EP0792966B1 - Kalander zum Satinieren von Papier - Google Patents

Kalander zum Satinieren von Papier Download PDF

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EP0792966B1
EP0792966B1 EP97100565A EP97100565A EP0792966B1 EP 0792966 B1 EP0792966 B1 EP 0792966B1 EP 97100565 A EP97100565 A EP 97100565A EP 97100565 A EP97100565 A EP 97100565A EP 0792966 B1 EP0792966 B1 EP 0792966B1
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web
calender according
roll
insulating belts
insulating
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Dirk Cramer
Ulrich Wagner
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Voith Sulzer Finishing GmbH
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Voith Sulzer Finishing GmbH
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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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F26B13/14—Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning

Definitions

  • the invention relates to a calender for calendering of paper as a web of selectable width passes through at least one nip, which by a heated hard roller and one with an elastic Covered soft roller is limited. It is not only the absolute temperature is decisive. Much more may also have a predetermined temperature difference between the one covered by the train and the uncovered Section must not be exceeded.
  • the invention is therefore based on the object Way to show how to easily at effective protection with different web widths of the cover against overheating.
  • this object is achieved by rotating insulating tapes that reduce heat transfer, the at least in the nip that of the web cover the free edge areas of the cover.
  • insulation tapes wear in two ways to ensure that the edge areas free of the paper web the elastic cover must not be overheated. To the One becomes heat transfer due to its insulating effect from the surface of the hard roller to the Cover reduced. On the other hand, the insulation tape form a support that is too close an approximation the surface of the hard roller to the cover or even prevent touching the cover. Simulate basically these insulation tapes the missing paper web.
  • Endless insulation tapes are particularly recommended passed over at least one pulley and through one Clamping device are clamped. These insulation tapes only wrap the associated roller over part of their scope and are then on one by one or several deflection rollers guided certain path. Here can heat through the surrounding air or through a cooling device can be removed. The jig ensures that the insulation tapes are smooth of the associated roller. As a result the insulation tapes are driven by the wrapped roller.
  • the Insulation tapes the hard roller. This is especially true if the hard roller due to the oxbow effect one greater width of its cylindrical part than that Width of the cylindrical part of the cover. This results in a particularly good support.
  • the insulating tapes expediently have a smaller one Thicker than the paper of the web. This ensures that the insulation tapes are not the compressive stress change inadmissible at the edges of the paper web.
  • the insulation tapes have a lower resistance to deformation than have the paper of the web.
  • Such an insulation tape is easier to compress than paper and therefore has no negative impact on the satin Paper web edges.
  • the insulating tapes advantageously consist of fiber-reinforced Plastic. Depending on what temperatures accept the hard roller on its surface the material of the insulation tapes should be selected that there is no overheating.
  • the width of the insulation tapes is chosen is that they don't have the cylindrical part of the hard Protrude from the roller or the cover of the soft roller. With such guidance of the insulation tapes there is no risk of the tape running.
  • a detection device is recommended the the position of the web edges to determine the width of the insulation tapes and their positioning in the nip is detected. This makes it easier the use of insulation tapes.
  • the one roller is a deflection adjusting roller with particular advantage with zone control and is the Pressure in the zones assigned to the insulation tapes reduced compared to the other zones.
  • This leaves the desired compressive stress profile with high accuracy adjust, even if different widths Tracks are processed.
  • the two-roll calender illustrated in FIGS. 1 to 3 has a hard roller 2 and a soft roller 3 on.
  • the hard roller has a cylindrical part 4, which is approximately uniform over its entire width A. is heated, for example with heating oil, through the axially parallel Drilling near the surface by an electric heater or the like.
  • the soft Roller 3 carries a cover 5, the cylindrical Part 6 has a width B, in this embodiment is smaller than the width A of the cylindrical Part 4 of the hard roller 2, but also have other values can.
  • the rollers 2 and 3 form a nip 7, in which a sheet 8 of paper with maximum width C is satined. Remain on both sides of the web 8 Areas 9 of the cover 5 of such a small width a, for example 10 or 15 mm or less that by the web 8 at a distance from the hot surface of the hard roller 2 are held and not damaged can.
  • the tapes are preferably made of a fiber reinforced Plastic that has a higher temperature resistance Has.
  • the 2 also shows two recognition devices 16 and 17, which capture the web edges.
  • Dependent on the width B of the insulating tapes 11 is determined therefrom and also determines how far the insulation tapes have to be pushed axially in order to to be optimally effective.
  • the detection devices can be formed, for example, by photocells. As soon as the edges of the paper web 8a have been detected, you can axially the tapes 11 from the outside into the nip 7 drive in. Then the nip can closed and operations begin. Should the web 8a during production over an allowable The insulation tapes would have to change the tolerance range be repositioned accordingly.
  • Fig. 3 shows that the insulating tape 11 is an endless insulating tape is that the hard roller 2 over more than wraps half of its circumference and over a deflection roller 13 is conducted by means of a Arrows indicated tensioning device 14 can be tensioned can.
  • tensioning device 14 can be tensioned can.
  • the insulating tape 11 from the rotating hard roller 2 driven. This means, that heated on the hard roller during the plant Parts of the insulation tape temporarily free Exposed to the atmosphere and allowed to cool down there, if necessary with the help of a cooling device.
  • FIG. 4 An alternative is illustrated in FIG. 4.
  • the insulation tape 11a wraps around the elastic cover 5 of the soft Roller 3 and is by a deflecting roller 13a by a tensioning device indicated by the arrows 14a is loaded, pressed against the cover 5.
  • the insulating tape 11a by the rotating soft roller 3 driven.
  • Fig. 2 is also shown schematically that the soft roller 3 is a deflection adjusting roller which has a series of zones 15, each of which pressure medium is supplied at a predetermined pressure.
  • the zones are, for example, each one hydrostatic Support element or several such support elements educated. Those located in the area of the insulation tapes 11 Zones 15 'are at a lower pressure acted upon as the remaining support elements.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kalander zum Satinieren von Papier, das als Bahn mit wählbarer Breite mindestens einen Walzenspalt durchläuft, der durch eine beheizbare harte Walze und eine mit einem elastischen Bezug versehene weiche Walze begrenzt ist. Dabei ist nicht nur die absolute Temperatur maßgebend. Vielmehr darf auch eine vorbestimmte Temperaturdifferenz zwischen dem von der Bahn bedeckten und dem unbedeckten Abschnitt nicht überschritten werden.
Da bei modernen Kalandern hohe Temperaturen an der Oberfläche der harten Walze angewendet werden und die Temperaturbeständigkeit des elastischen Bezuges der weichen Walze vielfach auf unter dieser Temperatur liegende Werte beschränkt ist, muß dafür gesorgt werden, daß keine Überhitzung des elastischen Bezuges auftritt. Dies ist dort nicht zu befürchten, wo der Bezug von der wärmeabführenden Papierbahn abgedeckt ist. Außerhalb der Papierbahn befindliche Abschnitte des Bezuges sind jedoch durch Überhitzung gefährdet.
Aus diesem Grund ist es bekannt (DE 39 07 216 A1), die Bahn in einer Breite durch den Walzenspalt zu führen, die mindestens so groß ist wie die Breite des Bezuges. Es bleibt dann allerdings ein nicht kalandrierter Randstreifen, der abgeschnitten und entfernt werden muß. Bei Kalandern mit mehreren Walzenspalten kann es durch die nicht satinierten Ränder zu Bahnlaufproblemen kommen. Auch ist diese Lösung nicht praktikabel, wenn Bahnen unterschiedlicher Breite erzeugt werden müssen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin (DE 41 21 381 C1), die Bahnbreite kleiner zu halten als die weiche Walze und den freiliegenden Teil des Bezuges durch Auftragen eines dünnen und scharf abgegrenzten Wasserfilms zu kühlen. Die Kühlvorrichtung ist längs einer Traverse parallel zur Walze verschiebbar und kann daher unterschiedlichen Bahnbreiten angepaßt werden. Die hierfür erforderlichen Kühlvorrichtungen und Temperaturmeßsysteme sind jedoch aufwendig, unzuverlässig und vor allem bei hohen Oberflächentemperaturen nicht effektiv genug.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie man auf einfache Weise auch bei unterschiedlichen Bahnbreiten einen wirksamen Schutz des Bezuges gegen Überhitzung erreichen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch umlaufende, die Wärmeübertragung vermindernde Isolationsbänder, die zumindest im Walzenspalt die von der Bahn freien Randbereiche des Bezugs abdecken.
Diese Isolationsbänder tragen in doppelter Hinsicht dazu bei, daß die von der Papierbahn freien Randbereiche des elastischen Bezuges nicht überhitzt werden. Zum einen wird aufgrund ihrer Isolationswirkung die Wärmeübertragung von der Oberfläche der harten Walze auf den Bezug vermindert. Zum anderen kann das Isolationsband eine Abstützung bilden, die eine zu große Annäherung der Oberfläche der harten Walze an den Bezug oder gar eine Berührung des Bezuges verhindern. Im Grund simulieren diese Isolationsbänder die fehlende Papierbahn.
Besonders empfehlen sich Endlos-Isolationsbänder, die über mindestens eine Umlenkrolle geführt und durch eine Spannvorrichtung gespannt sind. Diese Isolationsbänder umschlingen die zugehörige Walze nur über einen Teil ihres Umfangs und werden dann auf einer durch eine oder mehrere Umlenkrollen bestimmten Bahn geführt. Hierbei kann Wärme durch die umgebende Luft oder auch durch eine Kühlvorrichtung abgeführt werden. Die Spannvorrichtung sorgt dafür, daß die Isolationsbänder glatt an der zugehörigen Walze anliegen. Infolgedessen werden die Isolationsbänder von der umschlungenen Walze angetrieben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umschlingen die Isolationsbänder die harte Walze. Dies gilt insbesondere, wenn die harte Walze wegen des Oxbow-Effekts eine größere Breite seines zylindrischen Teils hat als die Breite des zylindrischen Teils des Bezuges. Dies ergibt eine besonders gute Abstützung.
Eine ebenfalls empfehlenswerte Alternative besteht darin, daß die Isolationsbänder den Bezug der weichen Walze umschlingen. Hierdurch wird die Wärmebelastung des Isolationsbandes ganz erheblich reduziert.
Zweckmäßigerweise haben die Isolationsbänder eine geringere Dicke als das Papier der Bahn. Damit wird sichergestellt, daß die Isolationsbänder nicht die Druckspannung an den Papierbahnrändern unzulässig verändern.
Stattdessen oder außerdem kann dafür gesorgt sein, daß die Isolationsbänder einen geringeren Verformungswiderstand als das Papier der Bahn haben. Ein solches Isolationsband ist leichter komprimierbar als das Papier und hat daher keinen negativen Einfluß auf die Satinage der Papierbahnränder.
Mit Vorteil bestehen die Isolationsbänder aus faserverstärktem Kunststoff. In Abhängigkeit davon, welche Temperaturen die harte Walze an ihrer Oberfläche annehmen kann, ist das Material der Isolationsbänder so auszuwählen, daß keine Überhitzung erfolgt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß die Breite der Isolationsbänder so gewählt ist, daß sie nicht über den zylindrischen Teil der harten Walze oder des Bezuges der weichen Walze hinausragen. Bei einer solchen Führung der Isolationsbänder besteht keine Gefahr, daß das Band verläuft.
In weiterer Ausgestaltung empfiehlt sich eine Erkennungsvorrichtung, die die Position der Bahnkanten zwecks Festlegung der Breite der Isolationsbänder und ihrer Positionierung im Walzenspalt erfaßt. Dies erleichtert den Einsatz der Isolationsbänder.
Mit besonderem Vorteil ist die eine Walze eine Durchbiegungseinstellwalze mit Zonensteuerung und ist der Druck in den den Isolationsbändern zugeordneten Zonen gegenüber den anderen Zonen reduziert. Hiermit läßt sich das gewünschte Druckspannungsprofil mit hoher Genauigkeit einstellen, auch wenn unterschiedlich breite Bahnen bearbeitet werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen Zwei-Walzen-Kalander bei der Behandlung einer Papierbahn mit maximaler Breite,
Fig. 2
den Kalander der Fig. 1 bei der Behandlung einer schmaleren Papierbahn,
Fig. 3
eine Seitenansicht des Kalanders der Fig. 2 und
Fig. 4
eine abgewandelte Ausführungsform ähnlich der Fig. 3.
Der in den Fig. 1 bis 3 veranschaulichte Zwei-Walzen-Kalander weist eine harte Walze 2 und eine weiche Walze 3 auf. Die harte Walze besitzt einen zylindrischen Teil 4, der über seine gesamte Breite A etwa gleichmäßig beheizt ist, beispielsweise mit Heizöl, das durch achsparallele Bohrungen nahe der Oberfläche geleitet wird, durch eine elektrische Heizvorrichtung o.dgl. Die weiche Walze 3 trägt einen Bezug 5, dessen zylindrischer Teil 6 eine Breite B hat, die in diesem Ausführungsbeispiel kleiner ist als die Breite A des zylindrischen Teils 4 der harten Walze 2, aber auch andere Werte haben kann.
Die Walzen 2 und 3 bilden einen Walzenspalt 7, in welchem eine Bahn 8 aus Papier mit maximaler Breite C satiniert wird. Zu beiden Seiten der Bahn 8 verbleiben Bereiche 9 des Bezuges 5 von so geringer Breite a, beispielsweise 10 oder 15 mm oder weniger, daß sie durch die Bahn 8 im Abstand von der heißen Oberfläche der harten Walze 2 gehalten werden und keinen Schaden nehmen können.
In Fig. 2 ist eine Bahn 8a mit geringerer Breite C1 vorgesehen. Hier sind freie Randbereiche 10 mit größerer Breite b des zylindrischen Teils 6 des Bezuges 5 durch die Wärmeübertragung von der harten Walze 2 her gefährdet. Um dies zu vermeiden, sind zwei Isolationsbänder 11 vorgesehen, die die harte Walze 2 teilweise umschlingen und eine Breite d aufweisen, die die Bereiche 10 im wesentlichen vollständig überdeckt, an einer Kante 12 des Bandes 8a anschließen und nicht über das Ende des zylindrischen Teils 4 der harten Walze 2 hinausragen. Auf diese Weise ist der Bereich 10 vor einer zu starken Erwärmung geschützt und gleichzeitig ein sicherer Lauf der Isolationsbänder 11 gewährleistet. Die Bänder bestehen vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff, der eine höhere Temperaturbeständigkeit hat.
Fig. 2 zeigt ferner zwei Erkennungsvorrichtungen 16 und 17, welche die Bahnkanten erfassen. In Abhängigkeit hiervon wird die Breite B der Isolationsbänder 11 festgelegt und außerdem bestimmt, wie weit die Isolationsbänder axial nach innen geschoben werden müssen, um optimal wirksam zu sein. Die Erkennungsvorrichtungen können beispielsweise durch Photozellen gebildet sein. Sobald die Kanten der Papierbahn 8a erfaßt worden sind, kann man die Bänder 11 von außen her axial in den Walzenspalt 7 hineinfahren. Danach kann der Walzenspalt geschlossen und der Betrieb aufgenommen werden. Sollte sich die Bahn 8a während der Produktion über einen zulässigen Toleranzbereich ändern, müßten die Isolationsbänder entsprechend neu positioniert werden.
Fig. 3 zeigt, daß das Isolationsband 11 ein Endlos-Isolationsband ist, das die harte Walze 2 über mehr als die Hälfte ihres Umfangs umschlingt und über eine Umlenkwalze 13 geleitet wird, die mittels einer durch Pfeile angedeuteten Spannvorrichtung 14 gespannt werden kann. Infolgedessen wird das Isolationsband 11 von der sich drehenden harten Walze 2 angetrieben. Dies bedeutet, daß während der Anlage an der harten Walze erhitzte Teile des Isolationsbandes zeitweilig der freien Atmosphäre ausgesetzt werden und dort abkühlen können, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einer Kühlvorrichtung.
Eine Alternative ist in Fig. 4 veranschaulicht. Dort ist der gleiche Kalander mit der harten Walze 2 und der weichen Walze 2 veranschaulicht. Das Isolationsband 11a umschlingt jedoch den elastischen Bezug 5 der weichen Walze 3 und wird durch eine Umlenkwalze 13a, die von einer durch die Pfeile 14a angedeuteten Spannvorrichtung belastet ist, an den Bezug 5 angepreßt. Auch hier wird das Isolationsband 11a durch die sich drehende weiche Walze 3 angetrieben.
In Fig. 2 ist ferner schematisch dargestellt, daß die weiche Walze 3 eine Durchbiegungseinstellwalze ist, die eine Reihe von Zonen 15 aufweist, denen jeweils Druckmittel mit einem vorbestimmten Druck zugeführt wird. Die Zonen werden beispielsweise durch je ein hydrostatisches Stützelement oder mehrere solcher Stützelemente gebildet. Die im Bereich der Isolationsbänder 11 befindlichen Zonen 15' werden mit einem geringeren Druck beaufschlagt als die übrigen Stützelemente.

Claims (10)

  1. Kalander zum Satinieren von Papier, das als Bahn (8a) mit wählbarer Breite mindestens einen Walzenspalt (7) durchläuft, der durch eine beheizbare harte Walze (2) und eine mit einem elastischen Bezug versehene weiche Walze (3) begrenzt ist, gekennzeichnet durch umlaufende, die Wärmeübertragung vermindernde Isolationsbänder (11, 11a), die zumindest im Walzenspalt (7) die von der Bahn (8a) freien Randbereiche des Bezugs (5) im wesentlichen abdecken.
  2. Kalander nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Endlos-Isolationsbänder (11, 11a), die über mindestens eine Umlenkrolle (13; 13a) geführt und durch eine Spannvorrichtung (14; 14a) gespannt sind.
  3. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsbänder (11) die harte Walze (2) umschlingen.
  4. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsbänder (11a) den Bezug (5) der weichen Walze (3) umschlingen.
  5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsbänder (11) eine geringere Dicke als das Papier der Bahn (8a) haben.
  6. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsbänder (11) einen geringeren Verformungswiderstand als das Papier der Bahn (8a) haben.
  7. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsbänder (11) aus faserverstärktem Kunststoff bestehen.
  8. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (d) der Isolationsbänder (11, 12) so gewählt ist, daß sie nicht über den zylindrischen Teil (4, 6) der harten Walze (2) oder des Bezuges (5) der weichen Walze (3) hinausragen.
  9. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Erkennungsvorrichtung (16, 17), die die Position der Bahnkanten (12) zwecks Festlegung der Breite der Isolationsbänder (11) und ihrer Positionierung im Walzenspalt (7) erfaßt.
  10. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Walze (3) eine Durchbiegungseinstellwalze mit Zonensteuerung ist und der Druck in den den Isolationsbändern (11) zugeordneten Zonen (15') gegenüber den anderen Zonen (15) reduziert ist.
EP97100565A 1996-02-28 1997-01-16 Kalander zum Satinieren von Papier Expired - Lifetime EP0792966B1 (de)

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