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Die
Erfindung betrifft einen Kalander mit einem Walzenstapel aus mindestens
zwei Walzen, die jeweils einen Arbeitsbereich aufweisen und im Bereich
ihrer axialen Enden in Ständern
gelagert sind, und einer Anschlußanordnung, die bei mindestens einer
Walze einen Fluidanschluß und
bei mindestens einer Walze einen Antriebsanschluß aufweist.
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Ein
derartiger Kalander wird verwendet, um eine Materialbahn, beispielsweise
eine Papierbahn, zu satinieren. Hierzu wird die Materialbahn durch mindestens
einen Nip geführt,
der durch zwei benachbarte Walzen gebildet ist, die gegeneinander
gedrückt
werden. Bei einem Walzenstapel, der mehr als zwei Walzen aufweist,
gibt es eine entsprechend höhere
Anzahl von Nips, in denen die Materialbahn beaufschlagt werden kann.
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Mindestens
eine der Walzen ist angetrieben. In modernen Kalandern des Janus-Typs
sind sogar alle Walzen ange trieben. Der Antrieb der mindestens einen
Walze erfolgt über
eine Stirnseite der Walze, d.h. es ist ein Antriebsanschluß in einem
der beiden Ständer
vorgesehen. Dieser Antriebsanschluß kann beispielsweise einen
elektrischen oder hydraulischen Motor aufweisen, der direkt oder über ein
Getriebe mit der Walze verbunden ist. In der Regel sind zumindest
die Endwalzen als Durchbiegungseinstellwalzen ausgebildet. Bei einer
Durchbiegungseinstellwalze ist der Walzenmantel über hydraulisch geschmierte Stützschuhe
auf einem Joch oder Träger
abgestützt. Hier
ist laufend eine Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit erforderlich. Den
Wälzlagern
der Walzen muß laufend
Schmieröl
zugeführt
werden. Zur Verbesserung von Oberflächeneigenschaften einer Papierbahn
ist es üblich,
mindestens eine Walze in dem Walzenstapel zu beheizen. Hierzu ist
eine weitverbreitete Vorgehensweise, daß man ein Wärmeträgermedium, beispielsweise eine
heiße
Flüssigkeit,
wie Wasser oder Öl,
oder Dampf in die Walze einleitet. Für die Zufuhr der Hydraulikflüssigkeit,
für die
Zufuhr der Schmierflüssigkeit
oder für
die Zufuhr des Wärmeträgermediums
ist ein Fluidanschluß erforderlich,
der ebenfalls im Bereich eines oder sogar beider Ständer angeordnet
ist. Ein derartiger Fluidanschluß kann beispielsweise eine
Drehdurchführung
aufweisen, mit der es möglich
ist, ein Fluid von dem stillstehenden Ständer auf die rotierende Walze
zu übertragen.
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Bei
immer schneller arbeitenden Kalandern steigt die Gefahr einer Beschädigung von
Komponenten des Kalanders. Beispielsweise können Leitungen brechen oder
Lager beschädigt
werden. Dies kann zu gefährlichen
Situationen führen.
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DE 44 12 625 A1 zeigt
einen Kalander zum Behandeln einer Materialbahn. Der Kalander weist eine
Walzenanordnung mit mindestens einer beheizten Walze auf. Ein Gehäuse ist
vorgesehen, das die Walzenanordnung oder einen Teil davon umgibt.
Das Gehäuse
kann bis auf Öffnungen
zum Ein- und Ausführen
der Materialbahn geschlossen sein.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit im Betrieb
zu erhöhen.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Kalander der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
daß die
Anschlußanordnung
in einem Raum angeordnet ist, der durch ein geschlossenes Gehäuse umgrenzt
ist, das eine Sperrwand zwischen der Anschlußanordnung und den Arbeitsbereichen
der Walzen bildet.
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Man
ist damit zwar nicht in der Lage, die Entstehung eines Schadens
am Kalander auszuschließen.
Man kann jedoch die Auswirkungen eines derartigen Schadens klein
halten. Im Falle eines Maschinenschadens im Bereich der Anschlußanordnung herrscht
eine erhöhte
Unfall- und Brandgefahr, beispielsweise durch spritzendes Öl, das sich
auch entzünden
kann und dann brennt, oder durch herumfliegende Bauteile, wenn beispielsweise
eine Drehdurchführung
beschädigt
wird. Derartige Schäden können im
Umfeld des Kalanders erhebliche Folgeschäden anrichten, beispielsweise
an der Papiermaschine, an den Steuerwarten, am Kran oder sogar an Personen,
die sich in der Halle aufhalten, in der auch der Kalander steht.
Die Schadensfolgen, die durch einen Schaden am Kalander hervorgerufen
werden, können
wirtschaftlich ein Vielfaches des Schadens am Kalander betragen.
Unter Umständen
können
sie sogar die Existenz der Papierfabrik gefährden, wenn neben dem Kalander
noch weitere wichtige Maschinen, beispielsweise die Papiermaschine,
ausfallen. Durch das Gehäuse
sorgt man nun dafür,
daß die Schadensfolgen
auf einen relativ eng umgrenzten Raum begrenzt werden. Bei einem
Schaden am Kalander werden daher keine anderen Maschinen oder Teile
der Fabrik beschädigt.
Eine schnelle Wiederherstellung der Betriebsfähigkeit ist daher gewährleistet.
Vor allem ist die Gefährdung
von Personen verringert worden. Darüber hinaus ergibt sich ein wirtschaftlicher
Vorteil im Fall von Bränden.
Das Gehäuse
bildet einen eigenen Brandbereich, der von der Halle getrennt ist.
Dies wirkt sich günstig
auf die Versicherungsprämien
aus. Auch am Kalander an sich bleiben die Folgeschäden geringer.
Schäden, die
im Gehäuse
auftreten, haben keine oder nur vergleichsweise geringe Auswirkungen
auf die Walzenoberflächen,
die in der Regel eine gewisse Empfindlichkeit aufweisen.
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Vorzugsweise
bildet der Ständer
einen Teil des Gehäuses.
Der Ständer
muß aus
mechanischen Gründen
eine gewisse Stabilität
aufweisen. Er bildet daher eine mechanisch sehr wirksame Sperrwand zwischen
der Anschlußanordnung
und den eigentlichen Arbeitsbereichen der Walzen, so daß die Walzen
bei Auftreten eines Schadens an der Anschlußanordnung vor Folgeschäden geschützt sind.
Der stabile Ständer
gibt dem gesamten Gehäuse
selbst auch eine gewisse Stabilität, so daß man die übrigen Wände des Gehäuses kostengünstig ausführen kann.
Diese Wände
müssen
lediglich geeignet sein, umherfliegende Teile vom Austritt nach
draußen
zu hindern und ggf. einem Feuer einen gewissen Widerstand entgegenzusetzen.
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Vorzugsweise
weist der Raum eine Löschmitteleinspeisung
auf. Für
den Fall, daß ein
Brand entsteht, wird durch die Löschmitteleinspeisung
eine Maßnahme
vorgesehen, diesen Brand relativ schnell zu löschen. Das Löschmittel
kann auf den speziellen Anwendungsfall hin abgestimmt werden. Es
kann sich beispielsweise um CO2 oder um
einen Löschschaum
handeln, also um Löschmittel,
de ren schädliche
Auswirkungen auf die Anschlußanordnung
gering gehalten werden kann.
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Vorzugsweise
ist der Walzenstapel gegenüber
der Schwerkraftrichtung geneigt und das Gehäuse weist einen entsprechend
geneigten Deckel auf, der als Basis für eine Treppenanordnung dient.
Man nutzt also das Gehäuse
für einen
zweiten Zweck, nämlich
dazu, den Zugang zu den Walzen zu erleichtern. Ein derartiger Zugang
ist beispielsweise dann günstig,
wenn eine Bedienungsperson Wartungsarbeiten vornehmen möchte oder
eine Materialbahn in den oder die Nips des Walzenstapels einführen möchte.
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Vorzugsweise
ist der Deckel verlagerbar. Man erhält dann von oben Zugriff auf
die Anschlußanordnung,
was insbesondere dann günstig
ist, wenn man Komponenten der Anschlußanordnung mit dem Hallenkran
handhaben möchte.
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Hierbei
ist besonders bevorzugt, daß der
Deckel in Axialrichtung der Walzen verlagerbar ist. Eine Verschiebung
des Deckels läßt sich
in der Regel mit einer geringeren Kraft durchführen als ein "Aufklappen". Die Handhabung
wird damit vereinfacht.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß der
Deckel auf Schienen gelagert ist. Die Schienen bilden einerseits eine
Führungsmöglichkeit
für den
Deckel, so daß er positionsgenau
gehalten werden kann. Darüber
hinaus bilden die Schienen auch eine Gleit- oder Rollfläche, die
das Bewegen des Deckels erleichtert.
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Vorzugsweise
sind die Schienen außerhalb des
Querschnitts des Walzenstapels angeordnet und erstrecken sich über die
Breite des Kalanders. Man kann also den Deckel über die Walzen hinwegfahren und
so den Deckel gleichzeitig als Arbeitsbühne nutzen, um Inspektions- oder Wartungsarbeiten
an den Walzen vorzunehmen oder die Materialbahn in die Nips einzufädeln. Da
die Schienen außerhalb
des Querschnitts des Walzenstapels angeordnet sind, behindern sie
den Betrieb des Kalanders nicht und gestatten im übrigen auch
einen freien Zugriff auf alle Walzen von oben. Die Handhabung der
Walzen mit dem Hallenkran wird also nicht behindert.
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Vorzugsweise
weist der Deckel eine Dichtungsanordnung zum übrigen Gehäuse hin auf. Diese Dichtungsanordnung
dichtet den Deckel zum Gehäuse
hin ab. Da der Deckel gegenüber
dem Gehäuse
beweglich sein soll, ist es praktisch nicht möglich, hier eine Anpassung
des Deckels an das Gehäuse dergestalt
vorzunehmen, daß keine
Spalte entstehen. Die Dichtungsanordnung ist nun in der Lage, derartige
Spalten abzudichten, so daß beispielsweise
die Gefahr eines Flammendurchtritts klein bleibt. Auch ist das Risiko
vermindert, daß umherfliegende Teile
durch einen Spalt zwischen Gehäuse
und Deckel herausgeschleudert werden.
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Vorzugsweise
weist die Dichtungsanordnung eine Dichtung auf, die druckbeaufschlagbar
ist. Man kann die Dichtung druckentlasten, wenn der Deckel verschoben
werden soll, und mit Druck beaufschlagen, wenn die Dichtungsanordnung
den Deckel gegenüber
dem Gehäuse
abdichten soll. Dies ist eine relativ einfache Maßnahme,
um das Öffnen
des Deckels zu ermöglichen.
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Bevorzugterweise
sind zumindest einige Mittelwalzen des Walzenstapels an Hebeln gelagert
und zwischen einander benachbarten Hebeln sind Schutzkissen angeordnet.
Diese Schutzkissen sind in der Lage, ein Umherfliegen von Bauteilen
abzudämpfen,
wenn sich derartige Bauteile im Bereich der Hebel lösen. Gerade
im Bereich der Hebel, wo die Abstände zwischen einem Schadensort
und einem möglichen
Schadensfolgeort kurz sind, sind die Schutzkissen ein sehr wirkungsvolles
Instrument, um Folgeschäden
zu verringern oder sogar ganz zu vermeiden.
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Hierbei
ist besonders bevorzugt, daß die Schutzkissen
einen Raum zwischen Hebeln ausfüllen.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Schutzkissen aufblasbar
gestaltet sind, also unter Druck gesetzt werden können. Es
ist aber auch möglich,
vorgeformte, aber noch verformbare Elemente zu verwenden und sie
zwischen den Hebeln einzusetzen. Wenn kein Freiraum zwischen den
Hebeln besteht, wird das Lösen
von Bauteilen verhindert.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Kalanders,
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2 eine
Ansicht "X" nach 1,
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3 eine
Schnittansicht A-A nach 1,
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4 eine
Teilansicht aus 2,
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5 eine
Detailansicht von Lagerhebeln,
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6 eine
schematische Seitenansicht eines anderen Kalanders und
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7 eine
schematische Vorderansicht eines Teils des Kalanders nach 6.
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Ein
Kalander 1 nach den 1 bis 5 weist
einen Walzenstapel mit zehn Walzen 2-11 auf. In
der Darstellung der 2 sind die obersten drei Walzen 2-4 ausgebaut.
Der Walzenstapel ist gegenüber
der Horizontalen um einen Winkel von etwa 45° geneigt. In an sich bekannter
Weise ist die oberste Endwalze 2 und die unterste Endwalze 11 als
Durchbiegungseinstellwalze ausgebildet. Die unterste Endwalze wird
durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung 12 mit
einer Kraft in einer Pressenebene 13 beaufschlagt, in der
die Achsen praktisch aller Walzen 2-11 liegen.
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Die
Walzen 4, 6, 8, 10 sind als
Heizwalzen ausgebildet, denen über
Leitungen 14 ein Heizmedium zugeführt wird, beispielsweise heißes Wasser, heißes Öl oder Dampf.
Die Leitungen 14 sind über nicht
näher dargestellte
Drehdurchführungen
mit den Walzen 4, 6, 8, 10 verbunden.
Die Walzen 5, 9 weisen Antriebe 15, 16 auf,
die beispielsweise als elektrische oder hydraulische Motoren ausgebildet
sind. Natürlich
können
auch andere oder sogar alle Walzen angetrieben sein. Die Oberwalze 2 und
die Unterwalze 11 sind mit hydraulischen Anschlüssen 17, 18 versehen,
die hier aus Gründen
der Übersicht
lediglich als Pfeil dargestellt sind. Über die hydraulischen Anschlüsse wird
Hydraulikflüssigkeit
unter Druck zugeführt.
Die Oberwalze 2 und die unterste Walze 11 sind
als Durchbiegungseinstellwalzen ausgebildet, bei denen sich der
Walzenmantel über Stützschuhe
an einem Träger
abstützt.
Die Berührungsfläche zwischen
den Stützschuhen
und dem Walzenmantel wird laufend durch die hydraulische Flüssigkeit
geschmiert.
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Die
Drehdurchführungen,
durch die die Heizflüssigkeit
von den Leitungen 14 zugeführt wird, die Antriebe 15, 16 oder
auch die Anschlüsse 17, 18 bilden
eine Anschlußanordnung,
die dem Risiko einer Schädigung
ausgesetzt ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Kalander 1 höher beansprucht
ist, beispielsweise mit einer relativ hohen Betriebsgeschwindigkeit
laufen muß.
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Die
Walzen sind in einem Ständer 19 gelagert,
der (siehe 2) eine Wand eines Gehäuses 20 bildet.
Das Gehäuse 20 umschließt einen
Raum 21, in dem die Anschlüsse (die oben erwähnte Anschlußanordnung)
angeordnet sind, also die Fluidanschlüsse zu den Leitungen 14,
die Antriebsanschlüsse
zu den Antrieben 15, 16 und die hydraulischen
Anschlüsse 17, 18.
Das Gehäuse
ist allseitig geschlossen. Wenn sich im Betrieb Teile von den Drehdurchführungen
lösen,
dann können
diese auch bei einer höheren
Geschwindigkeit keinen größeren Schaden außerhalb
des Kalanders 1 anrichten, weil sie innerhalb des Gehäuses 20 festgehalten
werden.
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Im
Gehäuse 20 sind
auch Löschmitteleinspeisungen 22 vorgesehen,
durch die ein Löschmittel,
beispielsweise ein Löschschaum
oder ein Gas, wie Kohlendioxid (CO2), in
den Raum 21 eingespeist werden können, wenn ein Feuer in dem
Raum entdeckt wird.
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Eine
Tür 23 ist
im Gehäuse 20 vorgesehen, um
einer Bedienungsperson Zugang zu dem Raum 21 zu verschaffen.
In dem Raum 21 ist eine Treppe 24 angeordnet,
die ein Benutzer betreten kann, um Zugang zu allen Anschlußanordnungen
zu erhalten. Ferner sind in der Seitenwand des Gehäuses 20 Fensteröffnungen
vorgesehen, durch die von außen eine
optische Kontrolle der Anschlußanordnung möglich ist.
Die Fensteröffnungen 25 sind
durch Scheiben verschlossen, vorzugsweise aus einem nicht brennbaren
und sehr schlagfesten Kunststoff.
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Das
Gehäuse
ist oben durch einen Deckel 26 verschlossen, auf dem eine
Treppe 27 angeordnet ist. Seitlich neben der Treppe 27 sind
Arbeitsplattformen 28 (2) ausgebildet,
von denen jede einer Walze 2-11 zugeordnet ist.
Ein Bediener kann also über
die Treppe 27 zu den Arbeitsplattformen 28 gelangen
und von dort auf Lager 29 der Walzen zugreifen, die, wie
gesagt, im Ständer 19 gelagert
sind.
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Der
Deckel 26 ist auf Schienen 30, 31 verschiebbar.
Er ist hierzu mit Rollen 32 versehen. Die Schienen 30, 31 erstrecken
sich im wesentlichen parallel zu den Achsen der Walzen 2-11.
Sie sind außerhalb
des Querschnitts des Walzenstapels angeordnet, d.h. zwischen den
Schienen 30, 31 besteht ein Zugriff auf alle Walzen
von oben, so daß die
Walzen 2-11 durch einen Hallenkran gehandhabt
werden können,
ohne mit den Schienen 30, 31 in Konflikt zu geraten.
Es ist deswegen möglich,
wie dies mit gestrichelten Linien in 2 dargestellt
ist, die Schienen 30, 31 über die gesamte Breite des
Kalanders zu erstrecken, so daß der
Deckel 26 quer über
den Kalander 1 gefahren werden kann, um einen Zugriff auf
die Walzen 2-11 auch im Bereich ihrer Arbeitsbreite
zu erhalten. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn man eine
Materialbahn in die zwischen den Walzen 2-11 gebildeten
Nips einführen
möchte.
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Wenn
man lediglich einen Zugriff auf den Raum 21 benötigt, dann
kann man den Deckel 26 vom Walzenstapel wegfahren, d.h.
nach außen
(in 2 nach links).
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Wie
aus 4 zu erkennen ist, weist der Deckel 26 an
seiner Unterseite Dichtungen 33, 34 auf, die als
Schläuche
ausgebildet sind und eine Dichtungsanordnung bilden. Die Dichtungen 33, 34 können dann,
wenn der Deckel 26 in seiner geschlossenen Position auf
dem Gehäuse 20 angeordnet
ist, unter Druck gesetzt werden, um so eine Abdichtung zwischen
dem Deckel 26 und dem Gehäuse 20 zu bewirken.
Es ist hierbei nicht erforderlich, daß die Abdichtung zwischen dem
Deckel 26 und dem Gehäuse 20 hermetisch
dicht ist. Sie sollte nur verhindern, daß Flammen aus dem Raum 21 ins
Freie gelangen können
und daß im
Raum 21 umherfliegende Teile nach außen gelangen können.
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Wenn
der Deckel 26, wie in 4 dargestellt,
verschoben worden ist, um den Raum 21 freizugeben, dann
können
die Lager 29 vom Ständer 19 gelöst werden
und eine Walze 5 kann nach oben abtransportiert werden,
beispielsweise mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Hallenkranes.
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Wie
aus 5 zu erkennen ist, sind zumindest die Mittelwalzen 5-7 an
Hebeln 35, 36, 37 im Ständer 19 gela gert.
In der Regel werden alle Zwischenwalzen 3-10 an
derartigen Hebeln gelagert sein.
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Zwischen
den Hebeln 35, 36 bzw. 36, 37 sind Schutzkissen 38, 39 angeordnet,
die aufblasbar sind oder aus einem verformbaren Kunststoff, beispielsweise
einem Schaumstoff, gebildet sind. Die Schutzkissen 38, 39 haben
mehrere Aufgaben. Sie füllen den
Raum zwischen den Hebeln 35-37 aus. Falls sich
im Betrieb Teile von den Walzen 5-7 im Bereich der
Lager lösen,
wird ein Wegfliegen derartiger Teile durch die Schutzkissen 38, 39 verhindert.
Wenn sie mit einem gewissen Druck, der durchaus klein sein kann,
zwischen die Hebel 35-37 eingepaßt sind, dann
wirken sie zusätzlich
als Dämpfungselemente gegen
Schwingungen der Hebel 35-37. Die Schwingungsdämpfung ist
ein weiterer Sicherheitsaspekt, weil bei einer geringeren Schwingung
mit weniger Schäden
zu rechnen ist.
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Die 6 und 7 zeigen,
daß auch
bei einem 2-Walzen-Kalander
ein derartiges Gehäuse
vorgesehen sein kann. Gleiche Teile sind hier mit den gleichen Bezugszeichen
versehen. Dargestellt ist, daß der
Walzenstapel aus den beiden Walzen 2, 11 (Oberwalze 2 und
Unterwalze 11) im wesentlichen vertikal angeordnet ist.
Es ist aber auch bei einem 2-Walzen-Kalander möglich, den Walzenstapel gegenüber der
Vertikalen zu neigen.