DE19940897C1 - Kalander - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kalander für die zweiseitige Behandlung einer Warenbahn, insbesondere einer Papierbahn, mit einer zwei Walzenstapel mit je 4 Walzen umfassenden Walzenanordnung, die harte und weiche Walzen sowie jeweils zwischen einer harten und einer weichen Walze gebildete Arbeitsplatte aufweist, die die Warenbahn in einer Durchlaufrichtung durchläuft. Um gute Glättergebnisse zu erreichen, ist vorgesehen, daß der eine Walzenstapel jeweils eine harte Außenwalze und eine harte Zwischenwalze als auch eine weiche Außenwalze und eine weiche Zwischenwalze aufweist, die alle voneinander abweichende Walzendurchmesser besitzen, und der andere Walzenstapel die gleichen Walzen des einen Walzenstapels in umgekehrter Reihenfolge bezogen auf die Durchlaufrichtung der Warenbahn aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalander für die zweiseitige Behandlung einer Waren­ bahn, insbesondere einer Papierbahn, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Kalander, wie er aus der EP 0 732 446 B1 bekannt ist, dient der abschließenden Behandlung einer Papierbahn, damit diese einen gewünschten Wert der Glätte, des Glanzes, der Dicke, des Bulk und dergleichen erhält. Der Einsatz von harten und weichen Walzen ermöglicht die Ausbildung von weichen Nips, die eine wesentlich gleichmäßigere Verdichtung bewirken als von jeweils zwei harten Walzen gebildete harte Nips. Nachteilig sind jedoch die geringen Standzeiten der weichen Walzen aufgrund von schnellem Verschleiß, wodurch der Instandhaltungsaufwand und die damit verbundenen Stillstandzeiten der bekannten Kalander hoch sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kalander nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der sehr gute Glättergebnisse liefert und dabei billiger in der Anschaffung und im Betrieb ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Hierdurch wird ein Kalander für eine zweiseitige Behandlung einer Warenbahn geschaffen, der mit ausschließlich unterschiedlichen Walzen im Durchmesser und Gattung im Stapel ausgestattet ist. Die bei Mehrwalzenkalandern auftretenden, eine Querstreifenbildung auf dem Papier verursachenden Barringerscheinungen, die von sogenannten Starrkörperschwingbewegungen des Kalanders hervorgerufen werden, werden durch die Verwendung unterschiedlicher Walzendurchmesser vermieden. Mit nur drei Nips pro Warenbahnseite können auf diese Weise sehr gute Glättergebnisse erzielt werden. Nur eine einzige weiche Walze im Stapel ist für eine Doppelüber­ rollung vorgesehen.

Vibrationen des Walzensystems und des Walzengestells, die sich aus dem Zusammenspiel von physikalisch technologischen Eigenschaften der Warenbahn und des Walzenstapels ergeben, werden durch die unterschiedliche Durch­ messerwahl der Walzen und die Walzengattung in dem Walzenstapel vermieden. Die Durchmesserunterschiedlichkeit der Walzen im Stapel wird durch eine gezielte und optimierte Wahl der Walzenanordnung erreicht. Ein vibrationsfreier Betrieb des Kalanders macht eine Steigerung der Kalandriergeschwindigkeit und dadurch der Produktivität möglich.

Vorteilhaft ist die Vereinfachung der Logistik, insbesondere in bezug auf die Lagerhaltung und Lagerorganisation sowie den Walzenwechsel und die Instand­ haltung der Walzensysteme. Ein großer Vorteil liegt dabei in dem verringerten Instandhaltungsaufwand, wobei beim Wechseln der schneller verschleißenden elastischen Walze nicht zwischen verschiedenen elastischen Walzen unterschieden werden muß. Die Instandhaltungsarbeiten selbst als auch die Lagerhaltung werden demnach deutlich verbessert. Daraus ergeben sich niedrige Walzenwechselzeiten.

Schließlich erhöht sich die Wirtschaftlichkeit des Kalanders dadurch, daß die Lebensdauer der Walzen auch in bezug auf die Erhaltung ihrer Oberflächengüte über lange Einsatzabschnitte erzielt werden kann.

Ferner kann hier die Entkopplung der Walzenstapel zur Bearbeitung jeweils einer Warenbahnseite in vollem Umfang zur Einstellung der Glättparameter genutzt werden. Es tritt dadurch auch keine Störungsrückführung über die elastischen Beläge der elastischen Walzen auf. Dies erhöht die Flexibilität des Kalanders in bezug auf technologische Effekte, so daß der Kalander insbesondere für den On­ line-Betrieb geeignet ist.

Vorzugsweise sind die Walzendurchmesser der Zwischenwalzen kleiner als die Walzendurchmesser der Außenwalzen, da der sich dadurch ergebende kleinere Arbeitsspalt zu höheren Druckspannungen im Nip führt. Dies kann hier zugelassen werden, da alle die Oberflächenbeschaffenheit und eine ungünstige Beanspruchung der elastischen Walzenbezüge der Zwischenwalzen schädigenden Kräfte eliminiert werden, wobei dann auch die Anwendung der Regelung der Antriebe der Walzen in einem Nippowermanagement das positive Ergebnis nachhaltig unterstützt.

Die geringe Anzahl von Walzen und die Anordnung der Walzen im Walzenstapel kann weiterhin zur Optimierung der Bahnführung eingesetzt werden, da bei Verwendung von zwei getrennten Walzenstapeln diese derart höhenversetzbar nebeneinander angeordnet werden können, daß die Weglänge der Warenbahn in einem Wechselspalt gegenüber bekannten Zweistapelausführungen verkürzt ist, wodurch unerwünschte Veränderungen der Warenbahn vermieden werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der beigefügten Abbildung dar­ gestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch die Seitenansicht eines Kalanders gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Kalander 1 für die zweiseitige Behandlung einer Warenbahn, insbesondere einer Papier- oder Textilbahn, dessen Walzenanordnung zwei Walzen­ stapel 2, 3 aus jeweils vier Walzen 4, 5, 6, 7 und 8, 9, 10, 11 umfaßt, die übereinander angeordnet sind.

Der Walzenstapel 2 umfaßt eine obere Außenwalze 4, die als harte Walze ausgebildet ist. Diese harte Walze 4 bildet einen Softnip mit einer weichen Zwischenwalze 5, wobei die weiche Zwischenwalze 5 einen zweiten Softnip mit einer harten Zwischenwalze 6 bildet. Die harte Zwischenwalze 6 bildet ebenfalls einen zweiten Softnip, und zwar mit einer unteren Außenwalze 7, die als weiche Walze ausgebildet ist. Die beiden Zwischenwalzen 5, 6 erfahren also eine Doppelüber­ rollung.

Die den Walzenstapel 2 aufbauenden Walzen 4, 5, 6, 7 besitzen alle voneinander abweichende Walzendurchmesser. Die Walzendurchmesser der Zwischenwalzen 5, 6 sind dabei vorzugsweise kleiner als die Walzendurchmesser der Außenwalzen 4, 7, wobei der Walzendurchmesser der harten Zwischenwalze 6 vorzugsweise kleiner ist als der Walzendurchmesser der weichen Zwischenwalze 5.

Die Walzendurchmesser der Außenwalzen 4, 7 können derart gewählt werden, daß entweder die obere oder die untere Außenwalze einen größeren Walzendurch­ messer aufweisen. Gemäß Fig. 1 ist der Walzendurchmesser der weichen Außenwalze 7 größer als der Walzendurchmesser der harten Außenwalze 4. Die Unterschiede in den Walzendurchmessern sind wählbar, wobei vorzugsweise der Unterschied zwischen den Walzendurchmessern der Außenwalzen 4, 7 und der Zwischenwalzen 5, 6 größer ist als der Unterschied zwischen den Außenwalzen 4, 7 oder den Zwischenwalzen 5, 6.

Zwischen den Walzen 4, 5, 6, 7 des Walzenstapels 2 werden Arbeitsspalte gebildet, die als Softnips ausgebildet sind, da sie jeweils zwischen einer harten Walze 4, 6 und einer weichen Walze 5, 7 ausgebildet sind. Die Arbeitsspalte durchläuft eine Waren­ bahn 12 in einer Durchlaufrichtung D.

Die Walzen 4, 5, 6, 7 des Walzenstapels 2 sind mindestens von einem Ende her belastbar. Zum Schließen des Walzenstapels 2 ist ein Hydraulikzylinder 13 vorge­ sehen, der auch zur Belastung des Walzenstapels 2 verwendet werden kann. Der Walzenstapel 2 dient zum Glätten einer ersten Seite der Warenbahn 12, wobei die Seite geglättet wird, die die jeweils harte Walze 4, 7 kontaktiert.

Zum Glätten einer zweiten Seite der Warenbahn 12 ist ein zweiter Walzenstapel 3 vorgesehen, der die gleichen Walzen 8, 9, 10, 11 des ersten Stapels 2 in umge­ kehrter Reihenfolge bezogen auf die Durchlaufrichtung der Warenbahn aufweist, d. h. die obere Außenwalze 4 ist in dem zweiten Walzenstapel 3 als untere Außenwalze 11 angeordnet, während die untere Außenwalze 7 des ersten Stapels 2 als obere Außenwalze 8 des zweiten Walzenstapels 3 angeordnet ist. Die Zwischenwalzen 9, 10 des zweiten Walzenstapels 3 sind identisch zu den Zwischenwalzen 5, 6 des ersten Walzenstapels 2 und haben lediglich ihre Positionen vertauscht.

Wie bei dem ersten Walzenstapel 2 durchläuft die Warenbahn 12 den zweiten Walzenstapel 3 von oben nach unten. Die in den zweiten Walzenstapel 3 geführte Warenbahn wird dort in dem ersten Arbeitsspalt zwischen den Walzen 8, 9, 10, 11 jeweils an ihrer zweiten Seite geglättet, da diese die harten Walzen 9, 11 kontaktiert.

Ebenso wie bei dem ersten Walzenstapel 2 können die Walzen 8, 9, 10, 11 von mindestens einem Ende her belastet werden. Zum Schließen des zweiten Walzen­ stapels ist ein weiterer Hydraulikzylinder 14 vorgesehen, der auch zur Belastung des zweiten Walzenstapels 3 verwendet werden kann.

Zur Führung der Warenbahn 12 zwischen den Nips der Walzenstapel 2, 3 können bekannte außen liegende Leitmittel Verwendung finden.

Zur Optimierung der Führung der Warenbahn 12, insbesondere zur Optimierung des Übergangs von der Behandlung der einen Seite der Warenbahn 12 zur Behandlung der anderen Seite der Warenbahn sind die beiden Walzenstapel 2, 3 derart höhenversetzt nebeneinander angeordnet, daß der unterste Nip des ersten Walzenstapels 2 zum obersten Nip des zweiten Walzenstapels 3 im wesentlichen benachbart ist, um eine möglichst geradlinige, kurze Überführung der Warenbahn 12 von dem ersten Walzenstapel 2 in den zweiten Walzenstapel 3 zu ermöglichen.

Vorzugsweise sind die zwei Walzenstapel 2, 3 derart höhenversetzt nebeneinander angeordnet, daß nur der oberste Nip des zweiten Walzenstapels 3 höher liegt als der unterste Nip des ersten Walzenstapels 2. Hierdurch wird erreicht, daß unter Beibehaltung einer hinreichenden Spannung der Warenbahn eine möglichst gerad­ linige und dadurch auch kürzeste Führung der Warenbahn im Wechselspalt zwischen dem ersten Walzenstapel 2 und dem zweiten Walzenstapel 3 erreicht wird.

Ferner sind die obere Walze 4, 8 und/oder die untere Walze 7, 11 vorzugsweise als biegesteuerbare Walzen ausgebildet. Alle harten Walzen und gegebenenfalls weichen Walzen können temperiert oder beheizt werden.

Gemäß einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die beiden Walzenstapel 2, 3 vertauscht sein. Der zweite Walzenstapel 3 gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bildet dann einen ersten Walzenstapel, bei dem die obere Außenwalze eine weiche Walze ist, so daß zunächst die zweite Seite, die die harte Zwischenwalze kontaktiert, geglättet wird, die beispielsweise von der Unterseite einer Papierbahn gebildet wird. Der erste Walzenstapel 2 bildet dagegen einen zweiten Walzenstapel, bei dem die obere Außenwalze 4 eine harte Walze ist, so daß die erste Seite, die die harte Zwischenwalze kontaktiert, geglättet wird, die beispielsweise von der Oberseite einer Papierbahn gebildet wird.

Gemäß einer ebenfalls nicht dargestellten weiteren Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung können die beiden Walzenstapel 2, 3 übereinander in einem gemeinsamen Stapel mit getrennten Streckenlast-Kennlinien angeordnet sein.

Alternativ können die Walzen 4, 5, 6, 7 oder die Walzen 8, 9, 10, 11 der beiden Walzenstapel 2, 3 nicht nur vertikal übereinander, sondern auch geneigt übereinander angeordnet sein.

Claims (7)

1. Kalander für die zweiseitige Behandlung einer Warenbahn, insbesondere einer Papierbahn, mit einer zwei Walzenstapel mit je 4 Walzen umfassenden Walzenanordnung, die harte und weiche Walzen sowie jeweils zwischen einer harten und einer weichen Walze gebildete Arbeitsspalte aufweist, die die Warenbahn in einer Durchlaufrichtung durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Walzenstapel (2) jeweils eine harte Außenwalze (4) und eine harte Zwischenwalze (6) als auch eine weiche Außenwalze (7) und eine weiche Zwischenwalze (5) aufweist, die alle voneinander abweichende Walzendurch­ messer besitzen, und der andere Walzenstapel (3) die gleichen Walzen (8, 9, 10, 11) des einen Walzenstapels (3) in umgekehrter Reihenfolge bezogen auf die Durchlaufrichtung (D) der Warenbahn (12) aufweist.

2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen­ durchmesser der Zwischenwalzen (5, 6; 9, 10) kleiner sind als die Walzen­ durchmesser der Außenwalzen (4, 7; 8, 11).

3. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzen­ durchmesser der weichen Außenwalze (7; 8) größer ist als der der harten Außenwalze (4; 11).

4. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Walzenstapel (2, 3) von zwei einzeln aufgestellten Walzenstapeln gebildet werden.

5. Kalander nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Walzenstapel (2, 3) derart höhenversetzt nebeneinander angeordnet sind, daß nur der oberste Nip des zweiten Walzenstapels (3) höher liegt als der unterste Nip des ersten Walzenstapels (2).

6. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Walzenstapel (2, 3) in einem gemeinsamen Stapel mit getrennter Streckenlast- Kennlinie angeordnet sind.

7. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Walzenstapel (2, 3) eine Bahneinführung von oben aufweisen.