EP2420617B1

EP2420617B1 - Kalander

Info

Publication number: EP2420617B1
Application number: EP20110174609
Authority: EP
Inventors: Lars KRÜGER
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2031-07-20
Also published as: DE102010039396A1; EP2420617A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalander aus einem ersten und einem zweiten einen Behandlungsnip bildenden Element, wobei das erste den Behandlungsnip bildende Element eine feststehende, an seinen Enden gelagerte Achse aufweist, um die ein biegeweicher Mantel rotierbar angeordnet ist, wobei der Mantel mit jedem Ende an einem, auf einem nichtrotierenden Teil drehbar gelagerten rotierenden Teil einer Endeinrichtung befestigt ist, und wobei mindestens ein radial bewegliches Andrückelement zwischen Achse und Mantel angeordnet ist, das über einen ersten Hubweg bewegbar geführt ist und über das eine Kraft von der Achse auf den Mantel in Richtung Behandlungsnip einleitbar ist, und wobei die beiden Endeinrichtungen auf einem zweiten Hubweg gegenüber der Achse radial und gleichgerichtet mit dem Andrückelement verlagerbar sind, wobei ein Relativhubbegrenzer zwischen wenigstens einem Andrückelement und einer Endeinrichtung vorgesehen ist, der aktiviert wird, wenn der Unterschied des ersten und des zweiten Hubs ein bestimmtes Maß über- oder unterschreitet.
In der Regel handelt es sich bei solchen Kalandern um Papier oder Karton satinierende Maschinen, die aus wenigstens zwei Walzen bestehen. Da eine Walze aber durchaus auch durch ein Anlageband ersetzt werden kann, wird hier stattdessen der Ausdruck "einen Behandlungsnip bildendes Element" gewählt. Die beiden Elemente werden im Betrieb unter einem gewissen Druck aneinandergelegt, wobei zwischen ihnen, in dem Behandlungsnip, die Papier- oder Kartonbahn dann behandelt wird.
Handelt es sich bei den einen Behandlungsnip bildenden Elementen um Walzen, so wird seit vielen Jahren häufig eine beheizbare Walze mit harter und glatter Oberfläche gegen eine sogenannte Biegeeinstellwalze angestellt. Die Biegeeinstellwalzen besitzen eine Reihe von Stützelementen, die sich auf einer feststehenden Achse abstützend
gegen einen rotierenden Mantel in Richtung Behandlungsnip drücken. Beispielhaft sei hier die DE 29 42 002 C2 als Stand der Technik benannt. Sowohl die Endeinrichtung, die das Mantelrohr trägt, als auch die Andrückelemente können bei dieser Ausführung einen Hub in Richtung des Behandlungsnips und wieder zurück vollziehen. Ein solcher Mantel bestand früher immer aus einem relativ steifen metallischen und gegebenenfalls mit einem weicheren Material bezogenen Rohr. Bei dieser Art von Biegeeinstellwalzen ist der Mantel zumindest so steif, dass er auch ohne die Aufnahme in Endeinrichtungen formstabil rund blieb.
Anstelle einzelner Stützeelemente wirkt häufig auch ein durchgehender Schuh, wie man ihn zum Beispiel in der DE 299 02 451 U1 finden kann. Für beide Varianten sei in dieser Anmeldung der Begriff Andrückelement verwendet. Die Andrückelemente arbeiten in der Regel hydrodynamisch oder hydrostatisch, um Reibung mit dem Mantel zu vermeiden. In der Kalanderentwicklung wurden so auch biegeweiche Mäntel, vorwiegend aus Epoxydharz, Polyurethan oder Composite, verwendet.
Aus der EP 1 333 121 A1 ist eine Schuhwalze eines Kalanders bekannt, bei der die den Mantel tragenden Stützscheiben in einer Führung einen radialen Hub ausführen können.
Der biegeweiche Mantel wird durch die Andrückelemente in Richtung Behandlungsnip bewegt, was ihn im Satinagebereich ausbeult, während er nahe den rotierenden Teilen der Endeinrichtungen die runde Form beibehält. Daraus ergeben sich hohe auftretende Wechselbelastungen. Trotz der Flexibilität des Kunststoffmantels wird dieser zumindest an seinen axialen Enden auf ein Höchstmaß beansprucht, was die Lebensdauer stark vermindert. Abhilfe sollte gemäß der DE 196 45 407 A1 eine Abstützvorrichtung an der Endeinrichtung einer Presse schaffen, die radial flexibel, insbesondere elastisch ausgebildet ist. Man will hier die Gegenwalze in die Schuhwalze eintauchen lassen. Jedoch ist ein solcher Aufbau aufgrund von Abdichtungsproblemen ausgesprochen schwierig zu realisieren und zudem in seiner Wirkung nicht ausreichend.
In der EP 0 619 399 B1 ist zwar auch kein Kalander, der für eine Satinage geeignet wäre, sondern eine Presse dargestellt, aber die Patentschrift offenbart ein einen Behandlungsnip bildendes Element, das die im Oberbegriff genannte, auch für die vorliegende Erfindung gewünschte unabhängige erste Hubbewegung eines Andrückelementes (Schuh) von der zweiten Hubbewegung einer Endeinrichtungen, die den Mantel aufnimmt, trennt. Der zweite Hub wird in dieser Patentschrift über einen Exzenter realisiert, so dass es zu einem Anliegen oder einem entfernteren Abstand des Mantels in Bezug auf den Behandlungsnip kommt. Hier besteht jedoch die große Gefahr, dass der Druck in den Zylindern unter dem Schuh noch nicht ausreichend abgebaut ist, wenn über eine Exzenterdrehung bereits der Mantel vom Behandlungsnip zurückgezogen wird. Durch den Exzenter werden zudem unerwünschte Querkräfte in den Mantel eingeleitet.
Besonders beansprucht wird der Mantel zusätzlich, wenn das Andrückelement auf der dem zweiten Element zugewandten und dessen Kontur angepasster Fläche entsprechend konkav geformt ist. Der Mantel läuft dann über die hochstehenden Kanten im Ein- und Auslauf des Schuhs stark konvex gekrümmt, während er dazwischen konkav gekrümmt ist.
Es kommt noch hinzu, dass die Achse aufgrund der Streckenlast im Behandlungsnip durchgebogen ist. Die Endrichtungen, die den Mantel aufnehmen, werden sich also auf der dem Behandlungsnip zugewandten Seite einander zuneigen, was bei dem rotierenden Mantel wiederum zu einer Wechselbelastung führt.
Anstelle der genannten Schuhwalzen wird neuerdings auch als ein den Behandlungsnip bildendes Element ein über einen Umfang umschlingendes, umlaufendes Metallband verwendet. Es hat sich bei der Betrachtung von Satinageergebnissen herausgestellt, dass metallische Bänder, die einen breiten Nip zu bilden in der Lage sind, bei einigen Papier- bzw. Kartonsorten eine besonders beachtenswerte Qualität erzielen.
Jedoch ist bei einer Schuhwalze ein Mantel aus einem Metallblech kaum vorstellbar und auf jeden Fall noch nie realisiert worden, weil die Gefahr von Überbeanspruchungen und Reißen zu groß ist.
Insgesamt ist es das Ziel der Erfindung, mehr Sicherheit gegen eine Überbeanspruchung eines biegeweichen, möglichst ein Metallblech umfassenden Mantels eines einen Behandlungsnip bildenden Elements in einem Kalander zu schaffen.
Gelöst wir die Aufgabe dadurch, dass das bestimmte Maß für den Unterschied des ersten und der zweiten Hubs beim Schließen des Behandlungsnips (4) anders ist als beim Öffnen.
Die für jede Ausführung zu definierende zulässige Differenz der Hübe wird beispielsweise durch mathematische Methoden ermittelt. Auf diese Weise können auf den Mantel wirkende unzulässige Spannungen, die durch einen unangepassten Hub der Andrückelemente zu dem Hub der Endeinrichtungen und somit des Mantels erzeugt werden, vollkommen vermieden werden. Dadurch wird die Lebensdauer des Mantels deutlich erhöht, was dem Betreiber des Kalanders die Ausfallkosten bei Mantel-oder Walzenwechsel minimiert.
Das bestimmte Maß ist für den Unterschied des ersten und der zweiten Hubs beim Schließen des Behandlungsnips anders als beim Öffnen. Beim Schließen des Behandlungsspaltes muss beispielsweise darauf geachtet werden, dass das Andrückelement der den Mantel tragenden Endeinrichtung nicht zu sehr voreilt. Nach einem gewissen anfänglichen "Leerhub" hat das Andrückelement ansonsten die Mantelinnenwandung erreicht und drückt sich hinein. Das kann zu unzulässigen Dehnungen des Mantels führen, zumal er in seiner Einspannung an der Endeinrichtung kreisrund bleibt. Beim Öffnen des Behandlungsnips sieht die Situation dann ganz anders aus. Hier muss darauf geachtet werden, dass der, in diesem Falle absenkende Hub der Endeinrichtung nicht der Rückwärtsbewegung des Andrückelementes voreilt. Wichtig ist es, darauf hinzuweisen, dass die soeben beschriebenen Vorgänge nur gelten, wenn das erste einen Behandlungsnip bildende Element unterhalb des zweiten angeordnet ist. Für den Fall, dass das erste einen Behandlungsrip bildende Element oberhalb des Behandlungsnips angeordnet ist, verhalten sich die Abläufe umgekehrt analog.
Es ist von Vorteil, wenn der Relativhubbegrenzer durch eine zumindest mittelbar wirkende mechanische Mitnehmeranordnung gebildet ist. Eine Mitnehmeranordnung ist eine einfache Möglichkeit, den Relativhub zwischen Andrückelement und Endeinrichtung zu begrenzen. Dazu reichen oft zwei mit dem Andrückelement und der Endeinrichtung verbundene Bauelemente, die mit einem gegenseitigen Anschlag versehen sind. Dabei stoßen die Bauelemente genau dann mit ihren Anschlägen aufeinander, wenn die Spannungen im Mantel zu groß zu werden drohen.
Alternativ ist mit Vorteil dafür gesorgt, dass der Relativhubbegrenzer durch eine die Hubwege überwachende Regeleinrichtung für wenigstens einen Zylinder-Kolben-Antrieb oder dgl. für den ersten und/oder zweiten Hub gebildet ist. Dafür ist es lediglich notwendig die Hübe bzw. den Differenzhub durch einen geeigneten Wegaufnehmer zu überwachen und bei zu hoher Differenz die Stellorgane, also einen Zylinder-Kolben-Antrieb oder dgl. gegenzusteuem. Dazu wird beispielsweise bei den Andrückelementen ein Fluiddruck, der zum Verfahren der Andrückelemente dient, verändert. Alternativ kann natürlich auch die die Endeinrichtung verfahrende Stelleinrichtung entsprechend beeinflusst werden und gegebenenfalls in ihrer Verfahrrichtung gedreht werden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das bestimmte Maß sich zumindest teilweise aus einer Eintauchtiefe des Andrückelementes in die zylindrische Mantelkontur bestimmt. Die Eintauchtiefe des Andrückelementes in den Mantel ist die entscheidende Größe für die Beanspruchung des Mantels. Der Eintauchvorgang muss insbesondere beim Schließen des Behandlungsnips auf ein Höchstmaß begrenzt sein. Je nach Mantelwerkstoff haben sich maximale Verformungsauswölbungen des Mantels von 10 bis 30 mm als gerade noch tragbar herausgestellt. Angestrebt wird aber, dass die Eindringtiefe im Wesentlichen Null beträgt. Hier wird der Begriff im Wesentlichen verwendet, weil bei einem konkav geformten Andrückelement im Ein- und Auslaufbereich natürlich weiter nach außen gedrückt wird als im mittleren Teil des Andrückelements.
Es ist günstig, wenn der nichtrotierende Teil der Endeinrichtung in Bezug auf die Achse kippbar ist. Dadurch neigen sich die Endeinrichtungen im Bereich des Behandlungsnips nicht zueinander und der Mantel wird entsprechend nicht gestaucht. Umgekehrt gilt für die dem Behandlungsnip abgewandten Seite des Mantels, dass dort keine zusätzlichen
Zugspannungen in den Mantel eingeleitet werden. Insgesamt bleibt der Mantel also im Wesentlichen vollkommen zylindrisch.
Bevorzugt sind die beiden Endeinrichtungen über zumindest eine Traverse miteinander verbunden. Dies verleiht der zylindrischen Form eine zusätzliche Stabilität und außerdem sorgt die Traverse dafür, dass beide Endeinrichtungen in ihrem Hub absolut synchron betrieben werden können.
Vorteilhaft ist es, wenn die nichtrotierenden Teile der Endeinrichtungen und die Traverse(n) eine zusammenhängende Rahmenkonstruktion bilden. Dieser setzt sich dann quasi aus mehreren Traversen ausgenommen im Bereich der Andrückelemente zwischen den Endeinrichtungen zusammen, die über den Umfang verteilt angeordnet sind. Eine solche Rahmenkonstruktion kann genauer geführt werden und besitzt zudem eine Schutzfunktion für an der Achse angeordnete Leitungen (beispielsweise für die Druckfluide der Andrückelemente) oder Kabel (beispielsweise für die Wegaufnehmer oder andere Messgeräte).
Eine solche Traverse oder insbesondere die Rahmenkonstruktion bietet noch weitere Vorteile. Es ist möglich, dass an wenigstens einer Traverse ein Mantelführungselement angebracht ist. Gerade bei biegeweichen Mänteln kann dadurch ein Flattern auf dem Umfang vor und hinter dem Behandlungsnip begrenzt, wenn nicht sogar völlig verhindert werden. Vorzugsweise ist ein solches Mantelführungselement in seinem Anlagedruck am Mantel einstellbar.
Oder es ist mit Vorteil durch eine Traverse oder die Rahmenkonstruktion dafür gesorgt, dass zur seitlichen Abstützung des ersten Hubs an wenigstens einer Traverse wenigstens eine Führung für das wenigstens eine Andrückelement vorgesehen ist. Dies ist insbesondere bei langen ersten Hüben dienlich, denn die Andrückelemente können dann nicht durch die Reibkräfte am Mantel im Behandlungsnip seit wegkippen.
Bevorzugt ist für den zweiten Hub der Endeinrichtungen wenigstens ein Stellelement in Niprichtung und/oder entgegengesetzte Richtung wirkend vorgesehen, das sich auf der Achse abstützt und an dem nichtrotierenden Teil der Endeinrichtung und/oder einer Traverse und/oder der Rahmenkonstruktion angreift. Mit einem solchen Stellelement ist der zweite Hub auf einfache Weise umsetzbar. Bewährt haben sich hier insbesondere hydraulische Stellantriebe, die denen der Andrückelemente sehr ähnlich sind.
Es ist auch von Vorteil, wenn für den zweiten Hub der Endeinrichtungen mehrere Stellelemente vorgesehen sind, von denen wenigstens eines eine axiale Relativbewegung zwischen Achse und Endeinrichtung behindert. Das heißt, die Stelleelemente verteilen sich in mehrfacher Ausführung über die Länge der Walze. Wegen der Achskrümmung können sie dann insbesondere an der Traverse oder der Rahmenkonstruktion angreifen und dabei unterschiedlich weit ausfahren. Dadurch kann der Mantel parallel zur unbelasteten Achse verschoben werden und eventuellen Spannungen ausweichen. In diesem Zusammenhang ist es auch sinnvoll, bei mehreren Stellelementen wenigstens eines vorzusehen, das quasi als Festlager an der Traverse oder der Rahmenkonstruktion angreift, während die andere Stellelemente einer axialen Dehnung der Traverse oder der Rahmenkonstruktion in axialer Richtung Bewegungsfreiheit lassen. Eine Verspannung der Stellelemente wird somit ebenfalls vermieden.
Es ist günstig, wenn der zweite Hub der Endeinrichtung über eine Gleitführung von wenigstens einer planen Fläche an der Achse und wenigstens einer an dieser anliegenden planen Fläche an der Endeinrichtung oder einem mit ihr verbundenen Bauteil erfolgt. Eine solche Führung lässt nämlich genau die zwei gewünschten Freiheitsgrade für die Endeinrichtungen zu: die Hubbewegung in Richtung Behandlungsnip und die Kippbewegung gegenüber der Achsenkrümmung. Dies lässt sich insbesondere dann realisieren, wenn die Flächennormalen der vorhandenen Gleitflächen senkrecht zu einer Fläche, die sich durch Behandlungsnip und Achse erstreckt, verlaufen. Dabei muss die Mitte des Andrückelementes nicht zwingend auch genau auf die Zentralachse des zweiten einen Behandlungsnip bildenden Elementes zulaufen.
Bevorzugt ist der Kalander nur durch den ersten und zweiten Hub zu schließen und zu öffnen. Man verzichtet also auf zwei ansonsten notwendige Zylinder an den Achsenden des ersten einen Behandlungsnip bildenden Elementes. Dabei spart man nicht nur die Zylindereinheiten und deren Versorgung und Ansteuerung. Vielmehr vermeidet man auch zusätzliche Biegemomente auf die Achse und somit indirekt auf den Mantel. Der notwendige Hub zum Schließen des Behandlungsnips im Kalander in einer Höhe von 20 bis 200 mm wird also durch den inneren Hub des ersten einen Behandlungsnip bildenden Elementes allein erzeugt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 einen schematischen, ausgeschnittenen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kalander
Figur 2 eine vereinfachte perspektivische Darstellung des ersten einen Behandlungsnip bildenden Elements des Kalanders
Figur 3 einen Teilquerschnitt des ersten und des zweiten einen Behandlungsnip bildenden Elements des Kalanders

Figur 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Kalander 1. Er setzt sich zusammen aus einem ersten einen Behandlungsnip bildenden Element, einer Schuhwalze 2, und einem zweiten einen Behandlungsnip bildenden Element, einer Heizwalze 3. Dort wo die beiden Walzen 2, 3 aneinander anliegen, bilden sie einen Behandlungsnip 4 für eine nicht dargestellte Papier- oder Kartonbahn. Die Schuhwalze 2 besitzt eine an ihren Enden nicht drehbar gelagerte Achse 5, um die ein biegeweicher Mantel 6 rotierbar gelagert ist. Der Mantel 6 besteht vorzugsweise zumindest zu einem Teil aus einem Metall, und ist besonders bevorzugt ein Stahlmantel aus einem 0,5 bis 3 mm dicken Blech. Die Erfindung soll aber auch mit Mänteln aus beispielsweise Epoxidharz, Polyurethan oder Composit verwendet werden können.
Der Mantel 6 wird in sogenannten Endeinrichtungen 7 aufgenommen, wobei sich die Endeinrichtungen aus einem sich mit dem Mantel drehenden rotierenden Teil 7.1 und einem an der Achse drehfest gehaltenen nichtrotierenden Teil 7.2 zusammensetzt. Der rotierende Teil 7.1 ist mittels des Wälzlagers 8 auf dem nichtrotierenden Teil 7.2 gelagert.
Ein radial verschiebbares Andrückelement 9 ist in der Lage, den Mantel 6 von innen in Richtung des Behandlungsnips zu beaufschlagen. Derartige Andrückelemente können unterschiedliche bekannte Bauformen haben. Die Palette reicht hier von konvex geformten, also der zylindrischen Mantelform angepassten, Einzelstützelementen, die in einer Reihe axial nebeneinander angeordnet sind, bis hin zu einem konkav geformten durchgängigen Schuh. In diesem Ausführungsbeispiel sei ein axial durchgängiger Schuh als Andrückelement 9 betrachtet, der von mehreren Zylinder-Kolben-Antrieben 10 in einem ersten Hub in Richtung Behandlungsnip bewegt werden kann. Diese fahren unterschiedlich weit aus, wenn die Achse aufgrund der Streckenlast durchgebogen ist, damit sich in gerader Behandlungsnip 4 bilden kann. Die Schmierung zwischen Mantel und Andrückelement erfolgt in der Regel durch ein Schmiermittel, das auf hydrostatischem oder hydrodynamischem Weg dorthin gelangt, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Wenn der Kolben-Zylinder-Antrieb 10 die Andrückelemente 9 zu stark hebt (bezüglich der Richtung wird hier Fig. 1 betrachtet), so stoßen sie schließlich an die Innenwand des Mantels 6, und bei noch weiterem Ausfahren, wird der Mantel 6 zum Behandlungsnip 4 hin ausgebeult. Das war bei älteren Schuhwalzen auch, abhängig vom Mantelwerkstoff, zulässig bis zu einem gewissen Maß von maximal 10 bis 30 mm. Man musste hier einen Kompromiss schließen zwischen der Verformung des Mantel, die ein konkav geformter Schuh, der gegen eine Heizwalze drückt, verlangt, und einer möglichst geringen Wechselbelastung des Mantels 6 beim Umlaufen. Mit dieser Erfindung wird jedoch angestrebt, die Spannungen auf den Mantel weitgehend zu vermeiden, um eine längere Lebenserwartung zu gewährleisten.
Aus diesem Grund ist ein Relativhubbegrenzer 13 vorgesehen, der ein Ausbeulen des Mantels weitgehend verhindert. Damit dieser überhaupt wirken kann, muss für einen zweiten Hub der Endeinrichtung 7 und damit des Mantels 6 gesorgt sein. Dazu ist ein Stellelement 11 vorgesehen, das im Wesentlichen ebenfalls von einem Zylinder-Kolben-Antrieb 12 gebildet ist. Natürlich können hier auch elektrische Antriebe, beispielsweise mit Spindelhub, vorgesehen sein.
In Figur 1 sind gleich zwei Möglichkeiten für die Ausgestaltung des Relativhubbegrenzers dargestellt.
In einer besonders bevorzugten Ausführung ist eine mechanische Mitnehmeranordnung 14 vorgesehen. Dabei wird ein Eingriff 15, der direkt oder indirekt am Andrückelement 9 angebracht ist, in einer Nut 16 an der Endeinrichtung 7 oder einem mit diesem verbundenen Bauteil geführt. Dabei ist auch ein Anschlag 17 vorhanden, der erreicht ist, wenn der Unterschied des ersten und des zweiten Hubs ein bestimmtes Maß über-oder unterschreitet. Im vorliegenden Fall wird bei Anheben des Andrückelements und Erreichen des Anschlags 17 die Endeinrichtung 7 mitsamt dem Mantel 6 mit angehoben. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Andrückelemente nicht oder nur sehr wenig in die zylindrische Form des Mantels 6 eintaucht.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Relativhubbegrenzers ist durch ein Regelungssystem bestimmt. Dazu sind zwei Wegaufnehmer 18 und 19 vorgesehen, die den Hub der Endeinrichtung 7 und den Hub des Andrückelementes 9 überwachen. Die beiden zu messenden Hübe sind über eine punktierte Linie angedeutet. Die Messgrößen werden in einer nicht dargestellten Rechnereinheit ausgewertet und als Stellgrößen werden die Drücke für die Zylinder-Kolben-Antriebe 10 und 12 ausgegeben.
Wenn die Achse 5 aufgrund der Streckenlast im Behandlungsnip 4 durchbiegt, besteht die Gefahr, dass auch die Endeinrichtungen nicht mehr parallel zueinander verlaufen. Deshalb ist es sinnvoll, die nichtrotierenden Teile jeder Endeinrichtung untereinander mit einer Traverse 20 zu verbinden. Dies ist in der Figur 2 deutlich in dreidimensionaler Form dargestellt. Dazu heben sich die Bauteile in unterschiedlichen Grautönen voneinander ab. Bei der Endeinrichtung 7 ist der nichtrotierende Teil 7.2 dunkler dargestellt, während der rotierende Teil 7.1, der auch den Mantel aufnimmt, weiß gelassen wurde. Die beiden nichtrotierende Teile 7.2 der Endeinrichtungen 7 sind über die dunklen Traversen 20 miteinander verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier Traversen vorgesehen, die auf 12, 3, 6 und 9 Uhr angebracht sind. Selbstverständlich können die Traversen aber auch untereinander verbunden sein und somit eine Rahmenkonstruktion darstellen. Die dem Behandlungsnip zugewandte Traverse besitzt eine Längsausnehmung, die als Andrückelementführung dient. So wird ein erster Hub des Andrückelementes, der bis zu 200 mm betragen kann, seitlich gestützt.
Die Achse besitzt mehrere Zylinder-Kolben-Antriebe 10, um das Andrückelement (9), in diesem Fall den Schuh, in Richtung Behandlungsnip zu drücken. Die Endeinrichtungen sind unabhängig davon, bis eventuell ein Mitnehmer aktiviert wird, durch die Zylinder-Kolben-Antriebe 10 heb-und senkbar. Sie sind dabei seitlich an der Achse geführt. Diese Gleitführung 24 ist so gestaltet, dass die Flächennormalen der Gleitflächen senkrecht zu einer Fläche, die sich durch Behandlungsnip 4 und Achse 5 erstreckt, verlaufen. Dabei ermöglicht die Gleitführung 24 gleichzeitig eine Kippbewegung der Endeinrichtung 7, um die Achsdurchbiegung auszugleichen.
An den Traversen 20 sind weiterhin Mantelführungselemente 22 zu erkennen, die dafür sorgen, dass der biegeweiche Mantel während des rotierenden Betriebs seine zylindrische Form beibehält.
Figur 3 verdeutlicht noch einmal etwas detaillierter den Aufbau des Kalanders in einem Ausschnitt. Man erkennt oben ein zweites einen Behandlungsnip bildendes Element, also beispielsweise eine Heizwalze 3. Gepunktet wird darunter die Papier- oder Kartonbahn 30 angedeutet. Im Behandlungsnip 4 hat sie Kontakt mit der Heizwalze 3 und dem biegeweichen Mantel 6 des ersten einen Behandlungsnip bildenden Elements, in diesem Fall einer Schuhwalze. Der Schuh, also das Andrückelement trägt die Bezeichnung 9. Er wird über den Zylinder-Kolben-Antrieb 10 in Richtung Heizwalze 3 angestellt. Der Zylinder-Kolben-Antrieb 10 befindet sich ich der Achse 5. Ein Druckraum 27 unterhalb des Kolbens 28 wird beispielsweise durch Bohrungen in der Achse 5 mit einem Druckfluid versorgt. Dort baut man den Druck auf, um das Andrückelement gegen die Papier- oder Kartonbahn 30 zu drücken. Wie bei bekannten hydrostatischen Stützelementen kann in nicht dargestellter Weise eine Kapillare aus dem Druckraum 27 in eine Tasche 29 des Andrückelementes führen, um dort ein Druckfluidkissen einzurichten, das den Mantel vor Verschleiß schützt.
An der Traverse 20 ist ein- oder beidseitig ein Winkel 25 angebracht. Dieser stützt über ein zwischengeschaltetes Gleitelement 26 das Andrückelement 9. Selbst ein relativ großer erster Hub ist gegen Verkanten abgesichert. Eine seitliche Verstellbarkeit ermöglicht es, unterschiedlich breite Andrückelemente einzusetzen. Je nach Papier-oder Kartonsorte werden Schuhbreiten von 30 bis 200 mm gewünscht.
Parallel zu dem Zylinder-Kolben-Antrieb 10 oder einer Reihe von Antrieben ist ein Zylinder-Kolben-Antrieb 12 oder eine oder zwei Reihen von ihnen vorgesehen. Über den Zylinder-Kolben-Antrieb 12 wird die Traverse 20 in einem zweiten Hub angehoben, die mit den Endeinrichtungen verbunden ist, die wiederum den Mantel aufnehmen. So können die beiden Hübe unabhängig voneinander ablaufen, bis der Relativhubbegrenzer einsetzt, der bei der Beschreibung der Figur 1 ausführlich erläutert wurde und in Figur 3 deshalb zur besseren Übersicht nicht mehr dargestellt ist.

Bezugszeichenliste

1: Kalander
2: erstes einen Behandlungsnip bildendes Element (im Ausführungsbeispiel Schuhwalze)
3: zweites einen Behandlungsnip bildendes Element (im Ausführungsbeispiel Heizwalze)
4: Behandlungsnip
5: Achse
6: Biegeweicher Mantel
7: Endeinrichtung
7.1: Rotierender Teil
7.2: Nichtrotierender Teil
8: Lager
9: Andrückelement
10: Zylinder-Kolben-Antrieb
11: Stellelement
12: Zylinder-Kolben-Antrieb
13: Relativhubbegrenzer
14: Mitnehmeranordnung
15: Eingriff
16: Nut
17: Anschlag
18: Wegaufnehmer
19: Wegaufnehmer
20: Traverse
21: Rahmenkonstruktion
22: Mantelführungselemente
24: Gleitführung
25: Winkel
26: Gleitelement
27: Druckraum
28: Kolben
29: Tasche
30: Papier- oder Kartonbahn

Claims

Kalander aus einem ersten und einem zweiten einen Behandlungsnip (4) bildenden Element (2, 3), wobei das erste den Behändlungsnip (4) bildende Element (2) eine feststehende, an seinen Enden gelagerte Achse (5) aufweist, um die ein biegeweicher Mantel (6) rotierbar angeordnet ist, wobei der Mantel (6) mit jedem Ende an einem, auf einem nichtrotierenden Teil (7.2) drehbar gelagerten rotierenden Teil (7.1) einer Endeinrichtung (7) befestigt ist, und wobei mindestens ein radial bewegliches Andrückelement (9) zwischen Achse (5) und Mantel (6) angeordnet ist, das über einen ersten Hubweg bewegbar geführt ist und über das eine Kraft von der Achse (5) auf den Mantel (6) in Richtung Behandlungsnip (4) einleitbar ist, und wobei die beiden Endeinrichtungen (7) auf einem zweiten Hubweg gegenüber der Achse (5) radial und gleichgerichtet mit dem Andrückelement (9) verlagerbar sind, wobei ein Relativhubbegrenzer (13) zwischen wenigstens einem Andrückelement (9) und einer Endeinrichtung (7) vorgesehen ist, der aktiviert wird, wenn der Unterschied des ersten und des zweiten Hubs ein bestimmtes Maß über- oder unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass das bestimmte Maß für den Unterschied des ersten und der zweiten Hubs beim Schließen des Behandlungsnips (4) anders ist als beim Öffnen.
Kalander gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Relativhubbegrenzer (13) durch eine zumindest mittelbar wirkende mechanische Mitnehmeranordnung (14) gebildet ist.
Kalander gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Relativhubbegrenzer (13) durch eine die Hubwege überwachende Regeleinrichtung für wenigstens einen Zylinder-Kolben-Antrieb (10, 12) für den ersten und/oder zweiten Hub gebildet ist.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das bestimmte Maß sich zumindest teilweise aus einer Eintauchtiefe des Andrückelementes (9) in die zylindrische Mantelkontur bestimmt.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der nichtrotierende Teil (7.2) der Endeinrichtung (7) in Bezug auf die Achse (5) kippbar ist.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endeinrichtungen (7) über zumindest eine Traverse (20) miteinander verbunden sind.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtrotierenden Teile (7,2) der Endeinrichtungen (7) und die Traverse(n) (20) eine zusammenhängende Rahmenkonstruktion (21) bilden.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Traverse (20) ein Mantelführungselement (22) angebracht ist.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur seitlichen Abstützung des ersten Hubs an wenigstens einer Traverse (20) wenigstens eine Führung (23) für das wenigstens eine Andrückelement (9) vorgesehen ist.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für den zweiten Hub der Endeinrichtungen (7) wenigstens ein Stellelement (11) in Niprichtung und/oder entgegengesetzte Richtung wirkend vorgesehen ist, das sich auf der Achse (5) abstützt und an dem nichtrotierenden Teil (7.2) der Endeinrichtung (7) und/oder einer Traverse (20) und/oder der Rahmenkonstruktion (21) angreift.
Kalander gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass für den zweiten Hub der Endeinrichtungen (7) mehrere Stellelemente (11) vorgesehen sind, von denen wenigstens eines eine axiale Relativbewegung zwischen Achse (5) und Endeinrichtung (7) behindert.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hub der Endeinrichtung (7) über eine Gleitführung (24) von wenigstens einer planen Gleitführungsfläche an der Achse (5) und wenigstens einer an dieser anliegenden planen Gleitführungsfläche an der Endeinrichtung (7) oder einem mit ihr verbundenen Bauteil erfolgt.
Kalander gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächennormalen der Gleitflächen (24.1, 24.2) senkrecht zu einer Fläche, die sich durch Behandlungsnip (4) und Achse (5) erstreckt, verlaufen.
Kalander gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalander (1) nur durch den ersten und zweiten Hub zu schließen und zu öffnen ist.