EP1712676A1 - Kalanderwalze und Kalander - Google Patents

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EP1712676A1
EP1712676A1 EP06111079A EP06111079A EP1712676A1 EP 1712676 A1 EP1712676 A1 EP 1712676A1 EP 06111079 A EP06111079 A EP 06111079A EP 06111079 A EP06111079 A EP 06111079A EP 1712676 A1 EP1712676 A1 EP 1712676A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
calender
roll
plastic layer
calender roll
tube
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.)
Granted
Application number
EP06111079A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1712676B1 (de
Inventor
Hans-Rolf Conrad
Peter Dr. Rer. Nat. Wiemer
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1712676A1 publication Critical patent/EP1712676A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1712676B1 publication Critical patent/EP1712676B1/de
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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
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0233—Soft rolls
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0253—Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature
    • D21G1/0266—Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature using a heat-transfer fluid

Definitions

  • the invention relates to a calender roll having a core and a plastic layer. Furthermore, the invention relates to a calender with such a roller.
  • a soft roll and a hard roll act together in at least one nip.
  • the soft roll has a plastic layer on its surface.
  • the plastic layer is applied to a core, which is usually designed as a tube or hollow roller.
  • the thickness of this layer is on the order of about 8 to 16 mm.
  • the hard roller is provided with an unyielding surface. As a rule, their surface roughness is much lower, so that a voltage applied to the hard roller side of the satin-finished paper or board web can be smoothed well. With such a calender treatment lengths can be achieved in the nip, which are in the order of 10 to 20 mm.
  • shoe calenders In order to achieve a greater treatment length, so-called shoe calenders are known in which the soft roller is replaced by a shoe roll.
  • the shoe roll has a circumferential jacket of a Plastic on. This plastic jacket is pressed by means of a support shoe against the hard counter-roller.
  • the nip formed between the shoe roll and the backing roll is also referred to as "wide nip".
  • a soft roller is usually easier to handle than a shoe roller and in many cases cheaper. However, with a soft roller, the treatment lengths achievable with a nip can not be realized.
  • the invention has for its object to expand the treatment options with a calender roll.
  • a coolant can be passed through the coolant channels, for example cold water or cold oil.
  • This coolant can then absorb and dissipate the heat formed during operation by the flexing work, so that overheating of the plastic layer can be avoided.
  • the cooling fluid flowing through the coolant channels can dissipate the heat, it is of course also possible to increase the permissible flexing work of the plastic layer. Accordingly, one can, for example, the calender roll with a higher line load with a counter roll interact, so that the counter roll deeper into the Plastic layer dips and you can accordingly realize a greater treatment length with a plastic roller, as before. It is also in the choice of materials for the plastic layer free.
  • the coolant channels extend in the axial direction.
  • the coolant channels are arranged closer to a radially outer boundary than at a radially inner boundary of the plastic layer.
  • the heat caused by the flexing work initially arises in the outer areas. Accordingly, it is advantageous if the heat can be dissipated there immediately.
  • the plastic layer is formed of a plastic having an E-modulus in the range of 500 up to 2,000 N / mm 2 .
  • a plastic is relatively soft, so that the counter-roller can press relatively deep into the plastic layer. This produces a nip whose treatment length can be made relatively large.
  • the resulting heat during operation which is due to the flexing, ie the deformation of the plastic, is dissipated by the cooling fluid flowing through the coolant channels.
  • the plastic is selected from a group comprising rubber rubber, epoxy resin and polyurethane.
  • Rubber rubber is also considered plastic for the purposes of the present invention, although it may also contain natural components.
  • HNBR rubber rubber
  • the coolant channels are extremely low, because HNBR shows a high heat development during operation.
  • each coolant channel is provided with a support means.
  • the plastic layer thus receives over the entire circumference at least approximately equal stiffness, ie the resistance to the impressions of the counter roll is everywhere uniformly in the circumferential direction.
  • the support means is formed as a tube.
  • the tube on the one hand represents a mechanical support, so that the tube replaced, so to speak, the massive plastic, which is missing in the coolant channel.
  • the tube separates the coolant from the plastic of the plastic layer, so that one has to ensure to a lesser extent that the plastic and the coolant tolerate. Ultimately, you can achieve an improved heat transfer from the plastic to the coolant with the tube, especially if the tube is formed of a good thermal conductivity material.
  • the support means is dimensioned so that the nip, so to speak, "notices" of the coolant channels.
  • the plastic layer has in the region of the coolant channels the same rigidity and thus the same resistance to the depression of the counter roll on, as in areas between the coolant channels.
  • the calender roll has a diameter in the range of 800 to 1600 mm. This is relatively large. With the correspondingly large diameter, however, a relatively long treatment length in the nip can be realized.
  • the plastic layer has a radial thickness which is at least 1.5 times the radius of the core.
  • the plastic layer is therefore relatively thick. But this is desirable because you can allow a relatively extensive impressions of the backing roll in the plastic layer.
  • the core is formed by a paper roll axis.
  • the soft rolls were designed almost exclusively as paper rolls.
  • a stack of paper blanks were applied and compressed on a paper roll axis.
  • the paper roll axes are basically superfluous. But you can now use them to provide them with a relatively thick plastic layer.
  • the invention also relates to a calender with such a calender roll and a counter roll, which forms a nip with the calender roll, wherein the diameter of the counter roll is smaller than the diameter of the calender roll.
  • the hard backing roll can be pressed relatively far into the calender roll, so that one can achieve correspondingly long treatment lengths in the nip.
  • the diameter of the counter roll is at most 90% of the diameter of the calender roll. So you can ensure the desired treatment length by choosing a corresponding small diameter of the backing roll.
  • the nip has an effective length of at least 30 mm. This gives approximately the same conditions as in a nip formed between a counter roll and a shoe roll.
  • the counter-roller is designed as a heating roller.
  • the nip continuous material web is heated. This has the consequence that the material web can not dissipate so much heat from the calender roll, more precisely the plastic layer.
  • this is not critical, because the plastic layer through the Coolant channels is provided with its own heat dissipation option.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a calender 1 with a calender roll 2 and a counter roll 3.
  • the counter roll 3 is formed in a conventional manner as a hard roll, i. it has a non-compliant peripheral surface 4, which is provided with a high smoothness.
  • the counter roll 3 may be formed of chilled cast iron, which is provided with a chromium layer.
  • a web for example a paper or board web
  • the voltage applied to the counter roll 3 side is smoothed.
  • the calender roll 2 has a core 6.
  • This core 6 may be, for example, a paper roll axis, ie an axis of a paper roll, as they were previously used as soft rolls. But it can also be another axis, such as a pipe.
  • the plastic layer 7 has a radial extent, that is to say a thickness which is at least 1.5 times as great as the radius of the core 6.
  • the plastic has an E-modulus in the range of 500 to 2000 N / mm 2 . It may be formed of rubber rubber, epoxy resin or polyurethane. Of course, similar plastics are possible.
  • the calender roll 2 has a diameter of the order of 800 to 1600 mm.
  • the counter-roller 3 has a smaller diameter. Their diameter should not exceed 90% of the diameter of the calender roll 2.
  • a force-generating device which presses the two rollers 2, 3 against each other.
  • one of the two rollers 2, 3 may be arranged fixed in a stunt of the calender 1, not shown, so that a force generating device, such as a piston-cylinder arrangement, acts only on a roller.
  • the force generating device generates a line load of at least 350 N / mm. This leads to the relatively thick plastic layer 7 that the Counter roller 3 is pressed relatively far into the plastic layer 7 and thus the peripheral surface of the calender roll 2. This is desirable. This results in a treatment length in nip 5 which is at least 30 mm, preferably 30 to 60 mm. The nip 5 thus assumes, at least in part, the shape of a wide nip, which until now could only be produced if, instead of the calender roll 2, a shoe roll with a circumferential jacket had been used.
  • a plurality of coolant channels 10 are provided in the plastic layer 7. Through these coolant channels 10, a coolant, a liquid such as water or oil, or a gas such as cooling air can be passed to dissipate the heat generated by the flexing work in the plastic layer 7. Depicted are eight coolant channels 10. Depending on the heat distribution in the plastic layer 7, however, far more coolant channels 10 will generally be provided.
  • the coolant channels 10 are arranged closer to the radially outer edge of the plastic layer 7 than at the radially inner edge. It is preferred that they are slightly outside the radial center of the plastic layer 7.
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of FIG. 1. It can be seen how a coolant channel 10 is arranged in the plastic layer 7.
  • a tube 12 is arranged in a bore 11 (this bore does not necessarily have arisen by drilling, it is also possible to produce it when manufacturing the plastic layer 7, for example by using cores when casting the plastic layer 7).
  • the tube 12 forms a support means.
  • the tube 12 is made of a good heat conducting material, so that it in The heat generated by the plastic layer 7 can be transferred well to the coolant flowing through the interior of the tube 12, ie through the coolant channel 10.
  • the tube 12 has several advantages: First, as mentioned, the tube 12 forms a heat conductor between the tube Plastic of the plastic layer 7 and the coolant. On the other hand, it separates the coolant from the plastic layer 7, so that you can also use a coolant that is less compatible in itself with the plastic of the plastic layer 7.
  • the counter-roller 3 may be formed in a conventional manner as a heating roller, i. it has a plurality of peripheral bores 13, which can be traversed by a heating medium. Although this is a web that passes through the nip 5, heated so that they can remove less heat from the calender roll 2. However, since additional heat can be carried away through the coolant channels 10, this is not critical.
  • a working length of the nip 5 in the range of 30 to 60 mm can be achieved.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

Es wird eine Kalanderwalze (2) angegeben mit einem Kern (6) und einer Kunststoffschicht.
Man möchte die Behandlungsmöglichkeiten mit einer derartigen Kalanderwalze erweitern können.
Hierzu ist vorgesehen, daß Kühlmittelkanäle (10) in der Kunststoffschicht (7) angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kalanderwalze mit einem Kern und einer Kunststoffschicht. Ferner betrifft die Erfindung einen Kalander mit einer derartigen Walze.
  • In einem Kalander, der zur Satinage von Papier oder Karton verwendet wird, wirken in mindestens einem Nip eine weiche Walze und eine harte Walze zusammen. Die weiche Walze weist dabei eine Kunststoffschicht an ihrer Oberfläche auf. Die Kunststoffschicht ist auf einen Kern aufgetragen, der in der Regel als Rohr- oder Hohlwalze ausgebildet ist. Die Dicke dieser Schicht liegt in der Größenordnung von etwa 8 bis 16 mm. Die harte Walze ist hingegen mit einer unnachgiebigen Oberfläche versehen. Dafür ist in der Regel ihre Oberflächenrauhigkeit wesentlich geringer, so daß eine an der harten Walze anliegende Seite der satinierten Papier- oder Kartonbahn gut geglättet werden kann. Mit einem derartigen Kalander lassen sich Behandlungslängen im Nip erreichen, die in der Größenordnung von 10 bis 20 mm liegen.
  • Um eine größere Behandlungslänge erzielen zu können, sind sogenannte Schuhkalander bekannt, bei denen die weiche Walze ersetzt ist durch eine Schuhwalze. Die Schuhwalze weist einen umlaufenden Mantel aus einem Kunststoff auf. Dieser Kunststoffmantel wird mit Hilfe eines Stützschuhs gegen die harte Gegenwalze gepreßt. Der Nip, der zwischen der Schuhwalze und der Gegenwalze gebildet ist, wird auch als "Breitnip" bezeichnet.
  • Eine weiche Walze ist in der Regel leichter zu handhaben als eine Schuhwalze und in vielen Fällen auch preisgünstiger. Allerdings lassen sich mit einer weichen Walze nicht die mit einem Breitnip erzielbaren Behandlungslängen realisieren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Behandlungsmöglichkeiten mit einer Kalanderwalze zu erweitern.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Kalanderwalze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß Kühlmittelkanäle in der Kunststoffschicht angeordnet sind.
  • Durch die Kühlmittelkanäle kann im Betrieb ein Kühlmittel geleitet werden, beispielsweise kaltes Wasser oder kaltes Öl. Dieses Kühlmittel kann dann die im Betrieb durch die Walkarbeit gebildete Wärme aufnehmen und abführen, so daß eine Überhitzung der Kunststoffschicht vermieden werden kann. In dem Maß, wie das durch die Kühlmittelkanäle fließende Kühlfluid die Wärme abtransportieren kann, kann man natürlich auch die zulässige Walkarbeit der Kunststoffschicht erhöhen. Dementsprechend kann man beispielsweise die Kalanderwalze mit einer höheren Streckenlast mit einer Gegenwalze zusammenwirken lassen, so daß die Gegenwalze tiefer in die Kunststoffschicht eintaucht und man dementsprechend eine größere Behandlungslänge mit einer Kunststoffwalze realisieren kann, als bisher. Man ist auch bei der Wahl der Materialien für die Kunststoffschicht freier. Mit anderen Worten kann man weichere Kunststoffe verwenden, die dementsprechend auch ein tieferes Eintauchen der Gegenwalze zulassen, dafür aber durch erhöhte Walkarbeit vermehrt Wärme produzieren. Diese Wärme kann durch die in den Kühlmittelkanälen fließende Kühlflüssigkeit abgeführt werden. Natürlich ist auch ein gasförmiges Kühlmittel möglich.
  • Vorzugsweise verlaufen die Kühlmittelkanäle in Axialrichtung. In diesem Fall kann man sich die Erfahrungen zu nutze machen, die man bei der Ausbildung von peripheren Bohrungen in harten Walzen gewonnen hat. Man kann dementsprechend die gleichen Anschlußanordnungen verwenden und auch die gleiche Führung des Kühlfluids durch die Kühlmittelkanäle verwenden, beispielsweise im Monopass-, Duopass- oder Tripass-Verlauf.
  • Vorzugsweise sind die Kühlmittelkanäle dichter an einer radial äußeren Begrenzung als an einer radial inneren Begrenzung der Kunststoffschicht angeordnet. In der Kunststoffschicht entsteht die durch die Walkarbeit verursachte Wärme zunächst einmal in den äußeren Bereichen. Dementsprechend ist es günstig, wenn die Wärme dort unmittelbar abgeführt werden kann.
  • Bevorzugterweise ist die Kunststoffschicht aus einem Kunststoff gebildet, der ein E-Modul im Bereich von 500 bis 2.000 N/mm2 aufweist. Ein derartiger Kunststoff ist relativ weich, so daß sich die Gegenwalze relativ tief in die Kunststoffschicht eindrücken kann. Dadurch wird ein Nip erzeugt, dessen Behandlungslänge relativ groß gemacht werden kann. Die im Betrieb entstehende Wärme, die auf die Walkarbeit, d.h. die Verformung des Kunststoffs, zurückzuführen ist, wird durch das Kühlfluid, das durch die Kühlmittelkanäle strömt, abgeführt.
  • Hierbei ist bevorzugt, daß der Kunststoff aus einer Gruppe gewählt ist, die Kautschukgummi, Epoxidharz und Polyurethan aufweist. Kautschukgummi wird für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ebenfalls als Kunststoff betrachtet, obwohl er auch natürliche Komponenten enthalten kann. Insbesondere bei der Verwendung von Kautschukgummi (HNBR) sind die Kühlmittelkanäle außerordentlich günstig, weil HNBR eine hohe Wärmeentwicklung im Betrieb zeigt.
  • Vorzugsweise ist jeder Kühlmittelkanal mit einer Stützeinrichtung versehen. Dadurch wird bewirkt, daß die Kalanderwalze dann, wenn sie mit einer Umfangsposition durch den Nip mit einer Gegenwalze läuft, unterhalb derer ein Kühlmittelkanal angeordnet ist, nicht leichter eingedrückt wird als an einer Stelle, unter der kein Kühlmittelkanal liegt. Die Kunststoffschicht erhält also über den gesamten Umfang zumindest annähernd eine gleiche Steifigkeit, d.h. der Widerstand gegen das Eindrücken der Gegenwalze ist in Umfangsrichtung überall gleichförmig.
  • Hierbei ist bevorzugt, daß die Stützeinrichtung als Rohr ausgebildet ist. Das Rohr stellt einerseits eine mechanische Stütze dar, so daß das Rohr sozusagen den massiven Kunststoff ersetzt, der im Kühlmittelkanal fehlt. Darüber hinaus trennt das Rohr das Kühlmittel vom Kunststoff der Kunststoffschicht, so daß man in geringerem Maße dafür sorgen muß, daß sich der Kunststoff und das Kühlmittel vertragen. Letztendlich kann man mit dem Rohr einen verbesserten Wärmeübergang vom Kunststoff auf das Kühlmittel erreichen, insbesondere dann, wenn das Rohr aus einem gut wärmeleitfähigen Material gebildet ist.
  • Vorzugsweise genügt das Rohr folgender Gleichung: E 2 = E 1 × r / ( 2 d ) × K ,
    Figure imgb0001
    wobei
    • E1
    der E-Modul des Kunststoffs der Kunststoffschicht ist,
    E2
    der E-Modul des Rohres,
    r
    der Radius des Rohres,
    d
    die Wandstärke des Rohres und
    K
    eine Konstante im Bereich von 0,85 bis 1,15.
  • Damit wird die Stützeinrichtung so dimensioniert, daß der Nip sozusagen nichts von den Kühlmittelkanälen "merkt". Die Kunststoffschicht weist im Bereich der Kühlmittelkanäle die gleiche Steifigkeit und damit die gleiche Widerstandskraft gegen das Eindrücken der Gegenwalze auf, wie in Bereichen zwischen den Kühlmittelkanälen.
  • Vorzugsweise weist die Kalanderwalze einen Durchmesser im Bereich von 800 bis 1600 mm auf. Damit ist sie zwar relativ groß. Mit dem entsprechend großen Durchmesser läßt sich aber eine relativ große Behandlungslänge im Nip realisieren.
  • Vorzugsweise weist die Kunststoffschicht eine radiale Dicke auf, die mindestens dem 1,5-fachen des Radius des Kerns entspricht. Die Kunststoffschicht ist also relativ dick. Dies ist aber erwünscht, weil man damit ein relativ weitgehendes Eindrücken der Gegenwalze in die Kunststoffschicht zulassen kann.
  • Vorzugsweise ist der Kern durch eine Papierwalzenachse gebildet. In früheren Zeiten waren die weichen Walzen praktisch ausschließlich als Papierwalzen ausgebildet. Hier wurden auf einer Papierwalzenachse ein Stapel von Papierronden aufgebracht und zusammengepreßt. Mit dem zunehmenden Ersatz derartiger Papierwalzen durch Kunststoffwalzen sind die Papierwalzenachsen im Grunde überflüssig. Man kann sie nun aber verwenden, um sie mit einer relativ dicken Kunststoffschicht zu versehen.
  • Die Erfindung betrifft auch einen Kalander mit einer derartigen Kalanderwalze und einer Gegenwalze, die mit der Kalanderwalze einen Nip bildet, wobei der Durchmesser der Gegenwalze kleiner als der Durchmesser der Kalanderwalze ist.
  • In diesem Fall läßt sich erreichen, daß die harte Gegenwalze relativ weit in die Kalanderwalze eingedrückt werden kann, so daß man entsprechend große Behandlungslängen im Nip erzielen kann.
  • Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der Gegenwalze maximal 90 % des Durchmessers der Kalanderwalze. Man stellt also durch die Wahl eines entsprechenden kleinen Durchmessers der Gegenwalze die gewünschte Behandlungslänge sicher.
  • Vorzugsweise weist der Nip eine wirksame Länge von mindestens 30 mm auf. Damit erhält man annähernd gleiche Verhältnisse wie in einem Breitnip, der zwischen einer Gegenwalze und einer Schuhwalze gebildet ist.
  • Bevorzugterweise ist eine Krafterzeugungseinrichtung vorgesehen, die eine Streckenlast von mindestens 350 N/mm im Nip erzeugt. Mit einer derartigen Streckenlast und gegebenenfalls der Wahl der oben angegebenen Kunststoffe läßt sich ein relativ breiter Nip erzeugen, also ein Nip mit einer entsprechend großen Behandlungslänge.
  • Vorzugsweise ist die Gegenwalze als Heizwalze ausgebildet. Damit wird die den Nip durchlaufende Materialbahn aufgeheizt. Dies hat zur Folge, daß die Materialbahn nicht mehr so viel Wärme von der Kalanderwalze, genauer gesagt der Kunststoffschicht, abführen kann. Dies ist jedoch unkritisch, weil die Kunststoffschicht durch die Kühlmittelkanäle mit einer eigenen Wärmeabfuhr-Möglichkeit versehen ist.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Kalanders mit zwei Walzen und
    Fig. 2
    eine Einzelheit II nach Fig. 1.
  • Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Kalander 1 mit einer Kalanderwalze 2 und einer Gegenwalze 3. Die Gegenwalze 3 ist in an sich bekannter Weise als harte Walze ausgebildet, d.h. sie weist eine nicht nachgiebige Umfangsfläche 4 auf, die mit einer hohen Glätte versehen ist. Beispielsweise kann die Gegenwalze 3 aus Hartguß gebildet sein, der mit einer Chromschicht versehen ist.
  • Die Gegenwalze 3 bildet mit der Kalanderwalze 2 zusammen einen Nip 5, durch den im Betrieb eine nicht näher dargestellte Bahn, beispielsweise eine Papier- oder Kartonbahn, geführt werden kann, um sie zu satinieren. Dabei wird insbesondere die an der Gegenwalze 3 anliegende Seite geglättet.
  • Die Kalanderwalze 2 weist einen Kern 6 auf. Bei diesem Kern 6 kann es sich beispielsweise um eine Papierwalzenachse handeln, also eine Achse einer Papierwalze, wie sie früher als weiche Walzen verwendet wurden. Es kann sich aber auch um eine andere Achse handeln, beispielsweise ein Rohr.
  • Auf diesen Kern 6 ist eine Kunststoffschicht 7 aufgebracht. Die Kunststoffschicht 7 weist eine radiale Erstreckung, also eine Dicke auf, die mindestens 1,5 mal so groß ist, wie der Radius des Kernes 6.
  • Der Kunststoff hat ein E-Modul im Bereich von 500 bis 2000 N/mm2. Er kann aus Kautschukgummi, Epoxidharz oder Polyurethan gebildet sein. Ähnliche Kunststoffe sind natürlich möglich.
  • Die Kalanderwalze 2 weist einen Durchmesser in der Größenordnung von 800 bis 1600 mm auf. Die Gegenwalze 3 weist einen kleineren Durchmesser auf. Ihr Durchmesser sollte maximal 90 % des Durchmessers der Kalanderwalze 2 betragen.
  • Durch Pfeile 8, 9 angedeutet ist eine Krafterzeugungseinrichtung, die die beiden Walzen 2, 3 gegeneinander drückt. Natürlich kann auch eine der beiden Walzen 2, 3 fest in einer nicht näher dargestellten Stuhlung des Kalanders 1 angeordnet sein, so daß eine Krafterzeugungseinrichtung, beispielsweise eine Kolben-ZylinderAnordnung, nur auf eine Walze wirkt.
  • Die Krafterzeugungseinrichtung erzeugt dabei eine Streckenlast von mindestens 350 N/mm. Dies führt mit der doch relativ dicken Kunststoffschicht 7 dazu, daß die Gegenwalze 3 sich relativ weit in die Kunststoffschicht 7 und damit die Umfangsfläche der Kalanderwalze 2 eindrückt. Dies ist erwünscht. Damit ergibt sich nämlich eine Behandlungslänge im Nip 5, die mindestens 30 mm, vorzugsweise 30 bis 60 mm, beträgt. Der Nip 5 nimmt also zumindest ansatzweise die Form eines Breitnips an, die bislang nur dann erzeugt werden konnte, wenn man anstelle der Kalanderwalze 2 eine Schuhwalze mit einem umlaufenden Mantel verwendet hatte.
  • Allerdings wird bei dieser Beaufschlagung der Kalanderwalze 2 der Kunststoff der Kunststoffschicht 7 bei jedem Umlauf der Kalanderwalze 2 relativ stark verformt. Dabei entsteht durch die dabei verrichtete Walkarbeit Wärme in einem nicht mehr zu vernachlässigenden Ausmaß. Diese Wärme kann zu einer Temperaturerhöhung der Kunststoffschicht führen, die bis zu einer Zerstörung der Kunststoffschicht führen kann.
  • Um eine derartige Temperaturerhöhung zu verhindern, sind in der Kunststoffschicht 7 eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen 10 vorgesehen. Durch diese Kühlmittelkanäle 10 kann ein Kühlmittel, eine Flüssigkeit, wie Wasser oder Öl, oder ein Gas, wie Kühlluft geleitet werden, um die durch die Walkarbeit in der Kunststoffschicht 7 erzeugte Wärme abzuführen. Dargestellt sind acht Kühlmittelkanäle 10. In Abhängigkeit von der Wärmeverteilung in der Kunststoffschicht 7 wird man aber in der Regel weitaus mehr Kühlmittelkanäle 10 vorsehen.
  • Die Kühlmittelkanäle 10 sind als periphere Bohrungen oder Kanäle ausgebildet, d.h. sie verlaufen im wesentlichen in Axialrichtung. Für die Versorgung der Kühlmittelkanäle kann man die gleichen Anschlüsse verwenden, wie sie aus Heizwalzen bekannt sind. Das Kühlmittel kann die Walze einmal, zweimal oder dreimal in Längsrichtung durchströmen, bevor es wieder abgeführt wird. Dementsprechend handelt es sich um einen Monopass, Duopass- oder Tripass-Betrieb. Daß die Kühlmittelkanäle 10 durch fließende Kühlmittel kühlt die durch die Walkarbeit in der Kunststoffschicht 7 erzeugte Wärme soweit ab, daß keine unzulässigen Temperaturerhöhungen auftreten können.
  • Die Kühlmittelkanäle 10 sind dabei näher am radial äußeren Rand der Kunststoffschicht 7 als am radial inneren Rand angeordnet. Bevorzugt ist dabei, daß sie etwas außerhalb der radialen Mitte der Kunststoffschicht 7 liegen.
  • Fig. 2 zeigt nun einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1. Daraus ist zu erkennen, wie ein Kühlmittelkanal 10 in der Kunststoffschicht 7 angeordnet ist.
  • In einer Bohrung 11 (diese Bohrung muß nicht unbedingt durch Bohren entstanden sein, es ist auch möglich sie beim Fertigen der Kunststoffschicht 7 zu erzeugen, beispielsweise durch Verwenden von Kernen beim Gießen der Kunststoffschicht 7) ist ein Rohr 12 angeordnet. Das Rohr 12 bildet eine Stützeinrichtung. Das Rohr 12 ist aus einem gut wärmeleitenden Material, so daß es die in der Kunststoffschicht 7 entstehende Wärme gut auf das Kühlmittel übertragen werden kann, das durch das Innere des Rohres 12 fließt, also durch den Kühlmittelkanal 10. Das Rohr 12 hat dabei mehrere Vorteile: Zum einen bildet, wie erwähnt, das Rohr 12 einen Wärmeleiter zwischen dem Kunststoff der Kunststoffschicht 7 und dem Kühlmittel. Zum anderen trennt es das Kühlmittel von der Kunststoffschicht 7, so daß man auch ein Kühlmittel verwenden kann, das an und für sich mit dem Kunststoff der Kunststoffschicht 7 weniger verträglich ist.
  • Von besonderem Vorteil ist es aber, daß das Rohr 12 die Kunststoffschicht 7 an den Positionen wieder versteift, wo Kunststoffmaterial fehlt. Dies bewirkt, daß die Kalanderwalze 2, wenn sie mit einer Umfangsstelle durch den Nip läuft, unter der ein Kühlmittelkanal 10 liegt, nicht leichter eingedrückt wird, als an einer Stelle, unter der kein Kühlmittelkanal liegt. Durch eine entsprechende Dimensionierung des Rohres 12 läßt sich also erreichen, daß die durch das Rohr 12 bewirkte Abstützung den Eindrückwiderstand der Kunststoffschicht 7 gegenüber der Gegenwalze 3 über den Umfang der Kalanderwalze 2 wieder konstant macht, so daß der Nip 5 nichts von den Kühlmittelkanälen 10 "merkt". Dies läßt sich beispielsweise dann erreichen, wenn das Rohr 12 folgende Gleichung genügt: E 2 = E 1 × r / ( 2 d ) × K ,
    Figure imgb0002
    wobei
    • E1
    der E-Modul der Kunststoffschicht ist,
    E2
    der E-Modul des Stützrohres 12,
    r
    der Radius des Rohres 12,
    d
    die Wandstärke des Rohres 12 und
    K
    eine Konstante, die im Bereich von 0,85 bis 1,15 liegt.
  • Mit anderen Worten sind Abweichungen zwischen den reinen Materialfaktoren um ± 15 % möglich.
  • Die Gegenwalze 3 kann in an sich bekannter Weise als Heizwalze ausgebildet sein, d.h. sie weist eine Mehrzahl von peripheren Bohrungen 13 auf, die von einem Heizmedium durchflossen werden können. Damit wird zwar eine Bahn, die den Nip 5 durchläuft, aufgeheizt, so daß sie weniger Wärme von der Kalanderwalze 2 abnehmen kann. Da aber zusätzliche Wärme durch die Kühlmittelkanäle 10 abgefördert werden kann, ist dies unkritisch.
  • Mit einem derartigen Kalander 1 läßt sich eine Arbeitslänge des Nips 5 im Bereich von 30 bis 60 mm erzielen.

Claims (16)

  1. Kalanderwalze mit einem Kern und einer Kunststoffschicht, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlmittelkanäle (10) in der Kunststoffschicht (7) angeordnet sind.
  2. Kalanderwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelkanäle (10) in Axialrichtung verlaufen.
  3. Kalanderwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelkanäle (10) dichter an einer radial äußeren Begrenzung als an einer radial inneren Begrenzung der Kunststoffschicht (7) angeordnet sind.
  4. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht (7) aus einem Kunststoff gebildet ist, der ein E-Modul im Bereich von 500 bis 2.000 N/mm2 aufweist.
  5. Kalanderwalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff aus einer Gruppe gewählt ist, die Kautschukgummi, Epoxidharz und Polyurethan aufweist.
  6. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kühlmittelkanal (10) mit einer Stützeinrichtung versehen ist.
  7. Kalanderwalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung als Rohr (12) ausgebildet ist.
  8. Kalanderwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (12) folgender Gleichung genügt: E 2 = E 1 × r / ( 2 d ) × K ,
    Figure imgb0003
    wobei
    E1 der E-Modul der Kunststoffschicht (7) ist,
    E2 der E-Modul des Rohres (12) ist,
    r der Radius des Rohres (12) ist,
    d die Wandstärke des Rohres (12) ist und
    K eine Konstante im Bereich von 0,85 bis 1,15 ist.
  9. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß er einen Durchmesser im Bereich von 800 bis 1600 mm aufweist.
  10. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht (7) eine radiale Dicke aufweist, die mindestens dem 1,5-fachen des Radius des Kerns (6) entspricht.
  11. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (6) durch eine Papierwalzenachse gebildet ist.
  12. Kalander mit einer Kalanderwalze (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und einer Gegenwalze (3), die mit der Kalanderwalze (2) einen Nip (5) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Gegenwalze (3) kleiner als der Durchmesser der Kalanderwalze (2) ist.
  13. Kalander nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Gegenwalze (3) maximal 90 % des Durchmessers der Kalanderwalze (2) beträgt.
  14. Kalander nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Nip eine wirksame Länge von mindestens 30 mm aufweist.
  15. Kalander nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Krafterzeugungseinrichtung (8, 9) vorgesehen ist, die eine Streckenlast von mindestens 350 N/mm im Nip erzeugt.
  16. Kalanderwalze nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze (3) als Heizwalze ausgebildet ist.
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