DE19832066C2 - Kalander für Bahnen aus Papier oder ähnlichem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kalander für Bah­ nen aus Papier oder ähnlichem Material, mit zwei Wal­ zenstapeln, die je an mindestens einem Ende eine Durch­ biegungseinstellwalze aufweisen, deren Mantel über eine Durchbiegungseinstelleinrichtung auf einem drehfest ge­ haltenen Träger abgestützt ist.

Bei einem bekannten Kalander dieser Art (DE 196 33 671 A1) sind zwei Walzenstapel zu je fünf Walzen in einer ge­ meinsamen vertikalen Ebene übereinander an einem Stän­ der angebracht. Die Oberwalze und die Unterwalze eines jeden Stapels sind als Durchbiegungseinstellwalze aus­ geführt. Hierbei ist jeweils die Oberwalze am Ständer ortsfest befestigt, während die Unterwalze an einem mittels eines Hydraulikzylinders versetz- und belastba­ ren Schlitten befestigt ist. Die Walzenmäntel sind da­ her an ihren Enden auf dem zugehörigen Träger gelagert. Der Träger ist am Ständer beziehungsweise am Schlitten befestigt.

Im Gegensatz hierzu stehen Durchbiegungseinstellwalzen vom Mantelhub-Typ, wie sie aus DE 30 04 913 C2 bekannt sind. Hier ist der Walzenmantel nicht auf dem Träger gelagert, sondern relativ zu ihm verschiebbar, so daß die Durchbiegungseinstelleinrichtung gleichzeitig als Belastungsvorrichtung dienen kann.

Aus EP 06 61 405 A1 ist ein Kalander mit einem Walzen­ stapel bekannt, der an mindestens einem Ende eine Durchbiegungseinstellwalze aufweist, deren Mantel über eine Durchbiegungseinstelleinrichtung auf einem dreh­ fest gehaltenen Träger abgestützt ist. Die Durchbie­ gungseinstellwalze ist vom Mantelhub-Typ. Die Wirkrich­ tung einer Durchbiegungseinstelleinrichtung ist verän­ derbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kalan­ der der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß er eine weitere Möglichkeit der Bahnbehandlung bie­ tet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Durchbiegungseinstellwalze des einen Walzenstapels und eine Durchbiegungseinstellwalze des anderen Walzen­ stapels vom Mantelhub-Typ und einander benachbart sind und einen unter Ausnutzung des Mantelhubs schließbaren Zusatznip bilden können, und daß die Wirkrichtung der Durchbiegungseinstelleinrichtung wahlweise zum zuge­ hörigen Walzenstapel oder zur anderen Durchbiegungs­ einstellwalze weist.

Geht die Wirkrichtung zum zugehörigen Walzenstapel, er­ gibt sich der normale Betrieb des Kalanders. Geht dage­ gen die Wirkrichtung zur anderen Durchbiegungseinstell­ walze, erhält man einen Zusatznip, der für sich allein genutzt werden kann. Wenn die beiden benachbarten Durchbiegungseinstellwalzen einen elastischen Bezug tragen, ergibt sich eine oftmals erwünschte Mattsatina­ ge. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß während des Betriebs mit Zusatznip die anderen Walzen der beiden Walzenstapel ungenutzt sind und daher ausgetauscht oder repariert werden können. Das bedeutet, daß bei einer Reparatur-Notwendigkeit an einer der Zwischenwalzen der Kalander unter Erzeugung einer anderen Papierqualität weiterbetrieben werden kann, was insbesondere für den Online-Betrieb von Vorteil ist.

Durchbiegungseinstelleinrichtungen sind in den ver­ schiedensten Formen bekannt. Zumeist arbeiten sie mit hydrostatischen Stützvorrichtungen, insbesondere in der Form von die Wirkrichtung bestimmenden Stützelementrei­ hen.

Günstig ist es daher, daß die Durchbiegungseinstellein­ richtung aus einer Stützelementreihe besteht und mit­ tels einer Stellvorrichtung um einen Winkel versetzbar ist. Hier ergibt sich der Vorteil, daß der bauliche Aufwand für die Stützvorrichtung klein gehalten wird. Außerdem kann eine für den gerichteten Mantelhub emp­ fehlenswerte Führung mit der Stützelementreihe versetzt werden.

Eine Alternative besteht beispielsweise darin, daß die Durchbiegungseinstelleinrichtung aus zwei gegeneinander versetzten Stützelementreihen besteht, die wahlweise wirksam zu machen sind.

Empfehlenswert ist es, daß die Lager für den Träger zu­ mindest der einen Durchbiegungseinstellwalze Exzenter aufweisen, mit denen der Abstand zwischen den benach­ barten Durchbiegungseinstellwalzen verkleinerbar ist. Damit ist das neue Prinzip auch dann anwendbar, wenn der Mantelhub allein zum Schließen des Zusatznips nicht ausreicht.

Vorteilhaft ist es auch, daß die Exzenter zusammen mit dem Träger durch die Stellvorrichtung um einen Winkel verdrehbar sind. Es genügt daher eine Stellvorrichtung für die Verstellung von Träger und Exzenter.

Die beiden Walzenstapel haben vorzugsweise eine gemein­ same Mittelebene. Dies ist häufig konstruktiv er­ wünscht, weil am Ständer eine gemeinsame Führung vorge­ sehen werden kann.

In diesem Zusammenhang ist es empfehlenswert, daß die gemeinsame Mittelebene schräg zur Horizontalen ver­ läuft. Durch die Schräglage ergibt sich ein Kalander, dessen Höhe geringer ist als bei einem 10-Walzen- Kalander mit einem vertikalen Walzenstapel und dessen Länge geringer ist als zwei nebeneinander angeordnete 5-Walzen-Kalander mit vertikalem Walzenstapel.

Eine Alternative besteht darin, daß die Mittelebenen der beiden Walzenstapel einen Winkel, insbesondere ei­ nen spitzen Winkel, miteinander bilden.

Von Vorteil ist es auch, daß die Walzenstapel eine un­ gerade Anzahl von Walzen aufweisen und jeder Nip durch eine harte und eine elastische Walze begrenzt ist und daß die den Zusatznip begrenzenden Durchbiegungsein­ stellwalzen einen elastischen Bezug tragen. Bei Nutzung beider Walzenstapel ergibt sich eine Glanzsatinage des Papiers, wobei zunächst die eine und dann die andere Bahnseite an den harten, glatten Walzen anliegt. Bei alleiniger Nutzung des Zusatznips dagegen ergibt sich eine Mattsatinage.

Diesen Effekt erreicht man insbesondere mit Kombinatio­ nen von Walzenstapeln mit 3, 5 oder 7 Walzen. Hierbei ist es besonders empfehlenswert, wenn beide Walzensta­ pel je 5 Walzen aufweisen, weil dies eine hohe Gleich­ mäßigkeit der Papierbahnbehandlung ermöglicht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfin­ dungsgemäß Kalanders,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Mittelbereich einer Durchbiegungseinstellwalze,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Endbereich einer Durchbiegungseinstellwalze und

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Lagerung des Trägers einer Durchbiegungseinstellwalze.

Ein Kalander 1, der für die Behandlung von Bahnen aus Papier und ähnlichem Material, wie Karton, bestimmt ist, weist einen oberen 5-Walzen-Stapel 2 und einen un­ teren 5-Walzen-Stapel 3 auf. Der obere Walzenstapel 2 besteht aus der Oberwalze 4, drei Zwischenwalzen 5, 6 und 7 sowie der Unterwalze 8. Der untere Walzenstapel 3 besteht aus der Oberwalze 9, drei Zwischenwalzen 10, 11 und 12 sowie der Unterwalze 13.

Die Ober- und Unterwalzen 4, 8, 9 und 13 sind Durchbie­ gungseinstellwalzen vom Mantelhub-Typ, die untereinan­ der den gleichen Aufbau haben können, so daß man mit einer Reservewalze für alle vier Endwalzen auskommt. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, besitzt eine solche Durch­ biegungseinstellwalze 4 einen Mantel 14, der über eine Durchbiegungseinstelleinrichtung 15 auf einem im Be­ trieb drehfest am Ständer 6 gehaltenen Träger 17 abge­ stützt ist. Die Durchbiegungseinstelleinrichtung 15 be­ steht in vorliegendem Beispiel aus einer Reihe von hy­ drostatischen Stützelementen 18, die in bekannter Weise über je eine Druckkammer 19 derartig mit Druckmittel versorgt werden, daß die Durchbiegungseinstelleinrich­ tung 15 auch als Belastungsvorrichtung dient. An den Enden ist der Walzenmantel 15 auf einem Lagerring 20 gelagert, der in Hubrichtung auf einer Hubführung 21 verschiebbar ist. Der Walzenmantel 14 ist daher über seine gesamte Länge in Hubrichtung beweglich. Außerdem ist bei den Durchbiegungseinstellwalzen noch vorgese­ hen, daß der Träger 17 mit Hilfe einer Stellvorrichtung 22 um einen Winkel von 180° versetzt werden kann (vgl. den Pfeil 23 in Fig. 2), so daß die Wirkrichtung der Durchbiegungseinstelleinrichtung 15 in die entgegenge­ setzte Richtung weist, wie dies durch die strichpunk­ tiert angeordnete Stützelementreihe 18' veranschaulicht ist.

Die obersten Zwischenwalzen 5 und 10 sind fest am Stän­ der 16 gelagert. Wenn bei den zugehörigen Oberwalzen 4 und 9 die Durchbiegungseinstelleinrichtung 15 die in Fig. 2 veranschaulichte Lage hat, kann die Papierbahn 24 in den in Durchlaufrichtung ersten Nips 25 und 26 des oberen Walzenstapels 2 bzw. des unteren Walzensta­ pels 3 mit sehr hoher Streckenlast und damit hoher Druckspannung behandelt werden.

Die Zwischenwalzen 6, 7, 11 und 12 sind je an einem He­ bel 27 gelagert, der um eine ständerfeste Schwenkachse schwenkt. Wenn die Durchbiegungseinstelleinrichtungen 15 der Unterwalzen 8 und 13 die in Fig. 2 gestrichelte Lage haben, werden die Nips 28, 29 und 30 des oberen Walzenstapels 2 und die Nips 31, 32 und 33 des unteren Walzenstapels 3 entsprechend belastet. Die Höhe der Be­ lastung ist unabhängig von derjenigen im jeweils ersten Walzenspalt 25 oder 26. Es ergeben sich daher vier Ab­ schnitte, in denen die Papierbahn 24 unterschiedlich behandelt werden kann, so daß sich eine Vielzahl unter­ schiedlicher Papierqualitäten herstellen läßt.

Zwischen den beiden Walzenstapeln 2 und 3 bleibt im Normalbetrieb ein offener Zusatznip 34, durch den die Papierbahn 24 ungehindert hindurchläuft mit der Folge, daß im oberen Walzenstapel 2 bevorzugt die eine und im unteren Walzenstapel 3 bevorzugt die andere Bahnseite satiniert wird.

Die Ober- und Unterwalzen 4, 8, 9 und 13 sowie die mittleren Zwischenwalzen 7 und 11 sind elastische Wal­ zen, während die verbliebenen Zwischenwalzen 5, 7, 10 und 12 beheizte harte Walzen sind. Es kommen aber auch andere Kombinationen, beispielsweise mit harten Ober- und Unterwalzen, in Betracht.

Der Abstand zwischen den beiden Durchbiegungseinstell­ walzen 9 und 10 ist so gering, daß der Zusatznip 34 un­ ter Ausnutzung des Walzenhubs von beispielsweise 30 bis 40 mm geschlossen werden kann. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Durchbiegungseinstelleinrichtungen 15 der beiden Endwalzen 8 und 9 mit Hilfe der Stellvor­ richtung 22 aufeinander zu zu drehen und dann das Druckmittel mit entsprechendem Druck zuzuführen. Mit diesem Zusatznip 34 kann dann eine Mattsatinage durch­ geführt werden, da die beiden Biegeeinstellwalzen 8 und 9 einen elastischen Bezug tragen. Ohne wesentlichen zu­ sätzlichen Aufwand ergibt sich daher eine weitere Mög­ lichkeit der Papierbehandlung.

Wenn der geöffnete Zusatznip 34 größer ist und der Man­ telhub nicht zum Schließen ausreicht, kann gemäß Fig. 4 der Träger 91 der Oberwalze 9 in einer Kalotte 92 gela­ gert sein, die ihrerseits von einer Exzenterscheibe 93 getragen wird. Letztere ist zusammen mit dem Träger 91 durch die Stellvorrichtung 22 um 180° im Lager 94 dreh­ bar. Auf diese Weise kann der offene Zusatznip 34 auf beispielsweise 80 mm gehalten werden, was auch ein Öff­ nen der Nips 28 und 29 erleichtert.

Die Achsen der Walzen 4 bis 13 liegen etwa in einer ge­ meinsamen Ebene E, die gegenüber der Horizontalen um 45° geneigt ist. Dementsprechend hat auch der Ständer 16 einen schrägen Verlauf. Er kann daher an zwei Stel­ len abgestützt werden, nämlich mit einer unteren Stütz­ fläche 35 auf einer gebäudefesten Lagerfläche 36 und mit einer oberen Lagerfläche 37 auf einer oberen gebäu­ defesten Lagerfläche 38. Die Lagerfläche 37 befindet sich an einem Fuß 39, der am Ständer 16 nahe dessen oberen Ende angebracht ist. Die Lagerflächen 36 und 38 verlaufen horizontal und sind je an einem Betonfunda­ ment oder -sockel 40 bzw. 41 ausgebildet. Hierdurch ist der Ständer 16 gegen Schwingungen weitgehend unempfind­ lich. Der Ständer 16 kann mit geringerer Stabilität als bisher und daher billiger hergestellt werden.

Der Kalander 1 kann im Online-Betrieb arbeiten. Er be­ findet sich zwischen der letzten Trockenwalze 42 der Trockenpartie einer Papiermaschine und einer Wickelvor­ richtung 43, beispielsweise einer Rollenschneide- und Wickelvorrichtung. Trockenwalze und Wickelvorrichtung befinden sich etwa in gleicher Höhe und oberhalb einer Arbeitsebene 44, die vom Kalander 1 durchsetzt wird. Daher hat die Papierbahn 24 zwischen der Trockenwalze 42 und dem Eingang des Kalanders 1 sowie zwischen dem Ausgang des Kalanders 1 und der Wickelvorrichtung 43 einen verhältnismäßig schwach ansteigenden Verlauf. Dies erleichtert das Einführen der Papierbahn im Onli­ ne-Betrieb. Der gleiche Vorteil ergibt sich auch, wenn die Papierbahn von der Trockenwalze 42 her unten in den Kalander 1 eingeführt wird und oben zur Wickelvorrich­ tung 43 hin austritt.

Eine nur angedeutete Bahneinzugsvorrichtung 45, die beispielsweise mit Seilklemmung arbeitet, führt den Bahnanfang durch sämtliche Nips 25 bis 33 der beiden Walzenstapel 2 und 3 sowie den Zusatznip 34. Es genügt daher ein Einführvorgang für beide Walzenstapel. Die Einführbewegung wird dadurch unterstützt, daß sämtliche Walzen des Kalanders und auch die zugehörigen Leitwal­ zen je einen eigenen Antrieb 46 besitzen. Die Papierbe­ handlung ergibt sich dann in Abhängigkeit davon, welche der genannten Nips geschlossen werden. Gestrichelt ge­ zeichnet ist eine zweite Bahneinführungsvorrichtung 47, mit der lediglich der Zusatzspalt 34 versorgt wird. Bei der Mattsatinage einer so eingeführten Bahn besteht die Möglichkeit, an den übrigen Walzen Reparaturen oder ei­ ne Auswechslung vorzunehmen. Ein Semimatt-Betrieb er­ gibt sich beispielsweise, wenn lediglich der oberste Nip 25 benutzt wird.

Die genaue Neigung des Ständers 16 richtet sich nach den örtlichen Gegebenheiten. Werte, die von 45° nach oben oder unten um etwa 10° abweichen, gehören noch in den bevorzugten Bereich.

Die Schrägneigung mit den oben angeordneten Walzensta­ peln hat den weiteren Vorteil, daß die Walzen zwecks Auswechslung besser zugänglich sind und beispielsweise mit einem Kran 48 und entsprechender Kransteuerung her­ ausgenommen und eingesetzt werden können. Insbesondere können die Lager der auszuwechselnden Walze mittels ei­ ner hydraulischen Stellvorrichtung 49 längs einer Füh­ rung senkrecht zur Ebene E herausgefahren werden, wie dies gestrichelt in Fig. 1 gezeigt ist. Als Stellvor­ richtung 49 kommt in erster Linie der Kolben eines sich längs des Hebels 27 erstreckenden Hydraulikzylinders in Betracht. In der Außenstellung kann der Kran 48 die Walzenenden unmittelbar fassen und die Walze vertikal abführen.

Claims (8)

1. Kalander für Bahnen aus Papier oder ähnlichem Mate­ rial, mit zwei Walzenstapeln, die je an mindestens einem Ende eine Durchbiegungseinstellwalze aufwei­ sen, deren Mantel über eine Durchbiegungseinstel­ leinrichtung auf einem drehfest gehaltenen Träger abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Durchbiegungseinstellwalze (8) des einen Walzensta­ pels (2) und eine Durchbiegungseinstellwalze (9) des anderen Walzenstapels (3) vom Mantelhub-Typ und einander benachbart sind und einen unter Ausnutzung des Mantelhubs schließbaren Zusatznip (34) bilden können, und daß die Wirkrichtung der Durchbiegungs­ einstelleinrichtung (15) wahlweise zum zugehörigen Walzenstapel (2, 3) oder zur anderen Durchbiegungs­ einstellwalze (8, 9) weist.

2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbiegungseinstelleinrichtung (15) eine Stützelementreihe (18) aufweist, die mittels einer Stellvorrichtung (22) um einen Winkel versetzbar ist.

3. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lager (94) für den Träger (91) zumindest der einen Durchbiegungseinstellwalze (9) Exzenter (93) aufweisen, mit denen der Abstand zwi­ schen den benachbarten Durchbiegungseinstellwalzen (8, 9) verkleinerbar ist.

4. Kalander nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenter (93) zusammen mit dem Träger (91) durch die Stellvorrichtung (22) um einen Winkel verdrehbar sind.

5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Walzenstapel (2, 3) eine gemeinsame Mittelebene haben.

6. Kalander nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Mittelebene schräg zur Horizon­ talen verläuft.

7. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenstapel (2, 3) eine ungerade Anzahl von Walzen aufweisen und jeder Nip (25 bis 33) durch eine harte und eine elastische Walze begrenzt ist und daß die den Zusatznip (34) begrenzenden Durchbiegungseinstellwalzen (8, 9) ei­ nen elastischen Bezug tragen.

8. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Walzenstapel (2, 3) je 5 Walzen aufweisen.