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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperierung einer auf einem Bewegungspfad laufenden Faserstoffbahn, insbesondere innerhalb eines Kalanders, mit einer temperierbaren Walze und einem durch wenigstens eine Leitwalze gestützten, umlaufenden und über einen Umfangsabschnitt an der Walze anliegenden Band, das die Faserstoffbahn zum Zweck eines guten Wärmeübergangs an die Walze andrückt.
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Ein solches Band wird beispielsweise in der
DE 2009 100 288 57 A1 verwendet. Es kann aus Metall bestehen, wird aber vorzugsweise aus Kunststoff auf einem Gewebe hergestellt. Es ist vorteilhaft, wenn das Band an der Seite, mit der es eine Faserstoffbahn gegen eine temperierbare Walze andrückt, sehr glatt ist. Damit wird der Glättprozess, insbesondere in einem Kalander, positiv beeinflusst.
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Dabei ist es auch wichtig, dass es nicht zu einer Relativbewegung zwischen Band und Faserstoffbahn kommt, denn durch die Reibung wird die Faserstoffbahn ebenfalls rauer.
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Ein seitlich verlaufendes Band stellt im Übrigen eine Störquelle für die Maschine dar. Es würde die Faserstoffbahn nicht mehr gleichförmig über die gesamte Bahnbreite gegen die temperierte Walze andrücken können. Zudem besteht die Gefahr, dass das Band mit einer Kante in den Lagerbereich einer Leitwalze gerät und dort zerstört wird.
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Sehr aufwändige Vorgehensweisen zur Lageregelung eines Bandes sind bereits vorgeschlagen worden. So wird beispielsweise in der
DE 10 2008 002 513 A1 beschrieben, die Bandkante über eine Wirbelstrommessung zu erfassen. Das Signal wird dann dazu genutzt über Stellglieder (z. B. Leitwalzenstellung oder -bombage) den korrekten Bandlauf einzuhalten.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung zur Temperierung einer Faserstoffbahn mit umlaufenden und über einen Umfangsabschnitt an der Walze anliegenden Band zu schaffen, bei der auf eine Lageregelung des Bandes verzichtet werden kann.
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Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass das Band wenigstens ein Element aufweist, über das Kräfte quer zum Bewegungspfad aufnehmbar sind und das Band dabei an wenigstens einer Leitwalze oder einer temperierbaren Walze in deren axialer Richtung abstützbar ist.
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Das Band wird auf diese Weise formschlüssig oder wenigstens vorwiegend formschlüssig durch einen Anschlag an einer Leitwalze oder der temperierbaren Walze geführt. Sinnvoll ist es hier, eine beidseitige Führung vorzusehen, das heißt, die Führung verhindert ein Abdriften des Bandes sowohl zu der einen als auch zu der anderen Lagerseite der entsprechenden Walze. Unter einem Element ist hier ausdrücklich nicht nur ein Körper zu verstehen, sondern auch eine Aussparung von Material.
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Mit Vorteil verfügt die temperierbare Walze oder Leitwalze über eine der Form des Elementes komplementäre Vertiefung oder Erhebung in der Oberfläche. Das „Ineinandergreifen“ der entsprechenden Walze und des Bandes ist eine besonders einfache Ausgestaltung, um ein seitliches Verschieben des Bandes (also in axialer Richtung der entsprechenden walze) zu verhindern.
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Dabei ist es von besonderem Vorteil wenn sowohl die Erhebung als auch die Vertiefung einen konischen Querschnitt haben. Solange das Band unter einer Vorspannung steht, ist der Bahnlauf dadurch vollkommen spielfrei und sicher.
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Es ist von Vorteil, wenn das Element einseitig über die Oberfläche des Bandes übersteht. Greift eine regulierende Kraft an einem überstehenden Element an, so wird die Gefahr, dass die Bandfläche nicht mehr gleichförmig an der Faserstoffbahn anliegt, verringert. Die Führung des Bandes erfolgt dann durch ein Element, das eine Art Wulst am Band darstellt. Der Wulst kann dabei jede beliebige Form annehmen. Das überstehende Element kann sowohl aus dem gleichen Material wie das Band gebildet sein, sogar aus ihm heraus geformt sein, als auch aus einem verschleißfesten anderen Werkstoff sein.
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Vorzugsweise erstreckt sich das Element oder mehrere Elemente in einem schmalen Bandbereich in Umfangsrichtung des Bandes. Dadurch müssen an der Leitwalze oder der temperierbaren Walze auch nur an einer Stelle ein entsprechendes Widerlager eingerichtet werden. Allerdings soll die Erfindung auch nicht ausschließen, zwei oder mehr umfänglich verlaufende Bandbereiche mit Elementreihen vorzusehen.
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Bevorzugt liegt der Bandbereich außerhalb des Berührungsbereichs der Faserstoffbahn. In diesem Fall kann das Element auch derart zur temperierten Walze gerichtet sein, dass es an ihr geführt wird. Dabei ist der Faserstoffbahn-bedeckte Teil des Bandes nicht betroffen. Aber auch wenn die Elemente auf der der Faserstoffbahn abgewandten Seite des Bandes angeordnet sind, wird ein radialer Druck durch das Element auf die Faserstoffbahn vermieden.
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Ein überstehendes Element auf dem Band kann in Umfangsrichtung des Bandes gesehen eine gleichmäßige Höhe besitzen. Allerdings ist es von deutlich größerem Vorteil, wenn das Element oder die Elemente in Bandlaufrichtung eine zahn- oder wellenförmige Kontur aufweisen. Dadurch ist das Band wesentlich einfacher zu biegen und kann sich ohne vergrößerte Biegespannungen bei der Umlenkung um die Leitwalzen krümmen. Die Wellenberge oder beabstandeten Zähne werden beispielsweise in einer Nut in der Walzenoberfläche aufgrund der Umschlingung zueinander gekippt, berühren sich aber nicht. Dadurch ist ein entsprechender Radius im Bahnlauf des Bandes erreichbar, der – obwohl sich die stabilisierenden Elemente auf dem Band befinden – eine über die Bandbreite gleichförmige Beanspruchung des Bandes zur Folge hat.
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Bevorzugt ist wenigstens ein Element auf der Bandoberfläche befestigt. Das Band wird also auf herkömmliche Weise hergestellt und die Elemente werden im Nachhinein an dem Band befestigt. Hier kommen insbesondere Verfahren wie Kleben oder Nähen in Frage.
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Wenn das Band ähnlich breit wie die Faserstoffbahn ist, d. h. das Band die temperierbare Walze nicht berühren und durch zu hohe Temperaturen beschädigt werden kann, ist es möglich und bei vielen Faserstoffbahnsorten sinnvoll, die Oberflächentemperatur der temperierbaren Walze über 150°C zu betreiben. Damit das Band keinen Kontakt mit der heißen Walze bekommt, ist die erfindungsgemäße Führung des Bandes besonders wichtig.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kalanders, der mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist,
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2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Bandes mit einem wellenförmigen Element und
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3 zeigt ein an einer Walze anliegendes Band mit einem Element und einer komplementären Umfangsnut in der Walzenoberfläche
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1 zeigt einen Kalander 1, der mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist. Erfindungswesentliche Details sind allerdings erst in den 2 und 3 dargestellt.
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Der Kalander 1 umfasst eine temperierbare Walze 11 und in der Regel mindestens eine Gegenwalze 12. Die temperierbare Walze 11 kann mit allen herkömmlichen Methoden temperiert, also beheizt oder gekühlt werden. Bis auf wenige Ausnahmen sind Kalanderwalzen allerdings beheizt, und zwar in bekannter und deshalb nicht näher dargestellter Weise über Heizfluide die die Walze durchströmen bzw. die Oberfläche beaufschlagen oder induktive Heizungen. Bei vielen Faserstoffbahnsorten ist eine Beheizung auf eine Oberflächentemperatur über 150°C wünschenswert.
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Die Gegenwalze 12 kann mit einem elastischen Belag 7 versehen sein, damit die Faserstoffbahn 2 in dem Kalandernip 9 gleichmäßig verdichtet wird. Ist es jedoch gewünscht, die Bahn 2 stark zu komprimieren und zu kalibrieren, ist als Gegenwalze 12 auch der Einsatz einer ggf. ebenfalls beheizten Walze mit metallischer Oberfläche denkbar.
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Die Faserstoffbahn 2 durchläuft den Kalandernip 9 und wird ggf. über Umlenkwalzen in ihrem Bahnlaufpfad 10 eingestellt. Auf ihrem Bahnlaufpfad 10 liegt die Faserstoffbahn nach dem Kalandernip 9 über einen einstellbaren Umschlingungswinkel an der Heizwalze 11 an. Man hat erkannt, dass eine Nachtemperierung – also nach einem Kalandernip – der Faserstoffbahn in ihrer Glanz- und Glätteausbildung weiter hilft.
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Um einen besseren Wärmeübergang von der Heizwalze 11 auf die Faserstoffbahn 2 zu schaffen, ist ein Band 13 vorgesehen, das in um Leitwalzen 14 gespannten Zustand die Faserstoffbahn 2 gegen die Heizwalze 11 drückt. Zum Spannen des Bandes 13 ist wenigstens eine Leitwalze 14 in nicht dargestellter Weise verstellbar. Die Leitwalzen können wahlweise frei oder an der Heizwalze anliegend gelagert sein.
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Um ein Verlaufen des Bandes 13 zu vermeiden sind erfindungsgemäß Elemente 3, 3.1, 3.2 an dem Band 13 vorgesehen, die man in den 2 und 3 besser erkennen kann. Sie können Kräfte quer zum Bewegungspfad 10 aufnehmen und stützen das Band 13 dabei an wenigstens einer Leitwalze 14 oder der temperierbaren Walze 11 in deren axialer Richtung ab. Sofern die Faserstoffbahn 2 genau so oder ähnlich breit ist wie das Band 13, wird der direkte Kontakt des Bandes 13 mit der temperierbaren Walze 11 vermieden.
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3 zeigt eine Leitwalze 14 für das Band 13. Die Leitwalze ist an ihren Enden in Zapfen 8 lagerbar. In einem Endbereich, vorzugsweise jenseits des Faserstoffbahn-Bereichs, besitzt die Leitwalze eine konische Nut 4, in die genau das ebenfalls konische Element 3, eine über die Oberfläche 5 des Bandes reichende Erhebung, eingreifen kann. Das Element 3 ist mit dem Band 13 beispielsweise verklebt oder vernäht und verhindert durch die passgenaue Anlage an der Nutwand ein seitliches (also in walzenaxialer Richtung) Verschieben des Bandes 13. Das Element 3 überdeckt also im Wesentlichen einen schmalen Bandbereich 16 in Unfangsrichtung des Bandes 13. Die Erfindung schließt selbstverständlich nicht aus, dass die Erhebung auch auf der Walzenoberfläche angebracht sein könnte und das Band 13 die komplementäre Nut aufweist.
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In diesem Beispiel ist mit besonderem Vorteil vorgesehen, dass das Element 3 auf der Bandoberfläche aus mehreren wellenförmigen Erhebungen 3.1, 3.2 aufgebaut ist. Bei der Umschlingung des Bandes 13 und die Leitwalze 14 führt die Krümmung des Bandes nicht zu zusätzlichen Biegespannungen aufgrund des Elementes 3. Das Band kann nämlich in den „Tälern“ knicken und die „Berge“ stoßen bei den gegebenen Radien der Leitwalzen 14 nicht aneinander.
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Es sei noch darauf hingewisen, dass die Erfindung folgende Erweiterungen nicht ausschließt:
- a) Es können mehrere Elemente in mehreren über einen schmalen Bandbereich 16 in Umfangsrichtung 6 verlaufenenden Bereichen eingesetzt sein.
- b) Die Führung für das Band 13 kann durchaus auch an der Heizwalze 11 vorgesehen sein. In diesem Fall muss der Bahnlaufpfad 10 der Faserstoffbahn 2 seitlich daneben verlaufen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kalander
- 2
- Faserstoffbahn
- 3
- Element
- 3.1, 3.2
- Teilelemente, Erhebungen
- 4
- Vertiefung, Nut
- 5
- Bandoberfläche
- 6
- Umfangsrichtung des Bandes
- 7
- Walzenbelag
- 8
- Zapfen, Lagerstelle
- 9
- Kalandernip
- 10
- Bahnlaufpfad
- 11
- Temperierbare Walze, Heizwalze
- 12
- Gegenwalze
- 13
- Band
- 14
- Leitwalze
- 15
- Umlenkwalze
- 16
- Schmaler Bandbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 200910028857 A1 [0002]
- DE 102008002513 A1 [0005]
