EP2317008A1 - Method and apparatus for opening a nip - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum öffnen eines eine Faserstoffbahn behandelnden Nips, der durch ein wenigstens zwei Leitwalzen umlaufendes Band mit einer Gegenwalze gebildet wird, indem sich das Band über einen Umschlingungswinkel größer als 5° an die Umfangsfläche der Gegenwalze anschmiegt, wobei die Faserstoffbahn mittels eines Sensors vor dem Nip auf Reißen oder Faltungen überwacht wird und im Falle des Auftretens von Rissen oder Faltungen der Sensor über eine Steuerungsvorrichtung ein Signal an eine Trennvorrichtung weitergibt.The invention relates to a method for opening a nip treating a fibrous web, which is formed by a circulating at least two guide rollers with a backing roll by the belt over a wrap greater than 5 ° conforms to the peripheral surface of the backing roll, wherein the fibrous web by means of a Sensor is monitored in front of the nip on tearing or folding and in the event of the occurrence of cracks or convolutions of the sensor via a control device, a signal to a separation device passes.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Öffnen eines der Behandlung einer Faserstoffbahn dienenden Nips, der durch ein über wenigstens zwei Leitwalzen umlaufendes Band mit einer Gegenwalze gebildet ist, indem sich das Band über einen Umschlingungswinkel größer als 5° an die Umfangsfläche der Gegenwalze anschmiegt.The invention further relates to a device for opening a nip serving for the treatment of a fibrous web, which is formed by a band circulating over at least two guide rollers with a counter-roller, in that the belt conforms to the circumferential surface of the counter-roller over a wrap angle greater than 5 °.
Nips sind die Kontaktflachen zwischen zwei umlaufenden Behandlungsflächen, zwischen denen eine Faserstoffbahn behandelt werden kann. Im Folgenden werden zur Erläuterung der Erfindung Kalandernips herangezogen, zwischen denen eine Papier-oder Kartonbahn satiniert wird. In der Regel ist eine der Kontaktflächen mit einer relativ weichen Oberfläche ausgestattet, und die andere Behandlungsfläche wird durch eine harte, sehr glatte und oft auch beheizbare Behandlungsfläche gebildet. Nips können in Bahnlaufrichtung sehr unterschiedliche Längen haben. Das hängt beispielsweise von der Art des Kalanders ab und unter welchem Druck die Behandlungsflächen aufeinandergepresst werden. Ist eine der Behandlungsflächen mit einer weicheren Kunststoffschicht versehen, so muss darauf geachtet werden, dass niemals eine zweite beheizte Behandlungsfläche mit ihr in unmittelbaren Kontakt kommt, sondern immer eine Papierbahn dazwischen vorhanden ist, die isolierend die abgegebene Wärme wegtransportiert. Im Falle eines Bahnrisses muss also beispielsweise dafür gesorgt werden, dass sich die Behandlungsflächen schnell voneinander trennen.Nips are the contact surfaces between two circumferential treatment surfaces, between which a fibrous web can be treated. In the following, calendering nips are used to explain the invention, between which a paper or board web is satin. As a rule, one of the contact surfaces is provided with a relatively soft surface, and the other treatment surface is formed by a hard, very smooth and often also heatable treatment surface. Nips can have very different lengths in the web running direction. This depends, for example, on the type of calender and the pressure under which the treatment surfaces are pressed on one another. If one of the treatment surfaces is provided with a softer plastic layer, care must be taken that there is never a second heated treatment surface with it direct contact comes, but always a paper web is present in between, which transported away the heat dissipated. In the case of a web break, for example, care must be taken to ensure that the treatment areas separate quickly from each other.
Aber auch bei einer eventuellen Faltenbildung der Bahn ist ein sogenannter Schnellrennvorgang angesagt, weil ansonsten die elastische Oberfläche markiert werden könnte. Derartige Markierungen in der Oberfläche würden sich immer wieder in die Papier- oder Kartonbahn eindrücken und sie so unverkäuflich machen.But even with a possible wrinkling of the web a so-called quick-release process is announced, because otherwise the elastic surface could be marked. Such marks in the surface would repeatedly press into the paper or board web and make them so unsellable.
Im Folgenden soll auf den Stand der Technik eingegangen werden. Die erste bekannte Verörfentlichung, die
Ein solcher Hydraulikzylinder wird dann aktiviert, wenn beispielsweise eine Lichtschranke einen Riss in einer Faserstoffbahn feststellt.Such a hydraulic cylinder is activated when, for example, a photocell detects a crack in a fibrous web.
Für einen Kalander mit einem längeren Nip, einem in der Fachwelt bekannten Schuhkalander, ist ein weiterer Schnelltrennvorgang in der
Moderne Kalander mit sehr langen Nips sind die Bandkalander. Bei diesen wird die Papier- oder Kartonbahn mittels eines umlaufenden Bandes über einen größeren Umschlingungswinkel an eine beheizte Gegenwalze gedrückt. Dabei wird das Band unter Bandzugspannung gehalten, so dass sich aus der Resultierenden der Krümmung auch ein Anlagedruck an die Bahn ergibt. Ist das Band aus Kunststoff ist auch hier die Gefahr einer Überhitzung des Bandes bei Bahnriss gegeben, Ist das Band dagegen aus Metall, also in der Regel aus einem dünnen Stahlblech, so ist dessen Gefahr, bei Falten in der Bahn beschädigt zu werden, sehr groß. Die Bahn wird in einem solchen Kalander mit rotierender Gegenwalze und mit angelegtem und umlaufendem Band eingezogen, was die Gefahr der Bandbeschädigung weiter erhöht.Modern calenders with very long nips are the band calenders. These are the paper or board web by means of a circulating belt over a larger angle of wrap to a heated Counter roll pressed. In this case, the band is held under belt tension, so that results from the resultant of the curvature and a system pressure to the web. If the band is made of plastic there is also the risk of overheating of the band in case of web break, but if the band is made of metal, ie usually made of a thin sheet steel, then its danger of being damaged in case of folds in the web is very great , The web is retracted in such a calender with rotating counter roll and with applied and circulating belt, which further increases the risk of belt damage.
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine bandschonende Möglichkeit zum Schnelltrennen eines Nips in einem Bandkalander zu schaffen.It is the object of the invention to provide a tape-saving option for quick separation of a nip in a belt calender.
Die Aufgabe wird bei dem Verfahren gelöst, indem die Trennvorrichtung während des Trennvorgangs wenigstens eine Leitwalze motorisch innerhalb von 0,9 Sekunden derart versetzt, dass das Band nach dem Trennvorgang von der Gegenwalze beabstandet ist.The object is achieved in the method by the separator during the separation process at least one guide roller motor within 0.9 seconds offset such that the tape is spaced after the separation process of the backing roll.
Unter dem Begriff "motorisch" ist hier die Mitwirkung aller möglichen Antriebe zu verstehen, die auf elektrischem, hydraulischem oder pneumatischem Weg, mit Drehbewegung oder Hub, eine Walze bewegen können. Ggf, sind auch mehrere solcher Antriebe notwendig. Der Zeltraum 0,9 Sekunden ist bei den heutigen Bahngeschwindigkeiten von ca. 1000 bis 2000 m/min eine akzeptable Größe, wo einerseits der in der Fachwelt bekannte Sensor zur Detektion von Rissen oder Falten in der Bahn noch in einem geeigneten Bereich vor dem Kalander angeordnet sein kann, andererseits der Steuerung und der motorischen Trennvorrichtung genug Zeit bleibt, den Kalandernip zu trennen, bevor die Fehlstelle in der Bahn ihn erreicht. Das Band umschlingt die Gegenwalze wenigstens um 5° auf dem Außenumfang, damit eine resultierende Kraft aus der Bandspannung einen ausreichend großen Anpressdruck erzeugen kann.The term "motor" is to be understood here as the involvement of all possible drives which can move a roller by electrical, hydraulic or pneumatic means, with rotary motion or stroke. Ggf, several such drives are necessary. The tent area 0.9 seconds is at the current web speeds of about 1000 to 2000 m / min an acceptable size, where on the one hand the known in the art sensor for detecting cracks or wrinkles in the web still arranged in a suitable area in front of the calender on the other hand, enough time remains for the controller and motorized separator to separate the calender nip before the defect in the web reaches it. The band wraps around the mating roll at least 5 ° on the outer circumference, hence a resultant force from the belt tension can produce a sufficiently large contact pressure.
Würden Band und Gegenwalze beispielsweise - so wie es nahe liegen würde - durch Abheben der Gegenwalze getrennt, so würde das Band nicht mehr der notwendigen Bandzugspannung unterliegen und flattern. Die sich daraus ergebenden Gefahren wären sehr groß. Risse ein solches Band, das durchaus aus einem dünnen Blech bestehen kann, wären Personal und Maschine stark gefährdet. Mit der Erfindung wurde ein Weg gefunden, der diese Gefahren ausschließt. Man verfährt wenigstens eine der Bandleitwalzen und belässt einen Bandzug auf dem Band. Dabei hat es sich als ungefährlich herausgestellt, wenn während des Trennvorgangs kurzzeitig die Bandspannung auf Null absinkt, sie aber unmittelbar nach dem Trennvorgang, bei noch drehenden Leitwalzen, wieder aufgebaut wird.If, for example, the strip and counter-roll were separated by lifting off the counter-roll, as would be obvious, the strip would no longer be subject to the necessary strip tension and would flutter. The resulting dangers would be very great. Cracks such a band, which can certainly consist of a thin sheet, personnel and machine would be seriously endangered. With the invention, a way was found that excludes these dangers. At least one of the belt guide rollers is moved, leaving a belt tension on the belt. It has proven to be safe to do this if, during the separation process, the belt tension briefly drops to zero, but it is rebuilt immediately after the separation process, while the guide rollers are still rotating.
Es ist von Vorteil, wenn das Band während oder unmittelbar nach dem Trennvorgang über ein Spannelement gespannt wird. Ein solches Spannelement einzusetzen, ist ein einfacher Weg, die Bandspannung zu erhalten.It is advantageous if the band is tensioned during or immediately after the separation process via a clamping element. To use such a tensioning element is a simple way to obtain the belt tension.
Bevorzugt hält das Spannelement die Bandzugspannung beim Trennvorgang zumindest nahezu konstant. Der durch das Trennen von der Gegenwalze und durch die Verminderung der Umschlingung um die Gegenwalze hervorgerufene Bandzugspannungsverlust wird in diesem Fall durch das Spannelement kompensiert.Preferably, the clamping element holds the strip tension at least almost constant during the separation process. The band tension loss caused by the separation from the counter roll and the reduction of the loop around the counter roll is compensated in this case by the clamping element.
Durch den erfindungsgemäßen Öffnungsvorgang des Nips wird es möglich und günstig, die Gegenwalze auf eine Oberflächentemperatur von mehr als 130°C, insbesondere auch beim Ersatz von Bändern mit einem Kunststoffanteil, zu beheizen, Das erzeugt eine höhere Bahnqualität nach der Satinage.Due to the opening process of the nip according to the invention, it is possible and cheap, the counter roll to a surface temperature of more than 130 ° C, especially when replacing tapes with a Plastic part, to heat, which produces a higher web quality after calendering.
Bevorzugt bewegt die Trennvorrichtung eine Leitsätze auf einem kreisbogenfönnigen Weg von der Gegenwalze weg. Das heißt, die Leitwalze kann in einem schwenkbaren Hebel gelagert sein, so dass deutlich weniger Reibungsverluste beim Trennvorgang auftreten als bei einer Linearführung des Leitwaizenlagers.The separating device preferably moves a guide set on a circular arc path away from the counter roll. That is, the guide roller can be mounted in a pivotable lever, so that significantly less friction losses occur during the separation process as in a linear guide Leitleitizenlagers.
Bezüglich der Vorrichtung zum Öffnen eines der Behandlung einer Faserstoffbahn dienenden Nips wird die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass wenigstens eine Leitwalze über eine Trennvorrichtung versetzbar gelagert ist. Die sich daraus ergebenden Vorteile sind der Beschreibung zu den Verfahretisansprüchen zu entnehmen,With regard to the device for opening a nip serving to treat a fibrous web, the object underlying the invention is achieved in that at least one guide roll is displaceably mounted via a separating device. The resulting advantages can be found in the description of the claims.
Es ist von Vorteil, wenn das Spannelement eine Walze umfasst. Die Walze, die gegen das Band wirkt, um die Zugspannung aufzubauen, rotiert mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit, wie die Bandgeschwindigkeit ist. Dadurch wird eine Kontaktreibung und somit Verschleiß vermieden.It is advantageous if the clamping element comprises a roller. The roller, which acts against the belt to build up the tension, rotates at the same peripheral speed as the belt speed. As a result, a contact friction and thus wear is avoided.
Zur Vereinfachung der Vorrichtung kann sogar auf eine zusätzliche Spannwalze verzichtet werden, wenn eine Leitwalze dafür vorgesehen ist. Diese muss dann zwar beweglich gelagert und mit einem Kraftgeber beaufschlagbar sein, jedoch wird erheblich an Bauraum eingespart.To simplify the device can even be dispensed with an additional tension roller when a guide roller is provided. Although this must then be movably mounted and acted upon by a force transmitter, but considerable space is saved.
Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass die Gegenwalze fix gelagert ist. In der Regel ist die Gegenwalze, die oft beheizbar ist, die größte und schwerste Walze in einem Bandkalander. Sie zu bewegen, um den Nip zu trennen, ist zwar nahe liegend aber energetisch besonders aufwändig. Wenn die Walzenachse der Gegenwalze fix bleibt, kann ihre Versorgung mit einem Helzmedium auch fest verrohrt sein, so dass kaum Dichtungsprobleme wie bei Schlauchverbindungen auftreten.Advantageously, it is ensured that the counter-roller is fixedly mounted. As a rule, the counter roll, which is often heatable, is the largest and heaviest roll in a belt calender. Moving them to separate the nip is obvious but energetically extravagant. If the Roll axis of the mating roll remains fixed, their supply can be hard-piped with a Helz medium, so that hardly any sealing problems occur as in hose connections.
Es ist von Vorteil, wenn alle Leitwalzen auch unter Betriebsbedingungen einen Abstand zur Gegenwalze aufweisen, der größer ist als die Summe aus Band- und Bahndicke. Auf diese Weise wird von den Leitwalzen kein Kontaktdruck auf die Gegenwalze ausgeübt. Wenn dann nur eine der Leitwalzen zum Trennen von der Gegenwalze wegbewegt wird, ist das Band schnell nicht mehr in Kontakt mit der Gegenwalze.It is advantageous if all guide rolls have a distance to the counter roll even under operating conditions, which is greater than the sum of strip and web thickness. In this way, no contact pressure is exerted on the counter-roller by the guide rollers. Then, when only one of the guide rollers is moved away from the counter-roller for separation, the belt is quickly no longer in contact with the counter-roller.
Bevorzugt umfasst die Trennvorrichtung einen Stellmotor. Mit einem solchen Motor lässt sich die Bewegung der Leitwalze gezielt steuern. Unter einem Motor sind elektrische, hydraulische und pneumatische Stellorgane zu verstehen. Wählt man als Motor beispielsweise einen einfachen Hydrauhkzylinder, so lassen sich abgebremste Bewegungssteuerungen des Kolbens realisieren, wie sie in der
Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass die wenigstens eine Leitwalze in einem Hebel gelagert um eine Drehachse schwenkbar ist. Die Vorteile wurden bereits in Bezug auf die Verfahrensansprüche erläutert. Besonders bevorzugt ist jedoch, wenn die Drehachse die Achse einer zweiten Leitwalze ist. Man spart sich also die Lagerung einer separaten Drehachse und nutzt eine vorhandene Achse, nämlich die einer Bandleitwalze, als Drehachse. Dadurch wird Raum und Material eingespart.Advantageously, it is ensured that the at least one guide roller mounted in a lever is pivotable about an axis of rotation. The advantages have already been explained with reference to the method claims. However, it is particularly preferred if the axis of rotation is the axis of a second guide roller. It saves the storage of a separate axis of rotation and uses an existing axis, namely a belt guide, as a rotation axis. This saves space and material.
Es ist günstig, wenn eine Steuerung vorgesehen ist, die die Trennvorrichtung aufgrund eines über einen Sensor erfassten Fehlers der laufenden Faserstoffbahn aktiviert. Es ist demnach sicher gestellt, dass das Trennen des Nips automatisch erfolgt.It is favorable if a control is provided, which controls the separation device on the basis of an error detected by a sensor active fibrous web activated. It is therefore ensured that the separation of the nip takes place automatically.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, In diesen zeigen
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eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung eines Kalanders mit einer Vorrichtung zum Öffnen des Nips im Betriebszustand,Figur 1 -
eine alternative Ausführung der Vorrichtung zum Öffnen im Betriebszustand undFigur 2 -
die Vorrichtung ausFigur 3Fig. 2 im geöffneten Zustand.
-
FIG. 1 a schematic, partially sectioned view of a calender with a device for opening the nip in the operating state, -
FIG. 2 an alternative embodiment of the device for opening in the operating condition and -
FIG. 3 the device offFig. 2 in the open state.
Der Bandkalander 1 in
Die Gegenwalze 5 ist in nicht dargestellter Form auf über 130°C Oberflächentemperatur beheizt und fix gelagert. Zur Beheizung eignen sich Wärmeträgerfluide, die durch das Walzeninnere geleitet werden, oder aber externe Heizungen, die induktiv, kapazitiv oder mittels Helßluftanblasung arbeiten. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein durch eine Zusatzwalze 18 geschaffene Zusatznip 19 an der Gegenwalze 5 geschaffen worden, der nicht in unmittelbarem Zusammenhang mit der Erfindung steht, dem Kalander aber ein größeres Satinagepotenzial verleiht.The
Alle Bandleitwalzen 11, 12, 13 sind an einem gemeinsamen Gestell 20 gelagert, das wiederum in einem Gehäuse 17 untergebracht ist. Der Durchmesser dieser Leitwalzen liegt in dem Bereich von 400 bis 1000 mm. Durch das "Eintauchen" der Gegenwalze 5 in das Band 4 zwischen Leitwalze 11 und Leitwalze 12 erfährt das Band 4 eine Bandzugspsnnung. Dabei haben sowohl Leitwalze 11 als auch Leitwalze 12 einen Abstand zur Gegenwalze 5, der größer ist als die Summe aus Band- und Bahndicke. An das Gestell 20 greift ein Stellmotor 9 an, der die Leitwalzen 11 und 13 um eine Drehachse 16, die gleichzeitig der Achse der Leitwalze 12 entspricht drehen kann. Ein Teil des Gestells 20, der Hebel 15, ist also verantwortlich dafür, dass sich die Leitwalze 11 auf einem Kreisbogen von der Gegenwalze 5 wegbewegen kann. Dadurch hebtauch das Band 4 von der Gegenwalze 5 ab.All
Initiert wird diese Bewegung durch einen Sensor 6, wenn der einen Fehler in der Bahn 2 festgestellt hat. Solche Fehler sind beispielsweise Risse oder Falten. Das Signal (gestrichelte Linie) wird an eine Steuerung 7 weitergeleitet, die wiederum den Stellmotor 9 zu einer Bewegung veranlasst. Über diese Bewegung wird die Leitwalze 11 so von der Gegenwalze 5 weggeschwenkt, dass das Band 4 spätestens nach 0,9 Sekunden nach Erkennung der Fehlstelle in der Bahn 2 keinen Kontakt mehr zur Gegenwalze 5 hat.This movement is initiated by a sensor 6 when it detects a fault in the
Einen besonderen Vorteil bietet ein Spannelement 10. Dieses dient dazu, den verloren gegangenen Bogen des Bandes 4 um die Gegenwalze 5 so auzugleichen, dass das Band eine Bandzugspannung behält. Das Spannelement besteht im Wesentlichen aus einem Druckgeber 21 und einer Walze 14, die gegen die Innenfläche des Bandes drückt. Im Ausführungsbeispiel nach
Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung ist in
Das Band 4 besteht bevorzugt aus Kunststoff, beispielsweise PU, PEEK, PFD, Teflon, Gummi sowie Mischungen mit Fasern aus Glas, Aramid oder Metallgewebe. Das Band kann auch aus Kunststoff mit einer dünnen Unterschicht aus Metall gefertigt sein. Weitere Werkstoffe für das Band sind Metall oder Metall mit einer Unterschicht aus Kunststoff. Im letzten Fall ist das Band zusätzlich beheizbar. Dazu kann beispielsweise in nicht dargestellter Weise die Leitwalzen beheizt sein oder das Band induktiv erwärmt werden. Bevorzugt hat das Band eine Oberflächenrauheit von <1,0 µm, besser kleiner 0,5 µm. Das Band hat eine Dicke von 0,5 bis 10 mm, bevorzugt 0,8 bis 5 mm,The
Von den dargestellten Ausführungsformen kann in vielfacher Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Insbesondere muss das Band 4 keinen Satinageeffekt bieten, sondern kann auch lediglich zur effektiven Aufwärmung der Bahn 2 an der beheizten Gegenwalze 5 dienen, bevor die Bahn den Zusatznip 19 zur elgentlichen Glanz- und Glättssteigerung passiert. In einem Kalander 1, der über eine Vorheizstrecke für die Bahn 2 unter dem Band 4 oder ggf. auch eine Nachheizstrecke hinter dem Nip mit einem ähnlichen Bandaufbau verfügt, wird das Band 4 mit einem Druck von 0,1 bis 1 MPa gegen die Gegenwalze 5 gedrückt, um die Temperatur der Gegenwalze 5 tief in das Papier bzw. den Karton penetrieren zu lassen und so das Glättergebnis zu verbessern. Hierdurch wird unmittelbar vor bzw. nach einem Zusatznip 19 eine Bandbehandlungszone geschaffen. Der Vorteil dieses Glättverfahrens bzw. dieser Anordnung liegt in der Tatsache begründet, dass ein wasser- und darmpfundurchlässiges Band eingesetzt wird, so dass die Feuchtigkeit nicht aus der Bahn 2 in der Bandbehandlungszone entweichen kann. Die Feuchtigkeit wird zwar zur kalten Seite des Bandes hin getrieben, bleibt aber dort gespeichert. Erst nach der Bandbehandlungszone kann die Feuchtigkeit aus der Papierbahn in die Umgebung austreten.From the illustrated embodiments may be departed from in many ways, without departing from the spirit of the invention. In particular, the
Der dargestellter Kalander 1 kann zudem auf vielfältige Weise mit einem Mehrwalzenkander oder einem anderen Kalander kombiniert werden.The illustrated
- 11
- Kalandercalender
- 22
- Faserstoffbahn (kurz: Bahn)Fibrous web (short: web)
- 33
- Nipnip
- 44
- Bandtape
- 55
- Gegenwalzebacking roll
- 66
- Sensorsensor
- 77
- Steuerungsvorrichtungcontrol device
- 88th
- Trennvorrichtungseparating device
- 99
- Stellmotorservomotor
- 1010
- Spannelementclamping element
- 1111
- Leitwalzeguide roll
- 1212
- Leitwalzeguide roll
- 1313
- Leitwalzeguide roll
- 1414
- Walzeroller
- 1515
- Hebellever
- 1616
- Drehachseaxis of rotation
- 1717
- Gehäusecasing
- 1818
- Zusatzwalzeadditional roll
- 1919
- Zusatznipadditional nip
- 2020
- Gestellframe
- 2121
- Druckgeberthruster
- 2222
- Hebelsystemlever system
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