt.
  • the heating of such a roll is effected by passing a heating means, such as hot water, hot oil or steam, through the heating channels.
  • the heating channels are designed as peripheral bores.
  • two adjacent heating channels are used to first direct the heating means in an axial direction through the roll shell and then back in the adjacent heating channel. Accordingly, the inflow and outflow of the heating medium can be done by a single roll neck.
  • heating not only leads to the desired increased surface temperature, but causes vibrations. This can be observed especially in rolls that are formed of different layers.
  • a roll mantle comprises a core of chilled casting provided with an outer froth layer of white cast, then it is extremely difficult during the course of manufacture to ensure that each layer has exactly the same thickness in the circumferential direction.
  • the roll jacket After completion of the roll jacket, it is possible to ensure that the roll externally has a cylindrical shape, for example by twisting and grinding. However, this cylinder shape is guaranteed only in the cold state. At an elevated temperature there is a risk that the shape of the roll will change because the individual materials have different coefficients of thermal expansion. If the layers do not have a constant thickness in the circumferential direction, then this may cause the roll to become slightly small sags. This then leads to vibrations during operation, which can lead to considerable problems even at low speeds.
  • balancing are fixed in the additional masses in or on the roller, is not always possible, because in some cases considerable balancing weights must be used with masses of several 100 kg, which also still need to be fixed in the axial center of the roll shell.
  • a balancing mass is usually suitable only for a certain speed.
  • the invention has for its object to enable as undisturbed operation.
  • a calender roll of the type mentioned above in that at least one flow path has a flow-influencing means which causes a volume flow of the heating means results through this flow path, which differs from the flow rate of the heating means by another flow path.
  • the deflection can be at least partially compensate, which occurs for other reasons at a higher temperature, for example, by the different material thicknesses of the individual layers of the roll shell.
  • the additional production cost is relatively low. This gives a roller that can work without unbalance and runout during operation. The possible speed range for the operation of the roller is increased compared to a roll balanced only by masses.
  • the flow-influencing device is designed as a throttle.
  • a throttle to create an increased flow resistance in the flow path. So if you want to conduct through a heating channel less heating, then it is sufficient to arrange a throttle in the flow path, which is part of the corresponding heating channel.
  • the throttle is designed as an adjustable throttle.
  • An adjustable throttle has an adjustable flow resistance. By an adjustable throttle, the flow resistance can be adjusted relatively accurately to the required size.
  • the throttle can also be adjusted from the outside, e.g. manually or remotely controlled, so that you can set the desired volume flow without disassembly of the roller.
  • the flow-influencing device has a pump.
  • a pump With a pump, an increased volume flow through the heating channel can be promoted.
  • a pump and a throttle in series in order, for example, to be able to supply a plurality of heating channels with the same pump, but nevertheless to be able to set the volume flows through the individual heating channels differently.
  • the pump can be supplied in different ways. For example, you can contact without supplying an electrical energy or you can use the supplied heating medium to drive pumps for some heating channels. The energy required to drive the pumps is then removed from a portion of the heating means so that it flows through other heating channels at a lower flow rate.
  • the roll shell is connected at least one end face with a roll neck and the flow-influencing means is arranged in the region of the connection between the roll shell and the roll neck.
  • the flow-influencing device is easily accessible. It can be installed and removed or replaced. An adjustment of the flow-influencing device is easily possible if the roll neck is separated from the roll shell.
  • the flow-influencing device is arranged in an insert. If the roll neck is dismantled from the roll shell, then you have to install only at the desired flow paths a corresponding insert.
  • the size of this insert i. the external dimensions, can be the same everywhere, even if the flow-influencing device accommodated in an insert is designed differently from insert to insert. This simplifies the production.
  • the insert is inserted into the Schuffenkanal.
  • the Schuffenkanal is easily accessible on the front side of the roll shell.
  • the Schuffenkanal in the region of the insert on an enlarged cross-section.
  • This has the additional advantage of being used at one stage can lie, which is formed by the cross-sectional reduction of the Bankstoffkanals on its usual cross-section.
  • the insert is thus held with sufficient stability in the heating medium channel.
  • the volume flows in different flow paths differ by a maximum of ⁇ 50%, preferably by a maximum of ⁇ 20%.
  • the different heat supply causes in the circumferential direction of the roller seen a temperature distribution that is not constant. This is desired. Where more heating medium is supplied, a higher temperature is created than where less heating medium is supplied. The temperature differences must not be so great that they lead to a different calendering of the treated web. By limiting the differences in the volume flows to ⁇ 50% or even ⁇ 20%, ie a deviation of an average value by 50% and 20% upwards and downwards, but ensures that the temperature differences on the surface of the roller do not get too big.
  • the object is achieved in a method of the type mentioned above in that one generates a heat supply, which varies in the circumferential direction between a minimum and a maximum and you can rotate the minimum and maximum with the calender roll.
  • this method produces a thermal Deformation of the roll, which specifically counteracts the deflection caused by the heating of the roll and possibly non-uniform material distributions. Accordingly, the operation of the roller can be made trouble-free.
  • one Preferably, one generates the minimum and the maximum offset by 180 ° to each other. This has the greatest effect in compensating a deflection.
  • the heating medium is passed through a heating channel with a first volume flow and through another heating channel with a second volume flow, which differs from the first volume flow.
  • a heating channel with a first volume flow and through another heating channel with a second volume flow, which differs from the first volume flow.
  • the heating channel with the larger of the two volume flows of the roll shell is heated more and expands accordingly stronger.
  • a larger volume flow is passed through a heating channel on the inside of the deflection in the initial state than through a heating channel on the outside of the deflection.
  • the larger volume flow leads to a slight increase in temperature on the inside of the deflection.
  • the roller expands in the axial direction stronger than on the outside, so that in the initial state (heated roller without different flow rates) occurred deflection is compensated again.
  • the calender roll is heated to an operating temperature, determines a resulting deflection and adjusts the volume flows in the heating channels so that the deflection is formed back.
  • This procedure can be carried out with a stationary or slowly rotating roller. Of course, you can also rotate the roller at operating speeds, even if this is unfavorable. From the deflection one can determine, for example, the different lengths of the roll shell on the outside of the deflection and on the inside of the deflection. This difference in length must now be compensated by different thermal expansions.
  • the required temperatures can be calculated.
  • volumetric flows are generated by the heating channels, which differ by a maximum of ⁇ 50%, preferably by a maximum of ⁇ 20%.
  • the temperatures are different over the circumference of the roll shell. However, the differences are still within a tolerable range.
  • Fig. 1 shows a calender roll 1 in a schematic longitudinal section.
  • the calender roll 1 has a roll shell 2, which encloses an interior space 3.
  • At both ends of the roll shell 2 is provided with roll necks 4, 5, which also close the interior 3.
  • Each roll neck 4, 5 carries a stub shaft 6, 7, with which the calender roll 1 can be hung in the stiffening of a calender.
  • connection of adjacent heating channels 8, 9 takes place in a manner not shown in the right roll neck 5. Due to the steady influx of hot heating means, the calender roll 1 is a total of one brought higher temperature. Surface temperatures of such a calender roll are in the range of 60 ° C to 200 ° C.
  • the calender roll 1 has been heated to its operating temperature, then it may occasionally happen that it bends.
  • the deflection is at a calender roll with a length of the roll shell 2 of 7 m, for example, 0.2 mm. This deflection leads to an imbalance, which leads to significant vibration problems during operation.
  • the heating medium is no longer conducted uniformly through all the heating medium channels 8, 9, but the volumetric flow of the heating medium is influenced by at least one heating medium channel 8, 9.
  • the effect should be explained with reference to FIGS being represented.
  • Fig. 3 shows first for three different temperatures of the heating means of 150 ° C, 200 ° C and 250 ° C, the dependence of the heat transfer coefficient ⁇ as a function of the speed w of the heating medium. This speed can be equated in first approximation with the flow rate.
  • the heat transfer coefficient ⁇ at a speed of 1 m / s is about 1000 W / m 2 K.
  • the heat transfer coefficient ⁇ is about 1750 W / m 2 K.
  • Fig. 4a shows the surface temperature over half the circumference of the calender roll 1. Shown is a wavy curve, which has its maximum at the points of the surface (seen in the circumferential direction), in which heating medium channels 8 are arranged, through which the heating means of the Schuffenanschlußan ever 10th flow away. The minima are located where the heating medium 9 flows back through Schuffenkanäle. The temperature differences between maximum and minimum are of the order of about 1 ° C.
  • Fig. 5a shows the radial expansion of the roll shell in the event that the roll shell 2 is heated uniformly in the circumferential direction.
  • the radial strain at the Top (at 0 ° circumferential angle) is about + 1 mm, represented by a curve 14.
  • the radial expansion at the bottom ie at 180 ° circumferential angle, is about - 1 mm, represented by the curve 15.
  • the center line of the roller, represented by the curve 16 experiences no displacement.
  • the increase in diameter at the left edge is due to the roll neck 4. This "ox yoke" effect is known per se and will not be explained further here.
  • Fig. 5 shows the corresponding radial expansion only for one half (seen in the axial direction) of the roller.
  • Fig. 5b the situation is now shown when the roll shell heated non-uniformly over its circumference.
  • curve 14 ' which indicates the radial deformation on the upper side of the roll, ie at 0 ° circumferential angle, increases towards the axial center of the roll by about 1.35 mm.
  • the radial deformation is less pronounced than in Fig. 5a.
  • the deformation is only about 0.95 mm.
  • the center line (curve 16 ') deforms by about 0.192 mm, which is almost 0.2 mm, about which the roller would be deformed due to its uncompensated deflection, which would be due to uniform heating.
  • the calender roll 1 is first heated to its operating temperature, for example, sets a surface temperature of 175 ° C.
  • the resulting deflection of the calender roll 1 can be determined by measurement. From this deflection results in a difference in length between the outside of the deflection and the inside of the deflection. This difference in length can now be eliminated by heating the roll jacket more strongly on the inside of the bend, thus conducting a larger flow of heating medium through the heating medium passages 8, 9. Since the dependence of the heat transfer coefficient ⁇ on the speed or the volume flow is known (see Fig. 3), the volumetric flow, which is required to bring the inside of the deflected roller to the desired temperature, so that the roller again is straightened. The volume flows deviate by a maximum of ⁇ 50%, preferably by ⁇ 20%.
  • FIGS. 6 to 8 show how to adjust the volume flow through a heating channel 8.
  • Fig. 6 shows the roll shell 2 with its roll neck 4. Through the roll neck 4, more precisely through a radial channel 17, heating medium is fed to the heating medium channel 8.
  • Fig. 6 shows a situation in which the heating medium supply is unthrottled. This is the "normal" state, as it is known from heated rolls.
  • the throttle 18 is formed on an insert 19.
  • the insert 19 is inserted into the end face 20 of the roll shell 2, to which also the roll neck 4 is attached. After disassembly of the roll neck 4, this end face 20 is freely accessible, so that the insert can be inserted into the roll shell 2.
  • the heating medium channel 8 has an increase in diameter 20, which forms a step 21. At the stage 21 of the insert 19 comes to the plant.
  • FIG. 8 shows a modified embodiment in which a throttle 18 is likewise formed in an insert 19. While the throttle 18 in Fig. 7 is a fixed throttle, the throttle 18 in Fig. 8, an adjustment 22, so that the throttle resistance of the throttle 18 is adjustable. This adjustment can, if necessary, be adjusted from the outside, for example with a suitable tool.
  • the throttles 18 lead to a reduction in the volume flow through the Schuffenkanäle 8, 9.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

The channels contain devices (18) differentiating the volumetric flowrate of thermal fluid between them. The device is a constriction; preferably it is an adjustable throttling valve. The device (18) includes a pump. A roller casing (2) end face is connected to a stub shaft (4), the device being located near this connection. The device is an insert (19) in the thermal fluid channel. At the insert location, the channel cross section is enlarged (20) : Volumetric flowrate is differentiated between channels, by +-50% at most. Locations of minimum and maximum heat transfer are set; these rotate with the roller and are displaced by 180[deg]. Thermal medium flowrate differentiation is a function of roller flexure, thus on the inside of the curvature, a greater volumetric flow is passed than on its outside. To carry out compensation, the roller is heated to operational temperature. Its flexure is determined. The volumetric flowrate in the heating channels is then adjusted in order to compensate the flexure, removing it. An independent claim is included for the corresponding method of operation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kalanderwalze mit einem Walzenmantel, der mehrere Heizkanäle aufweist, die in Umfangsrichtung verteilt sind, und einer Heizmittelanschlußanordnung zur Zufuhr und Abfuhr eines Heizmittels, wobei jeder Heizmittelkanal Bestandteil eines Strömungspfades ist, der mit der Heizmittelanschlußanordnung in Verbindung steht. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Kalanderwalze mit einem Walzenmantel, der mehrere Heizkanäle aufweist, durch die man ein Heizmittel leitet.The invention relates to a calender roll having a roll shell having a plurality of heating channels, which are distributed in the circumferential direction, and a Heizmittelanschlußanordnung for supplying and discharging a heating means, each Heizmittelkanal is part of a flow path, which is in communication with the Heizmittelanschlußanordnung. Furthermore, the invention relates to a method for operating a calender roll with a roll shell, which has a plurality of heating channels through which one passes a heating medium.

Kalander dienen zur Satinage einer Papier- oder Kartonbahn. Die Bahn wird dabei durch Nips geleitet, die durch zwei zusammenwirkende Walzen gebildet sind. Von diesen Walzen trägt in der Regel eine einen elastischen Bezug. Diese Walze wird als "weiche Walze" bezeichnet. Die andere Walze ist als harte, glatte Walze ausgebildet. Sie ist in der Regel beheizt, so daß die Bahn nicht nur mit einem erhöhten Druck, sondern auch mit einer erhöhten Temperatur beaufschlagt werden kann. Beheizte Kalanderwalzen werden auch in sogenannten Breitnip-Kalandern verwendet, in denen die beheizte, harte Walze mit einer Schuhwalze oder einem umlaufenden Band zusammenwirkt.Calenders serve for the calendering of a paper or board web. The web is guided by nips, which are formed by two cooperating rollers. Of these rollers usually carries an elastic cover. This roller is called a "soft roller". The other roller is designed as a hard, smooth roller. It is usually heated, so that the web can be acted upon not only with an increased pressure, but also with an elevated temperature. Heated calender rolls are also used in so-called wide-nip calenders, in which the heated, hard roll interacts with a shoe roll or a circulating belt.

Die Beheizung einer derartigen Walze erfolgt dadurch, daß man ein Heizmittel, beispielsweise heißes Wasser, heißes Öl oder Dampf, durch die Heizkanäle leitet. Die Heizkanäle sind als periphere Bohrungen ausgebildet. In der Regel werden zwei benachbarte Heizkanäle verwendet, um das Heizmittel zunächst in eine axiale Richtung durch den Walzenmantel zu leiten und dann im benachbarten Heizkanal wieder zurück. Dementsprechend kann der Zufluß und der Abfluß des Heizmittels durch einen einzigen Walzenzapfen erfolgen.The heating of such a roll is effected by passing a heating means, such as hot water, hot oil or steam, through the heating channels. The heating channels are designed as peripheral bores. In general, two adjacent heating channels are used to first direct the heating means in an axial direction through the roll shell and then back in the adjacent heating channel. Accordingly, the inflow and outflow of the heating medium can be done by a single roll neck.

Bei einigen Walzen führt die Beheizung aber nicht nur zu der gewünschten erhöhten Oberflächentemperatur, sondern verursacht Schwingungen. Dies läßt sich vor allem bei Walzen beobachten, die aus unterschiedlichen Schichten gebildet sind. Wenn ein Walzenmantel beispielsweise einen Kern aus Hartguß aufweist, der mit einer äußeren Schreckschicht aus einem weißen Guß versehen ist, dann ist es im Verlauf der Herstellung außerordentlich schwierig, sicherzustellen, daß jede Schicht in Umfangsrichtung exakt die gleiche Dicke hat. Man kann zwar nach dem Fertigstellen des Walzenmantels dafür sorgen, daß die Walze äußerlich eine Zylinderform aufweist, beispielsweise durch Abdrehen und Schleifen. Diese Zylinderform ist allerdings nur im kalten Zustand gewährleistet. Bei einer erhöhten Temperatur besteht das Risiko, daß sich die Form der Walze verändert, weil die einzelnen Materialien unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten haben. Wenn die Schichten in Umfangsrichtung nicht eine konstante Dicke aufweisen, dann kann dies dazu führen, daß sich die Walze geringfügig durchbiegt. Dies führt dann im Betrieb zu Schwingungen, die bereits bei niedrigen Drehzahlen zu erheblichen Problemen führen können.In some rolls, however, heating not only leads to the desired increased surface temperature, but causes vibrations. This can be observed especially in rolls that are formed of different layers. For example, if a roll mantle comprises a core of chilled casting provided with an outer froth layer of white cast, then it is extremely difficult during the course of manufacture to ensure that each layer has exactly the same thickness in the circumferential direction. After completion of the roll jacket, it is possible to ensure that the roll externally has a cylindrical shape, for example by twisting and grinding. However, this cylinder shape is guaranteed only in the cold state. At an elevated temperature there is a risk that the shape of the roll will change because the individual materials have different coefficients of thermal expansion. If the layers do not have a constant thickness in the circumferential direction, then this may cause the roll to become slightly small sags. This then leads to vibrations during operation, which can lead to considerable problems even at low speeds.

Eine mögliche Lösung dieses Problems besteht darin, die Walze auf Betriebstemperatur aufzuheizen und im heißen Zustand rund zu schleifen. Dies bedingt jedoch einen erheblichen Fertigungsaufwand. Darüber hinaus ist im heißen Zustand ein Naßschleifen nicht möglich, sondern es muß aufwendig mit einem Schleifband gefinished werden, um die gewünschte Oberflächenrauhigkeit Ra < 0,1 µm zu erreichen.A possible solution to this problem is to heat the roll to operating temperature and to grind it around hot. However, this requires a considerable manufacturing effort. In addition, a wet grinding is not possible when hot, but it must be gefinished consuming with a grinding belt to achieve the desired surface roughness Ra <0.1 microns.

Das Auswuchten, bei dem Zusatzmassen in oder an der Walze befestigt werden, ist nicht immer möglich, weil teilweise erhebliche Auswuchtgewichte mit Massen von mehreren 100 kg verwendet werden müssen, die zudem noch in der axialen Mitte des Walzenmantels befestigt werden müssen. Darüber hinaus ist eine Auswuchtmasse in der Regel nur für eine bestimmte Geschwindigkeit tauglich.The balancing, are fixed in the additional masses in or on the roller, is not always possible, because in some cases considerable balancing weights must be used with masses of several 100 kg, which also still need to be fixed in the axial center of the roll shell. In addition, a balancing mass is usually suitable only for a certain speed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst ungestörten Betrieb zu ermöglichen.The invention has for its object to enable as undisturbed operation.

Diese Aufgabe wird bei einer Kalanderwalze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens ein Strömungspfad eine strömungsbeeinflussende Einrichtung aufweist, die bewirkt, daß sich ein Volumenstrom des Heizmittels durch diesen Strömungspfad ergibt, der sich vom Volumenstrom des Heizmittels durch einen anderen Strömungspfad unterscheidet.This object is achieved with a calender roll of the type mentioned above in that at least one flow path has a flow-influencing means which causes a volume flow of the heating means results through this flow path, which differs from the flow rate of the heating means by another flow path.

Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, in Umfangsrichtung des Walzenmantels unterschiedliche Temperaturen zu erzeugen. Je größer der Volumenstrom, d.h. die pro Zeit durch den Heizkanal fließende Heizmittelmasse, ist, desto mehr Wärme wird dem Walzenmantel im Bereich dieses Heizkanals zugeführt. Dementsprechend steigt die Temperatur hier lokal an. In einem anderen Heizkanal wird ein geringerer Volumenstrom des Heizmittels zugeführt. Dementsprechend wird hier auch nur eine geringere Wärmemenge zugeführt und die Temperatur steigt auf einen geringeren Wert an. Dies gilt nicht nur dann, wenn die Walze ruht. Der durch die unterschiedlichen Volumenströme zugeführte Temperaturunterschied in Umfangsrichtung des Walzenmantels rotiert vielmehr im Betrieb mit dem Walzenmantel mit. Durch die gezielte Einstellung des Temperaturunterschieds läßt sich die Durchbiegung zumindest teilweise kompensieren, die aus anderen Gründen bei einer höheren Temperatur auftritt, beispielsweise durch die unterschiedlichen Materialdicken der einzelnen Schichten des Walzenmantels. Der zusätzliche Herstellungsaufwand ist vergleichsweise gering. Man erhält eine Walze, die im Betrieb ohne Unwucht und Rundlauffehler arbeiten kann. Der mögliche Geschwindigkeitsbereich für den Betrieb der Walze wird vergrößert, verglichen mit einer nur durch Massen ausgewuchteten Walze.With this embodiment, it is possible to produce different temperatures in the circumferential direction of the roll shell. The greater the volume flow, i. the mass of heating medium flowing through the heating channel per time is the more heat is supplied to the roll shell in the area of this heating channel. Accordingly, the temperature rises locally here. In another heating channel, a lower volume flow of the heating medium is supplied. Accordingly, only a smaller amount of heat is supplied here and the temperature rises to a lower value. This is not true only when the roller is at rest. The supplied by the different volume flow temperature difference in the circumferential direction of the roll shell rotates with in operation with the roll shell with. By the targeted adjustment of the temperature difference, the deflection can be at least partially compensate, which occurs for other reasons at a higher temperature, for example, by the different material thicknesses of the individual layers of the roll shell. The additional production cost is relatively low. This gives a roller that can work without unbalance and runout during operation. The possible speed range for the operation of the roller is increased compared to a roll balanced only by masses.

Vorzugsweise ist die strömungsbeeinflussende Einrichtung als Drossel ausgebildet. Mit einer Drossel erzeugt man einen erhöhten Strömungswiderstand im Strömungspfad. Wenn man also durch einen Heizkanal weniger Heizmittel leiten will, dann reicht es aus, in dem Strömungspfad, dessen Bestandteil der entsprechende Heizkanal ist, eine Drossel anzuordnen.Preferably, the flow-influencing device is designed as a throttle. With a throttle to create an increased flow resistance in the flow path. So if you want to conduct through a heating channel less heating, then it is sufficient to arrange a throttle in the flow path, which is part of the corresponding heating channel.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Drossel als verstellbare Drossel ausgebildet ist. Eine verstellbare Drossel weist einen verstellbaren Strömungswiderstand auf. Durch eine verstellbare Drossel läßt sich der Strömungswiderstand relativ genau auf die geforderte Größe einstellen. Die Drossel kann auch von außen verstellt werden, z.B. manuell oder ferngesteuert, so daß man ohne Demontage der Walze den gewünschten Volumenstrom einstellen kann.It is preferred that the throttle is designed as an adjustable throttle. An adjustable throttle has an adjustable flow resistance. By an adjustable throttle, the flow resistance can be adjusted relatively accurately to the required size. The throttle can also be adjusted from the outside, e.g. manually or remotely controlled, so that you can set the desired volume flow without disassembly of the roller.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, daß die strömungsbeeinflussende Einrichtung eine Pumpe aufweist. Mit einer Pumpe läßt sich ein erhöhter Volumenstrom durch den Heizkanal fördern. Man kann eine Pumpe und eine Drossel auch in Reihe anordnen, um beispielsweise mehrere Heizkanäle mit der gleichen Pumpe versorgen zu können, die Volumenströme durch die einzelnen Heizkanäle aber dennoch unterschiedlich einstellen zu können. Die Pumpe kann auf unterschiedliche Weise versorgt werden. Beispielsweise kann man berührungslos eine elektrische Energie zuführen oder man kann das zugeführte Heizmittel dazu verwenden, Pumpen für einige Heizkanäle anzutreiben. Die für den Antrieb der Pumpen notwendige Energie wird einem Teil des Heizmittels dann entzogen, so daß es mit einem geringeren Volumenstrom durch andere Heizkanäle fließt.Alternatively or additionally, it may be provided that the flow-influencing device has a pump. With a pump, an increased volume flow through the heating channel can be promoted. It is also possible to arrange a pump and a throttle in series in order, for example, to be able to supply a plurality of heating channels with the same pump, but nevertheless to be able to set the volume flows through the individual heating channels differently. The pump can be supplied in different ways. For example, you can contact without supplying an electrical energy or you can use the supplied heating medium to drive pumps for some heating channels. The energy required to drive the pumps is then removed from a portion of the heating means so that it flows through other heating channels at a lower flow rate.

Vorzugsweise ist der Walzenmantel an mindestens einer Stirnseite mit einem Walzenzapfen verbunden und die strömungsbeeinflussende Einrichtung ist im Bereich der Verbindung zwischen dem Walzenmantel und dem Walzenzapfen angeordnet. Durch eine einfache Demontage des Walzenzapfens vom Walzenmantel ist dann die strömungsbeeinflussende Einrichtung leicht zugänglich. Sie kann ein- und ausgebaut oder ausgetauscht werden. Auch eine Einstellung der strömungsbeeinflussenden Einrichtung ist leicht möglich, wenn der Walzenzapfen vom Walzenmantel getrennt ist.Preferably, the roll shell is connected at least one end face with a roll neck and the flow-influencing means is arranged in the region of the connection between the roll shell and the roll neck. By a simple disassembly of the roll neck from the roll shell then the flow-influencing device is easily accessible. It can be installed and removed or replaced. An adjustment of the flow-influencing device is easily possible if the roll neck is separated from the roll shell.

Vorzugsweise ist die strömungsbeeinflussende Einrichtung in einem Einsatz angeordnet. Wenn der Walzenzapfen vom Walzenmantel demontiert ist, dann muß man lediglich an den gewünschten Strömungspfaden einen entsprechenden Einsatz einbauen. Die Größe dieses Einsatzes, d.h. die äußerlichen Abmessungen, kann überall gleich sein, auch wenn die in einem Einsatz aufgenommene strömungsbeeinflussende Einrichtung von Einsatz zu Einsatz unterschiedlich ausgebildet ist. Dies vereinfacht die Herstellung.Preferably, the flow-influencing device is arranged in an insert. If the roll neck is dismantled from the roll shell, then you have to install only at the desired flow paths a corresponding insert. The size of this insert, i. the external dimensions, can be the same everywhere, even if the flow-influencing device accommodated in an insert is designed differently from insert to insert. This simplifies the production.

Hierbei ist bevorzugt, daß der Einsatz in den Heizmittelkanal eingesetzt ist. Der Heizmittelkanal ist an der Stirnseite des Walzenmantels leicht zugänglich.It is preferred that the insert is inserted into the Heizmittelkanal. The Heizmittelkanal is easily accessible on the front side of the roll shell.

Vorzugsweise weist der Heizmittelkanal im Bereich des Einsatzes einen vergrößerten Querschnitt auf. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß der Einsatz an einer Stufe anliegen kann, die durch die Querschnittsverringerung des Heizmittelkanals auf seinen üblichen Querschnitt gebildet ist. Der Einsatz wird also mit einer ausreichenden Stabilität im Heizmittelkanal gehalten.Preferably, the Heizmittelkanal in the region of the insert on an enlarged cross-section. This has the additional advantage of being used at one stage can lie, which is formed by the cross-sectional reduction of the Heizmittelkanals on its usual cross-section. The insert is thus held with sufficient stability in the heating medium channel.

Vorzugsweise unterscheiden sich die Volumenströme in unterschiedlichen Strömungspfaden um maximal ± 50 %, vorzugsweise um maximal ± 20 %. Die unterschiedliche Wärmezufuhr bewirkt in Umfangsrichtung der Walze gesehen eine Temperaturverteilung, die nicht konstant ist. Dies ist gewünscht. Dort, wo mehr Heizmittel zugeführt wird, entsteht eine höhere Temperatur als dort, wo weniger Heizmittel zugeführt wird. Die Temperaturunterschiede dürfen nicht so groß werden, daß sie zu einer unterschiedlichen Satinage der behandelten Bahn führen. Durch die Begrenzung der Unterschiede der Volumenströme auf ± 50 % oder sogar auf ± 20 %, also eine Abweichung von einem mittleren Wert um 50 % bzw. 20 % nach oben und nach unten, wird aber sichergestellt, daß die Temperaturunterschiede an der Oberfläche der Walze nicht zu groß werden.Preferably, the volume flows in different flow paths differ by a maximum of ± 50%, preferably by a maximum of ± 20%. The different heat supply causes in the circumferential direction of the roller seen a temperature distribution that is not constant. This is desired. Where more heating medium is supplied, a higher temperature is created than where less heating medium is supplied. The temperature differences must not be so great that they lead to a different calendering of the treated web. By limiting the differences in the volume flows to ± 50% or even ± 20%, ie a deviation of an average value by 50% and 20% upwards and downwards, but ensures that the temperature differences on the surface of the roller do not get too big.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man eine Wärmezufuhr erzeugt, die in Umfangsrichtung zwischen einem Minimum und einem Maximum variiert und man das Minimum und das Maximum mit der Kalanderwalze rotieren läßt.The object is achieved in a method of the type mentioned above in that one generates a heat supply, which varies in the circumferential direction between a minimum and a maximum and you can rotate the minimum and maximum with the calender roll.

Wie oben im Zusammenhang mit der Kalanderwalze ausgeführt, erzeugt man mit dieser Vorgehensweise eine thermische Verformung der Walze, die gezielt der Durchbiegung entgegenwirkt, die durch die Aufheizung der Walze und möglicherweise ungleichförmige Materialverteilungen bewirkt worden ist. Dementsprechend läßt sich der Betrieb der Walze störungsfreier gestalten.As stated above in connection with the calender roll, this method produces a thermal Deformation of the roll, which specifically counteracts the deflection caused by the heating of the roll and possibly non-uniform material distributions. Accordingly, the operation of the roller can be made trouble-free.

Vorzugsweise erzeugt man das Minimum und das Maximum um 180° versetzt zueinander. Dies hat die größte Wirkung bei der Kompensation einer Durchbiegung.Preferably, one generates the minimum and the maximum offset by 180 ° to each other. This has the greatest effect in compensating a deflection.

Bevorzugterweise leitet man in Abhängigkeit von einer Durchbiegung der Kalanderwalze in einem Ausgangszustand das Heizmittel durch einen Heizkanal mit einem ersten Volumenstrom und durch einen anderen Heizkanal mit einem zweiten Volumenstrom, der sich vom ersten Volumenstrom unterscheidet. Im Bereich des Heizkanals mit dem größeren von den beiden Volumenströmen wird der Walzenmantel stärker beheizt und dehnt sich dementsprechend stärker aus. In diesem Fall kann man eine sekundäre Durchbiegung erzeugen, die sich der primären Durchbiegung, die durch das Aufheizen des Walzenmantels insgesamt besteht, überlagern kann.Preferably, depending on a deflection of the calender roll in an initial state, the heating medium is passed through a heating channel with a first volume flow and through another heating channel with a second volume flow, which differs from the first volume flow. In the region of the heating channel with the larger of the two volume flows of the roll shell is heated more and expands accordingly stronger. In this case, one can create a secondary deflection that can be superimposed on the primary deflection that results from the heating of the roll mantle as a whole.

Vorzugsweise leitet man durch einen Heizkanal an der Innenseite der Durchbiegung im Ausgangszustand einen größeren Volumenstrom als durch einen Heizkanal an der Außenseite der Durchbiegung. Dadurch wird die Durchbiegung im Ausgangszustand zumindest teilweise kompensiert. Der größere Volumenstrom führt zu einer geringfügigen Temperaturerhöhung an der Innenseite der Durchbiegung. Dadurch dehnt sich die Walze in Axialrichtung stärker aus als an der Außenseite, so daß die im Ausgangszustand (aufgeheizte Walze ohne unterschiedliche Volumenströme) aufgetretene Durchbiegung wieder kompensiert wird.Preferably, a larger volume flow is passed through a heating channel on the inside of the deflection in the initial state than through a heating channel on the outside of the deflection. As a result, the deflection in the initial state is at least partially compensated. The larger volume flow leads to a slight increase in temperature on the inside of the deflection. As a result, the roller expands in the axial direction stronger than on the outside, so that in the initial state (heated roller without different flow rates) occurred deflection is compensated again.

Bevorzugterweise heizt man die Kalanderwalze auf eine Betriebstemperatur auf, ermittelt eine sich dabei ergebende Durchbiegung und stellt die Volumenströme in den Heizkanälen so ein, daß sich die Durchbiegung zurückbildet. Diese Vorgehensweise kann man bei einer ruhenden oder langsam drehenden Walze durchführen. Natürlich kann man die Walze auch mit Betriebsdrehzahlen rotieren lassen, auch wenn dies ungünstig ist. Aus der Durchbiegung kann man beispielsweise die unterschiedlichen Längen des Walzenmantels an der Außenseite der Durchbiegung und an der Innenseite der Durchbiegung ermitteln. Diese Längendifferenz muß nun durch unterschiedliche Wärmeausdehnungen ausgeglichen werden. Die dazu erforderlichen Temperaturen kann man errechnen. Man kann ebenfalls ausrechnen, welcher Volumenstrom des Heizmittels (bei einer vorgegebenen Temperatur) erforderlich ist, um diese Temperatur zu erreichen. Diesen Volumenstrom kann man nun dadurch vorgeben, daß man in den einzelnen Strömungspfaden strömungsbeeinflussende Mittel anordnet.Preferably, the calender roll is heated to an operating temperature, determines a resulting deflection and adjusts the volume flows in the heating channels so that the deflection is formed back. This procedure can be carried out with a stationary or slowly rotating roller. Of course, you can also rotate the roller at operating speeds, even if this is unfavorable. From the deflection one can determine, for example, the different lengths of the roll shell on the outside of the deflection and on the inside of the deflection. This difference in length must now be compensated by different thermal expansions. The required temperatures can be calculated. One can also calculate which volume flow of the heating medium (at a given temperature) is required to reach this temperature. This volume flow can now be predefined by arranging flow-influencing means in the individual flow paths.

Vorzugsweise erzeugt man Volumenströme durch die Heizkanäle, die sich um maximal ± 50 %, vorzugsweise um maximal ± 20 % unterscheiden. In diesem Fall sind die Temperaturen über den Umfang des Walzenmantels zwar unterschiedlich. Die Unterschiede liegen jedoch noch in einem tolerierbaren Bereich.Preferably, volumetric flows are generated by the heating channels, which differ by a maximum of ± 50%, preferably by a maximum of ± 20%. In this case, the temperatures are different over the circumference of the roll shell. However, the differences are still within a tolerable range.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1
eine schematische Darstellung einer beheizbaren Kalanderwalze im Schnitt I-I nach Fig. 2,
Fig. 2
einen Schnitt II-II nach Fig. 1,
Fig. 3
eine schematische Darstellung des Zusammenhangs zwischen einem Wärmeübergangskoeffizienten α und der Strömungsgeschwindigkeit des Heizmediums,
Fig. 4
eine Temperaturverteilung über den halben Umfang der Kalanderwalze in zwei verschiedenen Betriebsweisen,
Fig. 5
die radiale Verformung der Kalanderwalze in den in Fig. 4 dargestellten Betriebszuständen,
Fig. 6
eine vergrößerte Teilansicht der Kalanderwalze,
Fig. 7
die Ansicht nach Fig. 6 mit einer festen Drossel und
Fig. 8
die Ansicht nach Fig. 6 mit einer veränderbaren Drossel.
The invention will be described below with reference to preferred embodiments in conjunction with the drawings. Herein show:
Fig. 1
a schematic representation of a heatable calender roll in section II of Fig. 2,
Fig. 2
a section II-II of Fig. 1,
Fig. 3
a schematic representation of the relationship between a heat transfer coefficient α and the flow rate of the heating medium,
Fig. 4
a temperature distribution over half the circumference of the calender roll in two different modes of operation,
Fig. 5
the radial deformation of the calender roll in the operating states shown in FIG. 4,
Fig. 6
an enlarged partial view of the calender roll,
Fig. 7
the view of FIG. 6 with a fixed throttle and
Fig. 8
the view of FIG. 6 with a variable throttle.

Fig. 1 zeigt eine Kalanderwalze 1 im schematischen Längsschnitt. Die Kalanderwalze 1 weist einen Walzenmantel 2 auf, der einen Innenraum 3 umschließt. An beiden Stirnseiten ist der Walzenmantel 2 mit Walzenzapfen 4, 5 versehen, die auch den Innenraum 3 abschließen. Jeder Walzenzapfen 4, 5 trägt einen Wellenstummel 6, 7, mit dem die Kalanderwalze 1 in der Stuhlung eines Kalanders aufgehängt werden kann.Fig. 1 shows a calender roll 1 in a schematic longitudinal section. The calender roll 1 has a roll shell 2, which encloses an interior space 3. At both ends of the roll shell 2 is provided with roll necks 4, 5, which also close the interior 3. Each roll neck 4, 5 carries a stub shaft 6, 7, with which the calender roll 1 can be hung in the stiffening of a calender.

Im Walzenmantel 2 sind in Umfangsrichtung verteilt mehrere Heizmittelkanäle 8, 9 in Form von peripheren Bohrungen vorgesehen. Die Heizmittelkanäle stehen mit einer Heizmittelanschlußanordnung 10 in Verbindung, die im linken Walzenzapfen 4 (bezogen auf die Darstellung der Fig. 1) ausgebildet ist. Die Heizmittelanschlußanordnung 10 weist einen Zufluß 11 und einen Abfluß 12 auf, die durch eine Drehdurchführung 13 mit einer Wärmequelle (nicht dargestellt) verbunden sind. Durch den Zufluß 11 kann Heizmittel, beispielsweise heißes Wasser, heißes Öl oder Dampf, in den Heizmittelkanal 8 eingespeist werden. Nach dem Durchströmen der Längserstreckung des Walzenmantels 2 fließt das Heizmittel durch einen benachbarten Heizmittelkanal wieder zurück zur Heizmittelanschlußanordnung und von dort nach außen. Die Verbindung von benachbarten Heizkanälen 8, 9 erfolgt in nicht näher dargestellter Weise im rechten Walzenzapfen 5. Durch den stetigen Zustrom von heißem Heizmittel wird die Kalanderwalze 1 insgesamt auf eine höhere Temperatur gebracht. Oberflächentemperaturen einer derartigen Kalanderwalze liegen im Bereich von 60°C bis 200°C.In the roll shell 2 are distributed in the circumferential direction more Heizmittelkanäle 8, 9 provided in the form of peripheral bores. The Heizmittelkanäle are connected to a Heizmittelanschlußanordnung 10 in connection, which is formed in the left roll neck 4 (based on the illustration of FIG. 1). The Heizmittelanschlußanordnung 10 has an inlet 11 and a drain 12, which are connected by a rotary feedthrough 13 with a heat source (not shown). Through the inflow 11 heating medium, such as hot water, hot oil or steam, are fed into the Heizmittelkanal 8. After flowing through the longitudinal extent of the roll shell 2, the heating medium flows through an adjacent Heizmittelkanal back to the Heizmittelanschlußanordnung and from there to the outside. The connection of adjacent heating channels 8, 9 takes place in a manner not shown in the right roll neck 5. Due to the steady influx of hot heating means, the calender roll 1 is a total of one brought higher temperature. Surface temperatures of such a calender roll are in the range of 60 ° C to 200 ° C.

Wenn die Kalanderwalze 1 auf ihre Betriebstemperatur aufgeheizt worden ist, dann kann es gelegentlich vorkommen, daß sie sich durchbiegt. Die Durchbiegung beträgt bei einer Kalanderwalze mit einer Länge des Walzenmantels 2 von 7 m beispielsweise 0,2 mm. Diese Durchbiegung führt zu einer Unwucht, die im Betrieb zu erheblichen Schwingungsproblemen führt.If the calender roll 1 has been heated to its operating temperature, then it may occasionally happen that it bends. The deflection is at a calender roll with a length of the roll shell 2 of 7 m, for example, 0.2 mm. This deflection leads to an imbalance, which leads to significant vibration problems during operation.

Um diese Schwingungsprobleme zu entschärfen oder sogar zu beseitigen, leitet man nun das Heizmittel nicht mehr gleichmäßig durch alle Heizmittelkanäle 8, 9, sondern man beeinflußt den Volumenstrom des Heizmittels durch mindestens einen Heizmittelkanal 8, 9. Die Wirkung soll anhand der Fig. 3 bis 5 dargestellt werden.In order to defuse or even eliminate these vibration problems, the heating medium is no longer conducted uniformly through all the heating medium channels 8, 9, but the volumetric flow of the heating medium is influenced by at least one heating medium channel 8, 9. The effect should be explained with reference to FIGS being represented.

Fig. 3 zeigt zunächst für drei verschiedene Temperaturen des Heizmittels von 150°C, 200°C und 250°C die Abhängigkeit des Wärmeübergangskoeffizienten α in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit w des Heizmittels. Diese Geschwindigkeit läßt sich in erster Näherung mit dem Volumenstrom gleichsetzen. Bei einer Temperatur von 200°C beträgt der Wärmeübergangskoeffizient α bei einer Geschwindigkeit von 1 m/s etwa 1.000 W/m2K. Bei einer Geschwindigkeit von 2 m/s beträgt der Wärmeübergangskoeffizient α etwa 1.750 W/m2K. Je schneller das Heizmittel durch die Heizmittelkanäle 8, 9 strömt, desto mehr Wärme wird an den Walzenmantel 2 abgegeben und desto stärker heizt sich der Walzenmantel im Bereich des entsprechenden Heizmittelkanals 8, 9 auf. Dies wird nun anhand der Fig. 4a und 4b dargestellt.Fig. 3 shows first for three different temperatures of the heating means of 150 ° C, 200 ° C and 250 ° C, the dependence of the heat transfer coefficient α as a function of the speed w of the heating medium. This speed can be equated in first approximation with the flow rate. At a temperature of 200 ° C, the heat transfer coefficient α at a speed of 1 m / s is about 1000 W / m 2 K. At a speed of 2 m / s, the heat transfer coefficient α is about 1750 W / m 2 K. The faster the Heating medium flows through the Heizmittelkanäle 8, 9, the more Heat is delivered to the roll shell 2 and the more strongly heats up the roll shell in the region of the corresponding Heizmittelkanals 8, 9. This will now be illustrated with reference to FIGS. 4a and 4b.

Fig. 4a zeigt die Oberflächentemperatur über den halben Umfang der Kalanderwalze 1. Dargestellt ist eine wellige Kurve, die ihr Maximum an den Punkten der Oberfläche (in Umfangsrichtung gesehen) aufweist, an denen Heizmittelkanäle 8 angeordnet sind, durch die das Heizmittel von der Heizmittelanschlußanordnung 10 wegfließt. Die Minima befinden sich dort, wo das Heizmittel durch Heizmittelkanäle 9 wieder zurückfließt. Die Temperaturunterschiede zwischen Maximum und Minimum liegen in der Größenordnung von etwa 1°C.Fig. 4a shows the surface temperature over half the circumference of the calender roll 1. Shown is a wavy curve, which has its maximum at the points of the surface (seen in the circumferential direction), in which heating medium channels 8 are arranged, through which the heating means of the Heizmittelanschlußanordnung 10th flow away. The minima are located where the heating medium 9 flows back through Heizmittelkanäle. The temperature differences between maximum and minimum are of the order of about 1 ° C.

Wenn man nun den Volumenstrom des Heizmittels verändert und beispielsweise bei 0° einen größeren Volumenstrom durch die Heizmittelkanäle 8, 9 leitet, als bei 180° (bezogen auf den Umfangswinkel), und dazwischen den Volumenstrom stetig abnehmen läßt, dann ergibt sich eine Temperaturverteilung über den Umfang, wie sie in Fig. 4b dargestellt ist. Bei 0° Umfangswinkel liegt der Mittelwert der Temperatur bei etwa 177°C. Bei 180° Umfangswinkel liegt der Mittelwert der Temperatur etwa bei 174°C.If you now change the volume flow of the heating medium and, for example, at 0 ° a larger volume flow through the Heizmittelkanäle 8, 9 passes, as at 180 ° (relative to the circumferential angle), and between the flow continuously decrease, then there is a temperature distribution over the Circumference, as shown in Fig. 4b. At 0 ° circumferential angle, the average temperature is about 177 ° C. At 180 ° circumferential angle, the average temperature is about 174 ° C.

Die Auswirkungen sind in Fig. 5 zu erkennen. Fig. 5a zeigt dabei die radiale Dehnung des Walzenmantels für den Fall, daß der Walzenmantel 2 in Umfangsrichtung gleichförmig beheizt wird. Die radiale Dehnung an der Oberseite (bei 0° Umfangswinkel) ist etwa + 1 mm, dargestellt durch eine Kurve 14. Die radiale Dehnung an der Unterseite, also bei 180° Umfangswinkel, liegt bei etwa - 1 mm, dargestellt durch die Kurve 15. Die Mittellinie der Walze, dargestellt durch die Kurve 16, erfährt keine Verschiebung. Die Durchmesservergrößerung am linken Rand ist auf die Walzenzapfen 4 zurückzuführen. Dieser "Ochsenjoch"-Effekt ist an sich bekannt und wird hier nicht weiter erläutert. Fig. 5 zeigt die entsprechende radiale Dehnung nur für eine Hälfte (in Axialrichtung gesehen) der Walze.The effects can be seen in FIG. 5. Fig. 5a shows the radial expansion of the roll shell in the event that the roll shell 2 is heated uniformly in the circumferential direction. The radial strain at the Top (at 0 ° circumferential angle) is about + 1 mm, represented by a curve 14. The radial expansion at the bottom, ie at 180 ° circumferential angle, is about - 1 mm, represented by the curve 15. The center line of the roller, represented by the curve 16 experiences no displacement. The increase in diameter at the left edge is due to the roll neck 4. This "ox yoke" effect is known per se and will not be explained further here. Fig. 5 shows the corresponding radial expansion only for one half (seen in the axial direction) of the roller.

In Fig. 5b ist nun die Situation dargestellt, wenn man den Walzenmantel über seinen Umfang ungleichförmig beheizt. Man kann erkennen, daß die Kurve 14', die die radiale Verformung an der Oberseite der Walze, also bei 0° Umfangswinkel, angibt, zur axialen Walzenmitte hin ansteigt und zwar um etwa 1,35 mm. An der Unterseite der Walze (Kurve 15') ist die radiale Verformung weniger stark ausgeprägt als in Fig. 5a. Hier beträgt die Verformung nur noch etwa 0,95 mm. Auch die Mittellinie (Kurve 16') verformt sich und zwar um etwa 0,192 mm, also fast die 0,2 mm, um die die Walze aufgrund ihrer unkompensierten Durchbiegung verformt werden würde, die auf das gleichmäßige Aufheizen zurückzuführen wäre.In Fig. 5b, the situation is now shown when the roll shell heated non-uniformly over its circumference. It can be seen that the curve 14 ', which indicates the radial deformation on the upper side of the roll, ie at 0 ° circumferential angle, increases towards the axial center of the roll by about 1.35 mm. At the bottom of the roller (curve 15 '), the radial deformation is less pronounced than in Fig. 5a. Here, the deformation is only about 0.95 mm. Also, the center line (curve 16 ') deforms by about 0.192 mm, which is almost 0.2 mm, about which the roller would be deformed due to its uncompensated deflection, which would be due to uniform heating.

Man kann nun durch eine gezielte Einstellung der Volumenströme durch die Heizkanäle 8, 9 dafür sorgen, daß sich durch die ungleichförmige Versorgung der Heizkanäle 8, 9 mit Heizmittel eine Temperaturverteilung ergibt, die zu einer Durchbiegung der Kalanderwalze 1 führt, die der Durchbiegung ohne zusätzliche Maßnahmen entgegengerichtet ist.It can now by a targeted adjustment of the volume flows through the heating channels 8, 9 ensure that results from the non-uniform supply of the heating channels 8, 9 with heating means a temperature distribution, which leads to a deflection of the calender roll. 1 leads, which is opposite to the deflection without additional measures.

Hierbei geht man zweckmäßigerweise so vor, daß man die Kalanderwalze 1 zunächst auf ihre Betriebstemperatur aufheizt, beispielsweise eine Oberflächentemperatur von 175°C einstellt. Die sich dabei ergebende Durchbiegung der Kalanderwalze 1 kann man meßtechnisch ermitteln. Aus dieser Durchbiegung ergibt sich eine Längendifferenz zwischen der Außenseite der Durchbiegung und der Innenseite der Durchbiegung. Diese Längendifferenz kann man nun dadurch wieder beseitigen, daß man den Walzenmantel an der Innenseite der Durchbiegung stärker beheizt, dort also einen größeren Heizmittelstrom durch die Heizmittelkanäle 8, 9 leitet. Da die Abhängigkeit der Wärmeübergangszahl α von der Geschwindigkeit bzw. dem Volumenstrom bekannt ist (siehe Fig. 3), läßt sich der Volumenstrom ausrechnen, der erforderlich ist, um die Innenseite der durchgebogenen Walze auf die gewünschte Temperatur zu bringen, so daß die Walze wieder begradigt wird. Dabei weichen die Volumenströme maximal um ± 50 %, vorzugsweise um ± 20 % voneinander ab.This is conveniently done so that the calender roll 1 is first heated to its operating temperature, for example, sets a surface temperature of 175 ° C. The resulting deflection of the calender roll 1 can be determined by measurement. From this deflection results in a difference in length between the outside of the deflection and the inside of the deflection. This difference in length can now be eliminated by heating the roll jacket more strongly on the inside of the bend, thus conducting a larger flow of heating medium through the heating medium passages 8, 9. Since the dependence of the heat transfer coefficient α on the speed or the volume flow is known (see Fig. 3), the volumetric flow, which is required to bring the inside of the deflected roller to the desired temperature, so that the roller again is straightened. The volume flows deviate by a maximum of ± 50%, preferably by ± 20%.

Mit dieser Vorgehensweise ist es lediglich erforderlich, die Kalanderwalze 1 im kalten Zustand zu schleifen und zu wuchten.With this procedure, it is only necessary to grind the calender roll 1 in the cold state and to balance.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen nun, wie man den Volumenstrom durch einen Heizkanal 8 einstellen kann.FIGS. 6 to 8 show how to adjust the volume flow through a heating channel 8.

Fig. 6 zeigt den Walzenmantel 2 mit seinem Walzenzapfen 4. Durch den Walzenzapfen 4, genauer gesagt durch einen radialen Kanal 17, wird Heizmittel dem Heizmittelkanal 8 zugeführt. Fig. 6 zeigt eine Situation, in der die Heizmittelzufuhr ungedrosselt erfolgt. Dies ist der "normale" Zustand, wie er bisher aus beheizten Walzen bekannt ist.Fig. 6 shows the roll shell 2 with its roll neck 4. Through the roll neck 4, more precisely through a radial channel 17, heating medium is fed to the heating medium channel 8. Fig. 6 shows a situation in which the heating medium supply is unthrottled. This is the "normal" state, as it is known from heated rolls.

Wenn man nun weiß, daß man den Heizmittelstrom durch den Heizmittelkanal 2 auf einen bestimmten Wert absenken muß, dann kann man eine Drossel 18 in den Heizmittelkanal 8 einbauen. Selbstverständlich kann man die Drossel 18 auch an anderer Stelle in den Strömungspfad einbauen, von dem der Heizmittelkanal 8 einen Teil bildet. Die in Fig. 7 dargestellte Position ist aber vorteilhaft.If one now knows that one must lower the Heizmittelstrom by the Heizmittelkanal 2 to a certain value, then you can install a throttle 18 in the Heizmittelkanal 8. Of course, you can install the throttle 18 elsewhere in the flow path from which the Heizmittelkanal 8 forms a part. The position shown in Fig. 7 but is advantageous.

Die Drossel 18 ist an einem Einsatz 19 ausgebildet. Der Einsatz 19 ist in die Stirnseite 20 des Walzenmantels 2 eingesetzt, an dem auch der Walzenzapfen 4 befestigt ist. Nach der Demontage des Walzenzapfens 4 ist diese Stirnseite 20 frei zugänglich, so daß der Einsatz in den Walzenmantel 2 eingesetzt werden kann. Der Heizmittelkanal 8 weist hierzu eine Durchmesservergrößerung 20 auf, die eine Stufe 21 bildet. An der Stufe 21 kommt der Einsatz 19 zur Anlage.The throttle 18 is formed on an insert 19. The insert 19 is inserted into the end face 20 of the roll shell 2, to which also the roll neck 4 is attached. After disassembly of the roll neck 4, this end face 20 is freely accessible, so that the insert can be inserted into the roll shell 2. For this purpose, the heating medium channel 8 has an increase in diameter 20, which forms a step 21. At the stage 21 of the insert 19 comes to the plant.

Fig. 8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der ebenfalls eine Drossel 18 in einem Einsatz 19 ausgebildet ist. Während die Drossel 18 in Fig. 7 eine feste Drossel ist, weist die Drossel 18 in Fig. 8 ein Einstellelement 22 auf, so daß der Drosselwiderstand der Drossel 18 verstellbar ist. Dieses Einstellelement kann, falls erforderlich, von außen verstellt werden, beispielsweise mit einem geeigneten Werkzeug.FIG. 8 shows a modified embodiment in which a throttle 18 is likewise formed in an insert 19. While the throttle 18 in Fig. 7 is a fixed throttle, the throttle 18 in Fig. 8, an adjustment 22, so that the throttle resistance of the throttle 18 is adjustable. This adjustment can, if necessary, be adjusted from the outside, for example with a suitable tool.

Die Drosseln 18 führen zu einer Verminderung des Volumenstroms durch die Heizmittelkanäle 8, 9. In nicht näher dargestellter Weise kann man auch eine Pumpe verwenden, die zu einer Vergrößerung des Volumenstroms durch bestimmte Heizmittelkanäle 8, 9 führt.The throttles 18 lead to a reduction in the volume flow through the Heizmittelkanäle 8, 9. In a manner not shown, you can also use a pump that leads to an increase in the volume flow through certain Heizmittelkanäle 8, 9.

Trotz der unterschiedlichen Beheizung in Umfangsrichtung zeigen sich keine negativen Effekte. Der Polygoneffekt hat sich gegenüber bekannten Walzen, die in Umfangsrichtung gleichförmig beheizt werden, nicht verändert. Die Temperaturdifferenz ist offensichtlich auch so gering, daß sich keine Unterschiede bei der Satinage einer Papierbahn zeigen.Despite the different heating in the circumferential direction, there are no negative effects. The polygon effect has not changed compared to known rolls, which are uniformly heated in the circumferential direction. The temperature difference is obviously so small that there are no differences in the calendering of a paper web.

Claims (15)

Kalanderwalze mit einem Walzenmantel, der mehrere Heizkanäle aufweist, die in Umfangsrichtung verteilt sind, und einer Heizmittelanschlußanordnung zur Zufuhr und Abfuhr eines Heizmittels, wobei jeder Heizmittelkanal Bestandteil eines Strömungspfades ist, der mit der Heizmittelanschlußanordnung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Strömungspfad eine strömungsbeeinflussende Einrichtung (18) aufweist, die bewirkt, daß sich ein Volumenstrom des Heizmittels durch diesen Strömungspfad ergibt, der sich vom Volumenstrom des Heizmittels durch einen anderen Strömungspfad unterscheidet.Calender roll having a roll shell having a plurality of heating channels distributed in the circumferential direction and a heating means connection arrangement for supplying and removing a heating means, each heating medium channel being part of a flow path communicating with the heating means connection arrangement, characterized in that at least one flow path is one flow-influencing means (18) which causes a volume flow of the heating means results through this flow path, which differs from the volume flow of the heating means by another flow path. Kalanderwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strömungsbeeinflussende Einrichtung (18) als Drossel ausgebildet ist.Calender roller according to claim 1, characterized in that the flow-influencing device (18) is designed as a throttle. Kalanderwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel als verstellbare Drossel ausgebildet ist.Calender roller according to claim 2, characterized in that the throttle is designed as an adjustable throttle. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die strömungsbeeinflussende Einrichtung (18) eine Pumpe aufweist.Calendering roller according to one of claims 1 to 3, characterized in that the flow-influencing device (18) comprises a pump. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (2) an mindestens einer Stirnseite mit einem Walzenzapfen (4) verbunden ist und die strömungsbeeinflussende Einrichtung (18) im Bereich der Verbindung zwischen dem Walzenmantel (2) und dem Walzenzapfen (4) angeordnet ist.Calender roll according to one of claims 1 to 4, characterized in that the roll shell (2) is connected at at least one end face to a roll neck (4) and the flow-influencing device (18) in the region of the connection between the roll shell (2) and the roll neck (4) is arranged. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die strömungsbeeinflussende Einrichtung (18) in einem Einsatz (19) angeordnet ist.Calender roller according to one of claims 1 to 5, characterized in that the flow-influencing device (18) is arranged in an insert (19). Kalanderwalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (19) in den Heizmittelkanal (8) eingesetzt ist.Calender roller according to claim 6, characterized in that the insert (19) is inserted into the heating medium channel (8). Kalanderwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizmittelkanal (8) im Bereich des Einsatzes (19) einen vergrößerten Querschnitt (20) aufweist.Calender roller according to Claim 7, characterized in that the heating medium channel (8) has an enlarged cross section (20) in the region of the insert (19). Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Volumenströme in unterschiedlichen Strömungspfaden um maximal ± 50 % unterscheiden.Calender roller according to one of claims 1 to 8, characterized in that the volume flows in different flow paths differ by a maximum of ± 50%. Verfahren zum Betreiben einer Kalanderwalze mit einem Walzenmantel, der mehrere Heizkanäle aufweist, durch die man ein Heizmittel leitet, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Wärmezufuhr erzeugt, die in Umfangsrichtung zwischen einem Minimum und einem Maximum variiert und man das Minimum und das Maximum mit der Kalanderwalze rotieren läßt.Method for operating a calender roll with a roll shell having a plurality of heating channels through which a heating medium is passed, characterized in that one generates a heat supply which varies in the circumferential direction between a minimum and a maximum and the minimum and the maximum with the calender roll to rotate. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das Minimum und das Maximum um 180° versetzt zueinander erzeugt.Method according to Claim 10, characterized in that the minimum and the maximum are generated offset by 180 ° relative to one another. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß man in Abhängigkeit von einer Durchbiegung der Kalanderwalze in einem Ausgangszustand das Heizmittel durch einen Heizkanal mit einem ersten Volumenstrom und durch einen anderen Heizkanal mit einem zweiten Volumenstrom leitet, der sich vom ersten Volumenstrom unterscheidet.A method according to claim 10 or 11, characterized in that , depending on a deflection of the calender roll in an initial state, the heating medium passes through a heating channel with a first volume flow and through another heating channel with a second volume flow, which differs from the first volume flow. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man durch einen Heizkanal an der Innenseite der Durchbiegung im Ausgangszustand einen größeren Volumenstrom leitet als durch einen Heizkanal an der Außenseite der Durchbiegung.A method according to claim 12, characterized in that a larger volume flow is conducted through a heating channel on the inside of the deflection in the initial state than through a heating channel on the outside of the deflection. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kalanderwalze auf eine Betriebstemperatur aufheizt, eine sich dabei ergebende Durchbiegung ermittelt und die Volumenströme in den Heizkanälen so einstellt, daß sich die Durchbiegung zurückbildet.A method according to claim 12 or 13, characterized in that the calender roll is heated to an operating temperature, determines a resulting deflection and adjusts the volume flows in the heating channels so that the deflection regresses. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man Volumenströme durch die Heizkanäle erzeugt, die sich um maximal ± 50 % unterscheiden.Method according to one of claims 12 to 14, characterized in that one generates volume flows through the heating channels, which differ by a maximum of ± 50%.
EP05104709A 2004-07-22 2005-06-01 Calender roll and method for driving a calender roll Withdrawn EP1619303A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410035630 DE102004035630A1 (en) 2004-07-22 2004-07-22 Calender roll and method of operating a calender roll

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1619303A1 true EP1619303A1 (en) 2006-01-25

Family

ID=35115934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP05104709A Withdrawn EP1619303A1 (en) 2004-07-22 2005-06-01 Calender roll and method for driving a calender roll

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1619303A1 (en)
DE (1) DE102004035630A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020114812A1 (en) 2020-06-04 2021-12-09 Breyer Gmbh Maschinenfabrik Method for producing a flat substrate
DE102020128123A1 (en) 2020-10-26 2022-06-02 Breyer Gmbh Maschinenfabrik Process for producing a flat substrate

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1811690A1 (en) * 1968-11-29 1970-07-02 Krauss Maffei Ag Calender roll with heating channels
DE20104079U1 (en) * 2001-03-08 2001-07-05 Schwaebische Huettenwerke Gmbh Insulating device for variable thermal edge insulation of a roller

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1811690A1 (en) * 1968-11-29 1970-07-02 Krauss Maffei Ag Calender roll with heating channels
DE20104079U1 (en) * 2001-03-08 2001-07-05 Schwaebische Huettenwerke Gmbh Insulating device for variable thermal edge insulation of a roller

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004035630A1 (en) 2006-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3516535C2 (en)
DE2837913C2 (en) Roller with controllable deflection, in particular for machines for producing and processing webs made of paper or plastic
WO1985002425A1 (en) Roller for the treatment of webs, preferably paper webs
EP0732445B1 (en) Calander for treating a paper web
WO1990007028A1 (en) Roller and process for operating the same
DE19929149B4 (en) roll
AT506770B1 (en) ROLLER
EP1619303A1 (en) Calender roll and method for driving a calender roll
DE3838852C1 (en)
DE19824542B4 (en) Roller, calender and method for operating a roller
DE10328557B4 (en) roller
EP1516955A1 (en) Calender
EP1162045B1 (en) Roller device
EP1645685B1 (en) Calender roll and method for driving a calender roll
DE10024851B4 (en) Roller with deflection compensation
EP1645686B1 (en) Calender roll and method for driving a calender roll
DE10235142A1 (en) Roller for thermally pressure treating strip-like media, such as paper or fleece, in a multiple roller calender comprises a base body made from tempered forged steel or alloyed cast iron
EP2577078A1 (en) Roller and method for avoiding its vibrations
EP1505202B1 (en) Device for treating a web
DE8490184U1 (en) Roller for treating webs, preferably paper webs
DE102004049240A1 (en) Heated calender roller, with a body expanding through heat, has an external static heating unit switched on/off under control to prevent roller bending and maintain balance during rotation
EP2419563B1 (en) Metal roll having an elastic surface
EP1929086B1 (en) Heatable calender roller
AT502585B1 (en) BENDING ROLLER FOR PAPER / CARTON MACHINES OR EQUIPMENT MACHINES
EP1369527B1 (en) Calender and method of calendering

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR LV MK YU

17P Request for examination filed

Effective date: 20060725

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: VOITH PATENT GMBH

AKX Designation fees paid

Designated state(s): AT DE FI SE

17Q First examination report despatched

Effective date: 20070702

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20071113