EP1209286A2 - Kalander und Verfahren zum Behandeln einer Materialbahn - Google Patents

Kalander und Verfahren zum Behandeln einer Materialbahn Download PDF

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EP1209286A2
EP1209286A2 EP01127208A EP01127208A EP1209286A2 EP 1209286 A2 EP1209286 A2 EP 1209286A2 EP 01127208 A EP01127208 A EP 01127208A EP 01127208 A EP01127208 A EP 01127208A EP 1209286 A2 EP1209286 A2 EP 1209286A2
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EP
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roller
deflection
rollers
adjacent
rolls
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Junk Dieter
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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
    • D21G1/002—Opening or closing mechanisms; Regulating the pressure
    • D21G1/0026—Arrangements for maintaining uniform nip conditions
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus

Definitions

  • the invention relates to a calender with a roll stack, of the two end rolls and in between several intermediate rolls has, in operation two each other neighboring rolls, each with a deflection, to form a nip.
  • the invention further relates to a method for treating a material web, the passed through several nips and pressurized there with each nip through a first roller and one of these adjacent second rollers is formed becomes.
  • Such a calender is used, for example, to satinize a paper web.
  • the paper webs to be satinized currently have widths of up to 10 m.
  • the correspondingly long rollers therefore tend because of their own weight in the axial center "sag", so they have a deflection. Even if this deflection is not too big, makes them annoying in the pressure treatment of the paper web or another material web noticeable.
  • the invention has for its object the burden to be made uniform in the nip.
  • This task is performed on a calender of the type mentioned at the beginning Art solved in that the deflections distinguish adjacent rolls from each other, whereby one adjacent to the convex side of a first roller second roll a weaker deflection than the first Has roller.
  • adjacent rollers each have a deflection in which one Amplitude of the deflection of the surface line on the convex Side of the first roller essentially with one Amplitude of the deflection of the surface line of the neighboring matches the second roller on the concave side.
  • rollers Preferably points from adjacent rollers at least one force application device. You no longer have to choose rollers, the inherently required deflections exhibit. One can do such a deflection also by introducing external forces.
  • Adjacent rollers preferably have different ones Stock clearances if they are in at least one parameter differ from each other. Achieved with this configuration not just a match of the deflections, more precisely the amplitudes of the deflections on the two neighboring generatrices of the two the nip forming rollers, but you have the option also set the same bending lines.
  • the bending lines are known not only to depend on the Amplitude of deflection, but also for example from the curve shape of the bending line, which over the shear deformation for example, the degree of slenderness of the rollers depends. If you now have the option of bearing distances to vary the intermediate rolls, then you get the possibility of actually the curve shape of the Bending lines of the surface lines, i.e. of the two the nip better aligning the bounding lines.
  • the difference in the bearing distances is preferably in Range from 0.1% to 2% based on the larger bearing distance. Such a deviation is perfectly tolerable.
  • the bearing distance at least one intermediate roller is changeable. To the exchange of the roller in question can then, if necessary the bending line into the desired shape bring.
  • the task is in a method of the aforementioned Kind of solved in that the deflections of the two rollers chooses differently.
  • the deflection of the first The roller controls the amplitude of the deflection the generatrix on the convex side of the first The roller corresponds to the amplitude of the deflection the surface line on the concave side of the second roller. If you match the deflections brings, you get an improved across the width of the rollers Work product.
  • Fig. 1 shows a section of a roll stack of a calender.
  • a material web is for example, one not shown Paper web, guided and there with pressure and if necessary also acted on at elevated temperature.
  • a prerequisite for this is that the two Rollers i, i + 1 can also form the Nip N evenly.
  • the two rollers i, i + 1 have different deflections on.
  • the deflections after a certain approach chosen below to be explained.
  • the goal is the deflection to match the lower surface line of the upper roller i the deflection of the upper surface line of the lower Roller i + 1.
  • the deflection only by the Gravity and the associated weight forces caused by the rollers. The considerations apply but basically also when the deflection is caused by external forces or moments.
  • the starting point for the following consideration is the opened roll stack, i.e. the middle rolls i, i + 1 hanging, supported in their bearings, freely accordingly their own bending lines made of gravity and rigidity by. This results at least in the first approximation the shape of a parabola. For the following consideration but it is enough if you have the deflection line as a circular line.
  • the two Lines of contact are the lower surface line of the upper Roller and the upper surface line of the lower roller.
  • f EM ( i +1) 2 D ( i +1) • K 2 + 4 D ( i +1) • K 2 • f EU i - 2 D ( i +1) • K 2 where f EU i has been defined above.
  • the roll stack has twelve rolls, i.e. two deflection adjustable Final rolls and intermediate rolls in between at the roller positions 2-11, which in a known manner alternately designed as hard and soft rollers are.
  • the hard rolls are chilled cast rolls with diameters of 760/410 mm (outer diameter, Internal diameter).
  • the soft rollers are as GG tube rolls with plastic cover and show a diameter of 825/800/428 mm (outer diameter with cover, outer diameter without cover, inner diameter) on.
  • the leveling of the can be further improved Load in the nip due to the fact that one of the center rollers selects or sets different bearing distances.
  • the setting can, for example, after a change a roller may be required.
  • the shear deformation of a roller is, among other things, a function f of the degree of slenderness Da / AB .
  • the shear deformation also depends on the shear distribution number ⁇ of the roll cross section, the transverse expansion factor ⁇ of the roll material and the diameter ratio Di / Da for hollow bore Di as follows

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Abstract

Es wird ein Kalander angegeben mit einem Walzenstapel, der zwei Endwalzen und dazwischen mehrere Zwischenwalzen aufweist, wobei im Betrieb zwei einander benachbarte Walzen, die jeweils eine Durchbiegung aufweisen, einen Nip bilden. Ferner wird ein Verfahren zum Behandeln einer Materialbahn angeben, die durch mehrere Nips geführt und dort mit Druck beaufschlagt wird, wobei jeder Nip durch eine erste Walze und eine dieser benachbarten zweiten Walze gebildet wird.
Man möchte die Belastung im Nip gleichmäßiger gestalten können.
Hierzu ist vorgesehen, daß sich die Durchbiegungen benachbarter Walzen (i, i+1) voneinander unterscheiden, wobei eine der konkaven Seite einer ersten Walze (i) benachbarte zweite Walzen (i+1) eine stärkere Durchbiegung als die erste Walze aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalander mit einem Walzenstapel, der zwei Endwalzen und dazwischen mehrere Zwischenwalzen aufweist, wobei im Betrieb zwei einander benachbarte Walzen, die jeweils eine Durchbiegung aufweisen, einen Nip bilden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Behandeln einer Materialbahn, die durch mehrere Nips geführt und dort mit Druck beaufschlagt wird, wobei jeder Nip durch eine erste Walze und eine dieser benachbarten zweiten Walze gebildet wird.
Ein derartiger Kalander wird beispielsweise verwendet, um eine Papierbahn zu satinieren. Hierbei möchte man über die gesamte Breite der Papierbahn einen möglichst gleichmäßigen Druckverlauf erreichen, um Dicken- und Qualitätsunterschiede quer zur Laufrichtung der Papierbahn zu vermeiden. Die zu satinierenden Papierbahnen haben derzeit Breiten in der Größenordnung von bis zu 10 m. Die entsprechend langen Walzen tendieren daher dazu, aufgrund ihres Eigengewichts in der axialen Mitte "durchzuhängen", sie weisen also eine Durchbiegung auf. Auch wenn diese Durchbiegung nicht allzu groß ist, macht sie sich störend bei der Druckbehandlung der Papierbahn oder einer anderen Materialbahn bemerkbar.
Man hat versucht, dieser Erscheinung entgegen zu wirken. So ist es beispielsweise aus EP 0 679 204 B1 bekannt, die Zwischenwalzen so auszuwählen, daß sie alle die gleiche Eigendurchbiegung aufweisen, und das Gewicht der Walzen und die sogenannten überhängenden Lasten, d.h. die mit den Walzen verbundenen Teile, wie Leitwalzen oder Lagergehäuse, komplett gewichtsmäßig zu entlasten.
Ein anderer Ansatz, der in DE 198 20 089 A1 beschrieben ist, geht davon aus, daß man die Streckenlastprofile durch Einleiten von Verformungskräften an den Walzenzapfen der Zwischenwalze verändert. Dabei wählt man die Verformungskräfte derart, daß die Zwischenwalzen zur Ausübung von Be- oder Entlastungsdrücken eine im wesentlichen gleiche Durchbiegung erhalten, wobei ein Grad der Durchbiegung gemäß einer bestimmbaren Veränderung einer walzenbedingten Streckenlastdifferenz zwischen dem oberen und unteren Nip eingestellt wird. Die durchbiegungssteuerbaren Walzen an den Enden des Walzenstapels werden dann an diese Biegung angepaßt. Man kann nun beobachten, daß trotz dieser gleichen Durchbiegungen die Satinageergebnisse teilweise nicht zufriedenstellend sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Belastung im Nip gleichförmig zu gestalten.
Diese Aufgabe wird bei einem Kalander der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sich die Durchbiegungen benachbarter Walzen voneinander unterscheiden, wobei eine der konvexen Seite einer ersten Walze benachbarte zweite Walzen eine schwächere Durchbiegung als die erste Walze aufweist.
Damit verläßt man zwar den bisher verfolgten Ansatz, allen Walzen die gleiche Durchbiegung zu vermitteln oder die Walzen so auszuwählen, daß sie von sich aus die gleiche Durchbiegung haben. Man eröffnet sich aber die Möglichkeit, daß die Durchbiegung in den Nips stärker aneinander angenähert werden können, als bisher. Dabei spielt die Überlegung eine Rolle, daß man bei der Durchbiegung einer Walze bislang nicht die unterschiedlichen Effekte berücksichtigt hat, die sich an der konkaven und an der konvexen Seite ergeben. Wenn man nun die Durchbiegungen unterschiedlich wählt, dann kann man diese Effekte berücksichtigen.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß benachbarte Walzen jeweils eine Durchbiegung aufweisen, bei denen eine Amplitude der Durchbiegung der Mantellinie an der konvexen Seite der ersten Walze im wesentlichen mit einer Amplitude der Durchbiegung der Mantellinie der benachbarten zweiten Walze an deren konkaven Seite übereinstimmt. Damit kann man die Durchbiegungen der beiden Walzen, die den betrachteten Nip bilden, im Nip aneinander anpassen, so daß der Druckverlauf im Nip über die Breite der Materialbahn wesentlich gleichförmiger wird. Die Anpassung erfolgt also dort, wo sie erforderlich ist. Dabei kann man ohne weiteres in Kauf nehmen, daß die Durchbiegungen der beiden Walzen an sich, d.h. die Durchbiegung an den Achsen, voneinander abweichen. Eine derartige Abweichung ist sogar Voraussetzung, daß man die Durchbiegungen an den beiden Mantellinien miteinander in Übereinstimmung bringt.
Vorzugsweise weist von einander benachbarten Walzen mindestens eine eine Krafteinleitungseinrichtung auf. Man ist dann nicht mehr darauf angewiesen, Walzen auszuwählen, die von sich aus die geforderten Durchbiegungen aufweisen. Man kann eine derartige Durchbiegung auch durch das Einleiten von äußeren Kräften bewirken.
Vorzugsweise hängt die Amplitude fEM ( i +1) der Durchbiegung der zweiten Walze nach folgender Beziehung von der Amplitude f EM (i) der Durchbiegung der ersten Walze ab f EM (i+1) = 2 D (i+1) k 2 + 4 D (i+1) k 2 • f EU (i) - 2 D (i+1) k 2 wobei f EU (i) = f EM (i) -14 K 2 • f 2  EM (i) •D ( i ) K = 16 AB • 1 + 3 MbML - AB AB 5 + 12 MbML - AB AB
AB =
Arbeitsbreite
MbML =
Lagerabstand
D(i) =
Durchmesser der ersten Walze
D(i+1) =
Durchmesser der zweiten Walze
i =
Index der ersten Walze
i+1 =
Index der zweiten Walze.
Vorzugsweise weisen benachbarte Walzen unterschiedliche Lagerabstände auf, wenn sie in mindestens einem Parameter voneinander abweichen. Mit dieser Ausgestaltung erreicht man nicht nur eine Übereinstimmung der Durchbiegungen, genauer gesagt der Amplituden der Durchbiegungen an den beiden benachbarten Mantellinien der beiden den Nip bildenden Walzen, sondern man hat die Möglichkeit, auch gleiche Biegelinien einzustellen. Die Biegelinien sind bekanntlich nicht nur abhängig von der Amplitude der Durchbiegung, sondern beispielsweise auch von der Kurvenform der Biegelinie, die über die Schubverformung zum Beispiel vom Schlankheitsgrad der Walzen abhängt. Wenn man nun die Möglichkeit hat, die Lagerabstände der Zwischenwalzen zu variieren, dann erhält man die Möglichkeit, tatsächlich auch die Kurvenform der Biegelinien der Mantellinien, d.h. der beiden den Nip begrenzenden Linien besser aneinander anzupassen.
Vorzugsweise liegt die Differenz der Lagerabstände im Bereich von 0,1 % bis 2 % bezogen auf den größeren Lagerabstand. Eine derartige Abweichung ist durchaus tolerierbar. Größere Änderungen an der Stuhlung sind nicht erforderlich, weil die Kräfte, die auf die Stuhlung wirken, keine wesentlich anderen Kraftangriffspunkte erhalten. Trotzdem lassen sich mit diesen kleinen Änderungen bereits beträchtliche Vorteile erzielen.
Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Lagerabstand mindestens einer Zwischenwalze veränderbar ist. Nach dem Austausch der betreffenden Walze läßt sich dann gegebenenfalls die Biegelinie in die gewünschte Form bringen.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Lagerung aller Walzen symmetrisch zur axialen Mitte erfolgt. Dies gilt auch für die Zwischenwalze, deren Lagerabstand verstellt wird. Dies bedeutet zwar, daß man die Verstellung der Lager an beiden axialen Enden vornehmen muß. Die Biegung der Mantellinie dieser Walze wird dann aber über die gesamte Arbeitsbreite an die Biegung der entsprechenden zweiten Walze angepaßt.
Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man die Durchbiegungen der beiden Walzen unterschiedlich wählt.
Wie oben im Zusammenhang mit dem Kalander erläutert, ist es mit unterschiedlichen Durchbiegungen der Walzen, d.h. deren Mittellinien, möglich, die Durchbiegungen an den entscheidenden Stellen, nämlich an den den Nip bildenden Mantellinien aneinander anzugleichen. Auf diese Weise wird das Satinageergebnis über die Arbeitsbreite, d.h. die Breite der Materialbahn, drastisch verbessert.
Hierbei ist bevorzugt, daß man die Durchbiegung der ersten Walze so steuert, daß die Amplitude der Durchbiegung der Mantellinie an der konvexen Seite der ersten Walze übereinstimmt mit der Amplitude der Durchbiegung der Mantellinie an der konkaven Seite der zweiten Walze. Wenn man die Durchbiegungen in Übereinstimmung bringt, erhält man über die Breite der Walzen ein verbessertes Arbeitsergebnis.
Auch ist von Vorteil, wenn man bei ungleichen Walzen den Lagerabstand einer Walze gegenüber dem Lagerabstand der anderen Walze abweichend einstellt. Wie oben ausgeführt, läßt sich auf diese Weise nicht nur die Amplitude der Durchbiegung an den beiden Mantellinien in Übereinstimmung bringen, sondern auch die Kurvenform der Biegelinie.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1
eine erste Prinzipskizze zur Erläuterung wichtiger Größen,
Fig. 2
eine zweite Prinzipskizze zur Erläuterung weiterer Größen und
Fig. 3
eine schematische Darstellung von Biegelinien.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Walzenstapel eines Kalanders. Dargestellt ist eine erste Walze i und eine zweite Walze i+1, die zwischen sich einen Nip N bilden. Durch diesen Nip N wird im Betrieb eine Materialbahn, beispielsweise eine nicht näher dargestellte Papierbahn, geführt und dort mit Druck und gegebenenfalls auch mit erhöhter Temperatur beaufschlagt. Hierbei ist es gewünscht, daß die Behandlung über die gesamte Breite des Nips N (d.h. die Erstreckung in axialer Richtung der beiden Walzen i, i+1) gleichmäßig erfolgt. Eine Voraussetzung dafür ist, daß die beiden Walzen i, i+1 den Nip N auch gleichmäßig ausbilden können.
Um eine derartige gleichmäßige Ausbildung zu erreichen, weisen die beiden Walzen i, i+1 unterschiedliche Durchbiegungen auf. Dabei werden die Durchbiegungen nach einer bestimmten Vorgehensweise gewählt, die im folgenden erläutert werden soll. Ziel ist es, die Durchbiegung der unteren Mantellinie der oberen Walze i anzupassen an die Durchbiegung der oberen Mantellinie der unteren Walze i+1. Hierbei wird vereinfachend davon ausgegangen, daß die Durchbiegung ausschließlich durch die Schwerkraft und die damit verbundenen Gewichtskräfte an den Walzen verursacht wird. Die Überlegungen gelten aber grundsätzlich auch dann, wenn die Durchbiegung durch äußere Kräfte oder Momente verursacht wird.
Ausgangspunkt für die nachfolgende Betrachtung ist der geöffnete Walzenstapel, d.h. die Mittelwalzen i, i+1 hängen, in ihren Lagern abgestützt, frei entsprechend ihren Eigenbiegelinien aus Schwerkraft und Steifigkeit durch. Hierbei ergibt sich zumindest in erster Nährung die Form einer Parabel. Für die nachfolgende Betrachtung reicht es aber aus, wenn man die Durchbiegungslinie als Kreislinie ansieht.
Für den Schließvorgang der Nips ist es als ideal anzusehen, wenn die sich aufeinander zu bewegenden Berührungslinien der beiden den Nip N bildenden Walzen eine bestmögliche Anschmiegungsform aufweisen. Die beiden Berührungslinien sind die untere Mantellinie der oberen Walze und die obere Mantellinie der unteren Walze. Hierbei ist man weitgehend unabhängig davon, ob im anschließenden Betriebsfall die Walzengewicht teil- oder vollkompensiert werden.
Die Anforderung, daß die untere Mantellinie der Walze i in ihrer Durchbiegungsamplitude fEUi der Durchbiegungsamplitude f EO (i+1) der oberen Mantellinie der darunter befindlichen Walze i+1 entspricht, läßt sich bei exakt gleichen Eigendurchbiegungen fEM benachbarter Mittelwalzen i und i+1 nicht erfüllen, wie sich anhand der Skizze der Fig. 1 ableiten läßt.
Aufgrund der gleichen Biegelinien ist die Distanz XR der Walzen an den Ballenrändern
Figure 00090001
gleich der Distanz XM der Walzen in der Walzenmitte
Figure 00090002
d.h. die Walzenspaltdifferenz Δf = XR-XM ergibt sich zu
Figure 00090003
Zwischen der Durchbiegung fEM und dem Neigungswinkel α der Eigenbiegelinie am Ballenrand besteht nach bekannten Formeln eine feste Beziehung (bei Vernachlässigung der Schubverformung)
Figure 00090004
Figure 00090005
daraus folgt: tan α = 16 AB • 1 + 3 MbML - AB AB 5 + 12 MbML - AB AB •fEM = K •fEM Weiter gilt: 1cosα = 1+tan2 α Da tan2α im Vergleich zu 1 immer sehr klein sein wird, gilt als zulässige Vereinfachung: 1+tan2 α= 1 + 12 tan2 α Damit wird
Figure 00100001
Um die ideale Anschmiegung, d.h. Δf = 0 zu erhalten, muß die Durchbiegung fEM der Walze i+1 gezielt kleiner sein als die der darüber liegenden Walze i. Wenn die Amplitude der Durchbiegung der unteren Mantellinie der oberen Walze i mit f EU i und die Amplitude der Durchbiegung der oberen Mantellinie der unteren Walze i+1 mit f EO (i+1) bezeichnet wird, dann sollte gelten f EU i = fEO(i+1)
Die Größen f EU i und f EO(i+1) lassen sich nach folgenden Beziehungen herleiten f EUi = f EMi - 14 K 2• f EM i  2 • Di f EO(i+1) = f EM (i+1) - 14 K 2 • f EM (i+1)  2 •D (i+1) daraus folgt: f EM (i+1) = f EU i -14 K 2 • f EM (i+1)  2 •D (i+1)
Wenn man diesen Ausdruck nach f EM (i+1) auflöst, erhält man f EM (i+1) = 2 D (i+1) • K 2 + 4 D (i+1) • K 2 • f EU i - 2 D (i+1) • K 2 wobei f EU i oben definiert worden ist.
Damit kann man, wenn man mit der obersten Mittelwalze eines Kalanders beginnt (i = 2) den ganzen Walzenstapel in Bezug auf seine ideal differierenden Eigendurchbiegungen berechnen. Dies ist in der folgenden Tabelle niedergelegt, wobei gilt:
  • AB = 10.000 mm
  • MbML = 11.700 mm
    Walzenposition Nenn-Ø D fEM/mm fEU/mm ΔfEM/mm zu Walze 2
    2 760 2,37000 2,36987 0
    3 825 2,36974 2,36960 0,00026
    4 760 2,36948 2,36935 0,00052
    5 825 2,36921 2,36908 0,00079
    6 825 2,36894 2,36880 0,00106
    7 760 2,36868 2,36855 0,00132
    8 825 2,36842 2,36828 0,00158
    9 760 2,36816 2,36803 0,00184
    10 825 2,36789 2,36776 0,00211
    11 760 2,36763 ---- 0,00237
    • Der Walzenstapel hat zwölf Walzen, d.h. zwei durchbiegungseinstellbare Endwalzen und dazwischen Zwischenwalzen an den Walzenpositionen 2-11, die in bekannter Weise abwechselnd als harte und weiche Walzen ausgebildet sind. Bei den harten Walzen handelt es sich um Hartgußwalzen mit Durchmessern von 760/410 mm (Außendurchmesser, Innendurchmesser). Die weichen Walzen sind als GG-Rohrwalzen mit Kunststoffbezug ausgebildet und weisen einen Durchmesser von 825/800/428 mm (Außendurchmesser mit Bezug, Außendurchmesser ohne Bezug, Innendurchmesser) auf.
    Man erkennt, daß sich bei der 11. Walze bereits eine Abweichung ΔfEM zur Walze 2 von 0,00237 mm ergeben hat.
    Diese erste Ansatz hat sich bereits weitgehend bewährt. Allerdings werden hierbei in erster Linie nur die Amplituden der Durchbiegungen aneinander angepaßt.
    Weiter verbessern kann man die Vergleichmäßigung der Belastung im Nip dadurch, daß man bei den Mittelwalzen unterschiedliche Lagerabstände wählt oder einstellt. Das Einstellen kann beispielsweise nach einem Wechsel einer Walze erforderlich sein.
    In Mehrwalzenkalandern sind einander benachbarte Walzen in der Regel nicht gleich. Dies bezieht sich nicht nur auf den ersten und auf den letzten Nip, die in der Regel von einer Zwischen- oder Mittelwalze und einer Durchbiegungseinstellwalze begrenzt sind, sondern auch auf die übrigen Nips, die von jeweils zwei Zwischenwalzen begrenzt werden. Beispielsweise haben die elastischen Walzen, d.h. die Walzen mit einer elastischen Oberfläche und die harten Walzen, d.h. die Walzen mit einer unnachgiebigen oder harten Oberfläche, unterschiedliche Schlankheitsgrade und Walzendurchmesser. Der Schlankheitsgrad ergibt sich aus dem Außendurchmesser Da dividiert durch die Arbeitsbreite AB.
    Die Schubverformung einer Walze ist unter anderem eine Funktion f des Schlankheitsgrades Da / AB. Die Schubverformung beeinflußt aber auch die Kurvenform der Biegelinie (Fig. 3) gemäß nachfolgender Gleichung für die Kurvenfaktoren zwischen Walzenmitte (y = 1 bei x = 0) und dem Rand der Arbeitsbreite (y = 0 bei x = ½ AB).
    Figure 00130001
    mit MbML als Lagerabstand (Mitte bis Mitte Lager).
    Bei gemeinsamem Lagerabstand MbML von Mittelwalzen mit ungleichem
    Figure 00140001
    (Definition weiter unten) ergeben sich zwangsläufig abweichende Kurvenformen ihrer Biegelinien, wie dies aus der schematischen Darstellung der Fig. 3 zu erkennen ist.
    Auch wenn die Durchbiegungsamplituden in der Walzenmitte übereinstimmen, können sich unter Umständen die gefürchteten M- bzw. W-Profile im Streckenlastverlauf der Walzenspalte ergeben. Diese werden zwar bereits abgeschwächt, wenn man die Durchbiegungsamplituden aneinander anpaßt. Eine Verbesserung ergibt sich jedoch dann, wenn man die Lagerabstände MbML entsprechend wählt.
    Hierbei wird angenommen, daß die Arbeitsbreite AB für alle Nips N gleich bleibt. Für zwei Nachbarwalzen i und i+1 gilt dann
    Figure 00140002
    oder aufgelöst nach MbML(i+1)
    Figure 00140003
    Außer vom Schlankheitsgrad Da / AB hängt die Schubverformung noch von der Schubverteilungszahl κ des Walzenquerschnittes, der Querdehnzahl µ des Walzenwerkstoffs und dem Durchmesserverhältnis Di / Da bei Hohlbohrung Di wie folgt ab
    Figure 00150001
    Diese Überlegungen sollen anhand des nachfolgenden Beispiels erläutert werden
    Beispiel AB = 6.360 mm
    MbMLi = 7.500 mm
    Walze 1:
    Werkstoff =
    Hartguß    		 Dai = 560 mm
    Dii = 250 mm
    κi = 2,01
    µi = 0,25
    Walze 2:
    Werkstoff =
    Stahl
    (der elastische Bezug sei unberücksichtigt)    		 Da(i+1) = 477 mm
    Di(i+1) = 327mm
    κ(i+1) = 2,07
    µ(i+1) = 0,30
    Ergebnis MbML(i+1) = 7.517,4 mm
       ⇒   ΔL ≈ 17,5 mm.
    Man erkennt, daß man einen Abstand in der Größenordnung von 17,4 mm erhält. Dies ist durchaus eine praktikable Größenordnung.

    Claims (11)

    1. Kalander mit einem Walzenstapel, der zwei Endwalzen und dazwischen mehrere Zwischenwalzen aufweist, wobei im Betrieb zwei einander benachbarte Walzen, die jeweils eine Durchbiegung aufweisen, einen Nip bilden, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Durchbiegungen benachbarter Walzen voneinander unterscheiden, wobei eine der konvexen Seite einer ersten Walze benachbarte zweite Walzen eine schwächere Durchbiegung als die erste Walze aufweist.
    2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Walzen jeweils eine Durchbiegung aufweisen, bei denen eine Amplitude der Durchbiegung der Mantellinie an der konvexen Seite der ersten Walze im wesentlichen mit einer Amplitude der Durchbiegung der Mantellinie der benachbarten zweiten Walze an deren konkaven Seite übereinstimmt.
    3. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von einander benachbarten Walzen mindestens eine eine Krafteinleitungseinrichtung aufweist.
    4. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude f EM (i+l) der Durchbiegung der zweiten Walze nach folgender Beziehung von der Amplitude f EM (i) der Durchbiegung der ersten Walze abhängt f EM (i+1) = 2 D (i+1) K 2 + 4 D (i+1) K 2 • f EU (i) - 2 D (i+1) K 2 wobei f EU (i) = f EM (i) -14 K 2 • f 2 EM (i) •D ( i ) K = 16 AB • 1 + 3 MbML - AB AB 5 + 12 MbML - AB AB
      AB =
      Arbeitsbreite
      MbML =
      Lagerabstand
      D(i) =
      Durchmesser der ersten Walze
      D(i+1) =
      Durchmesser der zweiten Walze
      i =
      Index der ersten Walze
      i+1 =
      Index der zweiten Walze.
    5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Walzen unterschiedliche Lagerabstände aufweisen, wenn sie in mindestens einem Parameter voneinander abweichen.
    6. Kalander nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Lagerabstände im Bereich von 0,1 % bis 2 % bezogen auf den größeren Lagerabstand liegt.
    7. Kalander nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerabstand mindestens einer Zwischenwalze veränderbar ist.
    8. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung aller Walzen symmetrisch zur axialen Mitte erfolgt.
    9. Verfahren zum Behandeln einer Materialbahn, die durch mehrere Nips geführt und dort mit Druck beaufschlagt wird, wobei jeder Nip durch eine erste Walze und eine dieser benachbarten zweiten Walze gebildet wird, dadurch gekennzeichnet daß man die Durchbiegungen der beiden Walzen unterschiedlich wählt.
    10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Durchbiegung der ersten Walze so steuert, daß die Amplitude der Durchbiegung der Mantellinie an der konvexen Seite der ersten Walze übereinstimmt mit der Amplitude der Durchbiegung der Mantellinie an der konkaven Seite der zweiten Walze.
    11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß man bei ungleichen Walzen den Lagerabstand einer Walze gegenüber dem Lagerabstand der anderen Walze abweichend einstellt.
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