DE3007452C2 - Verfahren zum Regeln des in einem Kalander ausgeübten Druckes sowie Kalander zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

a) daß ein Istwert der Stützkraft der untersten Walze (V) mittels eines Druckmeßelemenis (13) festgestellt wird,

b) und daß der Regler seinen Sollwert für den Druck im untersten Spalt mit Hilfe des Meßgeräts vorgegeben erhält und unter Berücksichtigung dieses Sollwerts, des Istwerts und des Gewichts der untersten Walze eine Regelabweichung für den Druck im untersten Spalt bildet und in Abhängigkeit hiervon die von der Belastungseinrichtung (1 1) erzeugte Kraft ändert

2. Kalander zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmeßelement (13) an dem gegen die abzustützende Walze (V) weisenden Ende des Kolbens (8) des Arbeitszylinders (9) angeordnet ist.

3. Kalander zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmeßelement (13) im Lager der vom Arbeitszylinder (9) abgestützten Walze angeordnet ist

4. Kalander nach Anspruch 2 oder 3, mit einer Arbeitszylinder aufweisenden Belastungsvorrichtung für die oberste Walze, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der obersten Walze (2) zugekehrten Ende des Kolbens dieser Arbeitszylinder (11) oder an der vom Kolben beaufschlagten Stelle des Lagers der obersten Walze ein Druckmeßelement (14) angeordnet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regeln des in einem Kalander nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeübten Druckes sowie auf einen Kalander zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-OS 23 738) dienen dem Kalander nachgeschaltete Meßgeräte als Istwertgeber für die Glätte, die Dicke, die Feuchtigkeit und/oder den Glanz einer Papierbahn. Der Regler berechnet aus diesen Istwerten, von einem Sollwertgeber gelieferten Sollwerten und gespeicherten Programmen, welche die funktioneilen Zusammenhänge zwischen den Meßwerten einerseits und dem Druck im Walzenspalt andererseits berücksichtigen, Werte, auf welche die Kraft von Arbeitszylindern mit Hilfe von Druckregelventilen eingestellt werden soll. Auf diese Weise ergibt sich eine Regelung, die aber an Ungenauigkeiten leidet, weil durch Reibung oder ein Verkanten der verschiebbar geführten Walzenlager die von der Belastungseinrichtung hervorgerufenen Kraftänderungen und die im Walzenspalt hervorgerufenen Druckänderungen nicht proportional zueinander sein müssen. Dies ist vor allem dann störend, wenn Materialbahnen, wie Papierbahnen, behandelt werden, deren Qualität durch einen falsch eingestellten Druck im Walzenspalt erhebliche Beeinträchtigungen erfährt, insbesondere wenn dieser Druck zu hoch ist Denn wenn zum Überwinden einer Ruhereibung oder einer Verklemmung höhere Kräfte aufgewendet werden, wirken diese während der verhältnismäßig großen Totzeit des Regelkreises auf die Bahn.

Es ist bereits eine Walzenpresse, insbesondere für die Papierfabrikation, bekannt (DE-OS 27 38 781), bei der eine Druckmeßdose unmittelbar im Bereich mindestens eines der Lagerzapfen zweier Preßwalzen angeordnet ist Der Meßwert wird über ein Zeitglied einem Regler zugeführt, der eine Belastungsvorrichtung für die Preßwalze derart zu verstellen vermag, daß sich eine gewünschte Belastung einhalten läßt Hier wird die Belastungskraft oberhalb der oberen Preßwalze oder die Stützkraft unterhalb der unteren Walze ermittelt, nicht aber die Kraft im Walzenspalt

Es ist ferner eine Walzvorrichtung bekannt (DE-OS 2818011), bei der eine Materialbahn zwischen zwei Walzen behandelt wird, die an Zwischenwalzen abgestützt sind, welche ihrerseits von Durchbiegungseinstcllwalzen belastet sind. Letztere weisen Walzenmäntel auf, die mittels axial nebeneinander angeordneter hydrostatischer Stützelemente auf einem zugehörigen Träger abgestützt sind. Jedem Lager der Zwischenwalzen sind zwei Druckmeßelemente zugeordnet, die sich oberhalb und unterhalb des Lagers befinden. Der Druck der hydrostatischen Stützelemente wird so geregelt, daß die Druckmeßelemente eine Gleichgewichtsstellung anzeigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, bei dem die Druckregelung des Kalanders mit möglichst großer Genauigkeit durchgeführt wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dieser Anordnung ist zur Beeinflussung der Bahndaten ein Regelkreis vorgesehen, der sich unmittelbar auf den Druck im untersten Spalt bezieht. Es wird nämlich ein Istwert dieses Drucks mit Hilfe der Druckmeßelemente und unter Berücksichtigung des Gewichts der untersten Walze gebildet. Der Sollwert dieses Spaltdrucks wird aus den gemessenen Bahndaten abgeleitet. Die sich hieraus ergebende Regelabweichung dient zur Änderung der von der Belastungseinrichtung erzeugten Kraft. Der Spaltdruck geht daher unmittelbar und nicht nur mittelbar in die Gesamtregelung ein. Abweichungen des Spaltdruck-Istwertes vom Spaltdruck-Sollwert werden über die Druckmeßelemente sofort festgestellt und korrigiert. Falsche Spaltdrücke und insbesondere unzulässig hohe Spaltdrücke können daher höchstens ganz kurzzeitig vorhanden sein. Weil die Stützkraft der Arbeitszylinder sehr genau gemessen werden kann und auch das Gewicht der Walze mit großer Genauigkeit ermittelbar ist, läßt sich der Druck im untersten Walzenspalt genau und mit geringem Aufwand feststellen.

Dadurch, daß mittels der Druckmeßelemente die Stützkraft der untersten Walze festgestellt wird, ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Regelung aufgrund des höchsten Spaltdrucks erfolgt. Denn dieser Spaltdruck

b5 nimmt wegen des Gewichts der Kalanderwalzen von oben nach unten hin ab. Die Regelung kann daher von vornherein so erfolgen, daß übermäßige Drücke im Walzenspalt ausgeschlossen sind. Das Gewicht der un-

tersten Walze bleibt im Betrieb normalerweise gleich. Es läßt sich beim üblichen Trennen der Walzen, wenn nur noch die unterste Walze auf den Druckmeßelementen ruht, ohne Schwierigkeiten feststellen.

Ein Kalander mit den Merkmalen der Ansprüche 2 oder 3 eignet sich besonders gut zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die gemessene Stützkraft sich von der Druckkraft im Walzenspalt nur durch das Gewicht der untersten Walze unterscheidet Als Druckmeßelemente eignen sich insbesondere Druckmeßdosen oder Druckmeßringe.

Wenn der Kalander mit einer Arbeitszylinder aufweisenden Belastungsvorrichtung für die oberste Walze versehen ist, empfiehlt sich die Ausgestaltung nach Anspruch 4. Das obere Druckmeßelement erlaubt es, genau die zusätzliche Belastung zu messen, was nicht nur für die Festlegung des Drucks in den Walzenspalten bedeutsam ist, sondern beispielsweise auch für eine gleiche Einstellung der Belastung an beiden ^.nden der obersten Walze.

Um bei der Ermittlung des Druckes im Walzenspalt nicht zuvor von dem Meßwert das Gewicht der untersten Walze abziehen zu müssen, kann man das Druckmeßelement oder die ihm nachgeordnete Schaltung mit einem entsprechend dem Gewicht der untersten Walze verschobenen Nullpunkt ausbilden.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische und teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kalanders und

Fi g. 2 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt aus Fig. 1.

Ein Superkalander zum Satinieren von Papierbahnen weist mehrere mit horizontaler Achse übereinander angeordnete Walzen 1 auf, die an ihren Enden in je einer Lagerwange 2 gelagert sind. Alle Lagerwangen 2 sind in vertikaler Richtung verschiebbar im Kalandergestell 3 geführt. Auf jeder Seite des Walzensatzes ist neben den Lagerwangen 2 eine Hängespindel 4 angeordnet, welche die miteinander fluchtenden Bohrungen von Augen 2' durchdringt, die an jeder Lagerwange mit Ausnahme der Lagerwange der untersten Walze vorgesehen sind. Das obere, mit einem Drehantrieb 5 gekuppelte Ende jeder Hängespindel ist auf einem Querjoch 6 abgestützt. ]e eine Mutter 7 auf den Hängespindeln unterhalb der Augen der Lagerv.angen definiert die Größe des Walzenspaltes, wenn die Mittelwalzen und die oberste Walze an den Hängespindeln 4 hängen.

Die beiden Lagerwangen 2 der untersten Walze Γ stützen sich auf je einem in vertikaler Richtung verschiebbaren Kolben 8 eines Hydrozylinders 9 ab, der seinerseits vom Kalandergestell 3 getragen wird.

Im Betrieb des Kalanders befindet sich die unterste Walze Γ in einer konstruktiv festgelegten Position, was dadurch erreicht wird, daß in der Betriebsstellung eine Schulter des Kolbens 8 mit einer Kraft gegen einen als Anschlag dienenden Deckel 10 des Hydrozylinders 9 drückt, die größer ist als das vom Hydrozylinder 9 zu tragende Walzengewicht. Über den Lagerwangen 2 der obersten Walze 1 ist eine Belastungseinrichtung angeordnet, die durch je einen nach unten wirkenden Hydrozylinder 11 gebildet wird, dessen Kolben die unter ihm liegende Lagerwange der obersten Walze im Sinne einer Verschiebung nach unten belasten kann. Das Querjoch 6 trägt und verbindet dicic Belastungseinrichtuti-In der dem Lager der obersten Walze zugekehrten Stirnseite des Kolbens beider Hydrozylinder 11 ist eine zentrale, sacklochartige Vertiefung vorgesehen, die eine Halterung für ein im Ausführungsbeispiel als Druckmeßdose 14 ausgebildetes Druckmeßelement bildet Die Halterung erlaubt in einfacher Weise das Einsetzen und Herausnehmen der Druckmeßdose, so daß diese auch nur vorübergehend, beispielsweise zum Justieren des Kalanders, eingesetzt werden kann, falls nicht im Betrieb die zusätzliche Belastung gemessen werden soK, welche auf die Walzen des Kalanders mittels der Hydrozylinder ausgeübt wird.

Anstelle einer Halterung im Kolbenende könnte auch eine Halterung an der vom Kolben beaufschlagten Stel-Ie des Lagers der obersten Walze vorgesehen sein.

Für eine Schnellentlastung der Walze 1 braucht nur das Druckmittel aus den beiden HydrozyJindern 9 rasch abgelassen zu werden, da dann die Walzen nach unten fallen.

Das der untersten Walze Γ zugekehrte Ende des Kolbens 8 jedes der beiden die unterste Walze tragenden Hydrozylinder 9 ist mit eir.er zentralen, sacklochartigen Vertiefung 12 versehen, die als Halterung für je ein Druckmeßelement, beispielsweise eine Druckmeßdose 13, ausgebildet ist und daher einen Durchmesser hat, der an den Außendurchmesser der Druckmeßdose 13 angepaßt ist. Das Druckmeßelement könnte aber auch beispielsweise in eine Halterung an der sich auf dem Kolben 8 abstützenden Stelle des Lagers der untersten WaI-ze eingesetzt sein. Wie F i g. 2 zeigt, ist die axiale Länge der Vertiefung 12 etwas kleiner als diejenige der Druckmeßdose 13, damit die zugeordnete Lagerwange 2 der untersten Walze Γ unmittelbar auf der Druckmeßdose 13 aufliegt. Die Ausbildung der Halterung als Vertiefung gestattet es, die Druckmeßdose 13 lose einzusetzen, wodurch ein Austausch oder ein vorübergehendes Einsetzen ohne weiteres möglich ist. Ist keine Druckmeßdose in die Vertiefung 12 eingesetzt, dann wird diese zweckmäßigerweise mittels eines Deckels verschlossen, dessen Stärke vorzugsweise gleich dem Überstand der Druckmeßdose über das Kolbenende gewählt ist, damit die Position der untersten Walze 1' in der Betriebsstellung unabhängig ist davon, ob die Druckmeßdosen 13 in die Vertiefungen 12 der Kolben 8 eingesetzt sind oder nicht.

Im Ausführungsbeispiel ist der Nullpunkt der beiden Druckmeßdosen 13 so weit unterdrückt, daß das Gewicht der untersten Walze 1 kompensiert wird. Die Summe der Ausgangssignale der Druckmeßdosen 13 auf beiden Seiten ist also gleich der Kraft, welche von den über der untersten Walze 1 angeordneten Walzen 1 auf erstere ausgeübt wird. Selbstverständlich wäre es auch möglich, das Gewicht der untersten Walze in anderer Weise zu berücksichtigen, beispielsweise durch eine Subtraktion vom Meßwert in einer den Druckmeßdosen 13 nachgeordneten Schaltung. Da zur Erzielung eines bestimmten Druckes im untersten Walzenspalt eine genau definierte Größe der Kraft gehört, mit welcher die unmittelbar über der untersten Walze Γ angeordne-

w) te Walze 1 auf die erstere drückt, kann aufgrund des mittels der Druckmeßdosen 13 bestimmten Wertes der gewünschte Druck mit Hilfe der Hydrozylinder U sehr genau eingestellt werden. Man braucht hierzu nur die Belastung, welche mittels der Hydrozylinder 11 auf die

b^r> oberste Walze ausgeübt wird, so einzustellen, daß die im untersten Spalt wirksame Kraft den gewünschten Wert hat. Dies erfolgt derart, daß der Istwert der über den untersten SDaIt übertragenen Kraft einem nicht daree-

stellten Regler zugeführt wird, welcher den Druck des
den Hydrozylindern 11 zugeführten Druckmittels so
steuert, daß der gemessene Istwert mit einem dem Regler vorgegebenen Sollwert übereinstimmt. Dieser Sollwert ist beispielsweise von einem Glättemeßgerät, ei- 5 nem Dickenmeßgerät, einem Feuchtigkeitsmeßgerät
oder einem Glanzmeßgerät, vorgegeben, das ständig
oder in gewissen Abständen die Meßgröße der Materialbahn vor oder nach dem Satinagevorgang mißt.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Regeln des in einem Kalander mit übereinander angeordneten Walzen ausgeübten Druckes, die mehrere Spalte für den Durchtritt der Bahn bilden, mit einer Belastungseinrichtung, die wenigstens einen, ein Abstützelement für die eine Walze bildenden Arbeitszylinder aufweist, mit einem Meßgerät, das die Glätte, die Dicke, die Feuchtigkeit und/oder den Glanz der Bahn miPt, und mit einem Regler, der in Abhängigkeit vom Meßwert die von der Belastungseinrichtung erzeugte Kraft ändert, dadurch gekennzeichnet,