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Die
vorliegende Erfindung betrifft Papier- oder Kartonmaschine, insbesondere
Kalander. Die vorliegende Erfindung betrifft genauer ausgedrückt ein
Verfahren in einem Kalander nach den Oberbegriffen von Ansprüchen 1 und
9, und einen Mehrwalzenkalander nach dem Oberbegriff von Anspruch
10, 14 und 15.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Belastung einer Kalanderwalze
eines Mehrwalzenkalanders nach dem Oberbegriff von Anspruch 18,
und einen Mehrwalzenkalander nach dem Oberbegriff von Anspruch 27
zur Durchführung
des Verfahrens.
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Die
Kalandrierung wird im Allgemeinen ausgeführt, um die Eigenschaften wie
Glattheit oder Glanz eines bahnähnlichen
Werkstoffes wie zum Beispiel einer Papier- oder Kartonbahn zu verbessern. Bei
der Kalandrierung wird die Bahn in einen Walzenspalt bzw. Nip übergeben,
d. h. in den Kalanderwalzenspalt, der zwischen Walzen ausgebildet
wird, die gegeneinander gepresst werden, wobei in dem Walzenspalt
die Bahn durch die Einwirkung von Temperatur, Feuchtigkeit und Walzenspaltdruck
verformt wird. In dem Kalander werden die Walzenspalte zwischen
einer glattflächigen
Presswalze wie zum Beispiel einer Metallwalze, und einer mit einem
elastischen Werkstoff bedeckten Walze ausgebildet, wie zum Beispiel
einer Polymerwalze. Die Walze mit elastischer Oberfläche passt
sich selbst den Formen der Bahnoberfläche an und presst die gegenüberliegende
Seite der Bahn gleichmäßig gegen
die Presswalze mit glatter Oberfläche. In diesem Zusammenhang
bezieht sich der Begriff Kalanderwalzen auf Walzen, die den Kalanderwalzenspalt
ausbilden, obere Walze bezieht sich auf die oberste Walze in einer
Baugruppe von Walzen, oberer Walzenspalt bezieht sich auf den obersten
Kalanderwalzenspalt, der zwischen der oberen Walze und der Kalanderwalze unter
der oberen Walze ausgebildet wird, untere Walze bezieht sich auf
die unterste Walze in einer Baugruppe von Walzen und unterer Walzenspalt
bezieht sich auf den untersten Kalanderwalzenspalt in einer Baugruppe
von Walzen, wobei der unterste Kalanderwalzenspalt zwischen der
unteren Walze und der Kalanderwalze über der unteren Walze ausgebildet wird.
Zwischenwalzenspalt bezieht sich auf mittels Kalanderwalzen zwischen
dem oberen Walzenspalt und dem unteren Walzenspalt eines Kalanders
ausgebildete Kalanderwalzenspalte.
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Die
Linie zwischen Papier und Karton ist flexibel und sie können gemäß ihrem
Flächengewicht
in zwei Kategorien unterteilt werden: Einzellagige Papiere mit einem
Flächen gewicht
von 25–300
g/m3 und Kartons, die unter Verwendung einer
Mehrlagentechnik hergestellt werden und ein Flächengewicht von 150–600 g/m3 aufweisen. Wie ersichtlich ist, ist die
Linie zwischen Papier und Karton flexibel, da Kartons mit dem kleinsten
Flächengewicht
leichter als Papiere mit dem höchsten
Flächengewicht
sind. Papier wird im Allgemeinen zum Drucken, und Karton zum Verpacken
verwendet.
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Die
nachfolgenden Beschreibungen sind Beispiele von Faserbahnwerten,
die gegenwärtig verwendet
werden, wobei beträchtliche
Abweichungen von den gegebenen Werten möglich sind.
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Holzhaltige
Druckpapiere, d. h. aus Holzschliff hergestellte Druckpapiere umfassen
Zeitungspapier, ungestrichenes Magazinpapier und gestrichenes Magazinpapier.
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Zeitungspapier
besteht entweder vollständig aus
Holzschliff oder es kann nur eine kleine Menge an gebleichtem Weichholzzellstoff
(0–15
%) enthalten und/oder ein Teil des Holzschliffes kann durch Recyclingfasern
ersetzt werden. Das Folgende kann als allgemeine Werte für Zeitungspapier
angesehen werden: Flächengewicht
40–48,8
g/m2, Aschegehalt 0–20 %, PPS S10-Rauheit 3,0–4,5 μm, Bendtsen-Rauheit
100–200
ml/min., Dichte 600–750
kg/m3, Helligkeit 57–63% und Undurchsichtigkeit
90–96
%.
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Ungestrichenes
Magazinpapier (SC – superkalandriert)
weist gewöhnlich
50–70
% an Holzschliff, 10–25
% a gebleichtem Weichholzzellstoff und 15–30 % an Füllstoffen auf. Typische Werte
für kalandriertes SC-Papier
(einschließlich
zum Beispiel SC-C, SC-B und SC-A/A+) sind: Flächengewicht 40–60 g/m2, Aschegehalt 0–35 %, Hunter-Glanz < 20–50 %, PPS S10-Rauheit
1,0–2,5 μm, Dichte
700–1250
kg/m3, Helligkeit 62–70 % und Undurchsichtigkeit
90–95
%.
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Gestrichenes
Zeitschriftenpapier (LWC = light weight coated/gestrichenes Papier
mit leichtem Gewicht) enthält
40–60
% Holzschliff, 25–40
% gebleichten Weichholzzellstoff, und 20–35 % Füllstoffe und Streichmittel.
Als allgemeine Werte für
LWC-Papier kann Folgendes angesehen werden: Flächengewicht 40–70 g/m2, Hunter-Glanz 50–65 %, PPS-S10-Rauheit 0,8–1,5 μm (Offsetdruck)
und 0,6–1,0 μm (Rotationsdruck),
Dichte 1100–1250 kg/m3, Helligkeit 70–75 % und Undurchsichtigkeit 89–94 %.
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Folgendes
kann als gewöhnliche
Werte für MFC-Papier
(machine finished coated/gestrichenes, maschinell fertigbearbeitetes
Papier) angesehen werden: Flächengewicht
50–70
g/m2, Hunter-Glanz 25–70 %, PPS-S10-Rauheit 2,2–2,8 μm, Dichte 900–950 kg/m3, Helligkeit 70–75% und Undurchsichtigkeit
91–95
%.
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Folgendes
kann als gewöhnliche
Werte für FCO
(film coated offset/folienbeschichtetes Offsetpapier) angesehen
werden: Flächengewicht
40–70 g/m2, Hunter-Glanz 45–55 %, PPS-S10-Rauheit 1,5–2,0 μm, Dichte
1000–1050
kg/m3, Helligkeit 70–75 % und Undurchsichtigkeit
91–95
%.
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Folgendes
kann als Werte für
MWC-Papier (medium weight coated/gestrichenes Papier mit mittleren
Gewicht) angesehen werden: Flächengewicht 70–90 g/m2, Hunter-Glanz 65–75 %, PPS-S10-Rauheit 0,6–1,0 μm, Dichte
1150–1250
kg/m3, Helligkeit 70–75 % und Undurchsichtigkeit
89–94
%.
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HWC
(heavy weight coated/gestrichenes Papier mit schwerem Gewicht) weist
ein Flächengewicht
von 100–135
g/m2 auf und kann sogar mehr als zwei Mal
gestrichen werden.
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Aus
chemischem Zellstoff hergestellte holzfreie Druckpapiere, d. h.
Feinpapiere, umfassen gestrichene und ungestrichene, auf Zellstoff
basierende Druckpapiere, bei denen der Anteil von Holzschliff weniger
als 10 % beträgt.
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Ungestrichene,
auf Zellstoff basierende Druckpapiere (WFU) enthalten 55–80 % gebleichten Birkenholzzellstoff
und 10–30
% Füllstoffe.
0–30 % gebleichten
Weichholzzellstoff und 10–30
% Füllstoffe.
Bei WFU-Papier variieren die Werte beträchtlich: Flächengewicht 50–90 g/m2 (bis zu 240 g/m2),
Bendtsen-Rauheit 250–400
ml/min., Helligkeit 86–92
% und Undurchsichtigkeit 83–98
%.
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Bei
ungestrichenen, auf chemischem Zellstoff basierenden Druckpapieren
(WFC) variieren die Mengen an Streichmittel in großem Umfang
in Übereinstimmung
mit den Anforderungen und der beabsichtigten Verwendung. Nachfolgend
die typischen Werte für
einfach und zweifach gestrichenes, auf chemischem Zellstoff basierendes
Druckpapier: Flächengewicht
von einfach gestrichenem Papier 90 g/m2,
Hunter- Glanz 65–80 %, PPS-S10-Rauheit 0,75–2,2 μm, Helligkeit
80–88
% und Undurchsichtigkeit 91–94
%, und Flächengewicht
von zweifach gestrichenem Papier 130 g/m2,
Hunter-Glanz 70–80 %, PPS-S10-Rauheit
0,65–0,95 μm, Helligkeit
83–90
% und Undurchsichtigkeit 95–97
%, Abziehpapier für Trockenabziehbilder,
mit einem Flächengewicht,
welches zwischen 25 und 150 g/m2 schwankt.
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Andere
Feinpapiere umfassen zum Beispiel Sackkraftpapier, Gewebe und Tapeten.
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Zellstoff,
Holzschliff und/oder Zellstoff aus Recyclingfasern wird bei der
Herstellung von Karton verwendet. Kartons können entsprechend ihrer beabsichtigten
Verwendung in die folgenden Hauptkategorien unterteilt werden:
Wellpappe,
die eine Deckschicht und Wellen aufweist.
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Kartonagenkartons
werden zur Herstellung von Schachteln, Kartons, zum Beispiel Verpackungskartons
für Flüssigkeiten
(FBB = folding boxboard/Faltschachtelkarton, WLC = white-lined chipboard/White-lined
Chipboard, SBS = solid bleached sulphite/festes gebleichtes Sulfit)
verwendet.
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Die
Finnische Patentbeschreibung Nr. 96334 ist als Stand der Technik
zitiert, wobei in dem Dokument ein Verfahren zur Kalandrierung einer
Papierbahn oder einer Bahn aus gleichwertigem Werkstoff in einem
Kalander offenbart wird. Bei dem Verfahren wird der zu kalandrierende
Bahn werkstoff durch Walzenspalte hindurchgeführt, die durch eine durchbiegungskompensierte
obere Walze und eine durchbiegungskompensierte untere Walze ausgebildet
werden, und durch zwei oder mehr Zwischenwalzen, die zwischen der
oberen und unteren Walze angeordnet sind. Die Walzen sind in Form
einer im Wesentlichen vertikalen Walzenbaugruppe angeordnet. Walzen, bei
denen die Form der der durch ihre eigene Schwerkraft erzeugten natürlichen
Durchbiegungslinie im Wesentlichen gleich ist, werden als Zwischenwalzen
verwendet. Die durch die Massen der Zwischenwalzen und die mit den
Zwischenwalzen in Zusammenhang stehende Hilfsausrüstung erzeugte Walzenspaltlast
wird bei dem Verfahren im Wesentlichen vollständig entlastet, und eine einstellbare
Last wird mittels der durchbiegungskompensierten oberen oder unteren
Walze, und/oder mittels einer auf die obere oder untere Walze aufgebrachten
externen Belastung auf die Kalanderwalzenspalte aufgebracht.
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Das
Pressen wird in einem Mehrwalzenkalander typischerweise durch Verankerung
der oberen oder unteren Walzen einer Baugruppe von Walzen in ihrer
Position und durch Pressen der Baugruppe von Walzen gegen die verankerte
Walze bereitgestellt, bei der es sich um eine obere Walze, eine
untere Walze oder eine Zwischenwalze/einige Zwischenwalzen handeln
kann. Alternativ werden sowohl die obere Walze als auch die untere
Walze entweder so gegeneinander gepresst, dass keine der Zwischenwalzen
fixiert in ihrer Position arretiert ist, oder so, dass mindestens
eine der Zwischenwalzen fixiert in ihrer Position arretiert ist.
Es ist möglich,
die Durchbiegungen der Walzen mittels Ausrüstung zum Ausgleich von normalerweise
in den oberen und unteren Walzen positionierten Durchbiegungen auszugleichen, und
zwar zum Beispiel so, dass die Umkehrwalzenspalte eine lineare Form
annehmen.
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Die
Zentralwellen der Kalanderwalzen in einer Baugruppe von Walzen eines
Mehrwalzenkalanders waren, wie in diesem Bereich bekannt, parallel. Die
Zentralwellen der Kalanderwalzen verliefen im Verhältnis zu
der Laufrichtung der Bahn in Querrichtung. Bei einer solchen Situation
ist immer eine Walzenspaltkalandrierung der Bahn zwischen den aneinander
angrenzenden Kalanderwalzen vorhanden, wobei diese Walzen ein Paar
von Kalanderwalzen ausbilden, wobei die Pressebene des Walzenspaltes parallel
zu den Zentralwellen der Kalanderwalzen des Paares von Kalanderwalzen
verläuft.
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Die
ausgewählte
Kalandrierungstechnik ist immer öfter
die Online-Kalandrierung, da immer höhere Laufgeschwindigkeiten
für Papiermaschinen
erforderlich sind. Die Mehrwalzenspalt-Onlinekalandrierung ist eine
Kalandrierung in einer Kalandriereinheit, wobei die Walzenspalte
zwischen einer eingelagerten Presswalze mit glatter Oberfläche wie zum
Beispiel einer Metallwalze und einer mit einem elastischen Werkstoff überzogenen
Walze, wie zum Beispiel einer Polymerwalze, ausgebildet werden. Die
Linearlast erhöht
sich in Mehrwalzenspaltkalandern von dem oberen Walzenspalt zu dem
unteren Walzenspalt auf Grund von Schwerkraft, außer bei Verwendung
von Walzenentlastungssystemen. Bei aktuell verwendeten Mehrwalzenspaltkalandern
wird eine Walzenentlastung, welche die Schwerkraft ausgleicht, und
die mittels eines Zylinder- und Hebelmechanismus ausgeführt wird,
zur Beseitigung von sich nach unten erhöhender Linearlast verwendet,
um die Durchbiegungslinie der Walze zu steuern, und auch für die schnelle Öffnung eines
Satzes von Walzen. Ein solches Walzenentlastungssystem wird in den Mehrwalzenkalandern
des Anmelders verwendet, die durch die Marken OptiLoad und TwinLine
bekannt sind.
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Aus
dem Stand der Technik sind Mehrwalzenkalander bekannt, deren Satz
von Walzen aus zwei Sätzen
von Walzen ausgebildet ist, wobei jeder Satz von Walzen mindestens
zwei Kalanderwalzen aufweist, zum Beispiel einer fünf und der
andere sechs Walzen. Mit sich erhöhenden Papiermaschinenlaufgeschwindigkeiten
und dem wachsenden Bedürfnis
nach Onlinekalandrierung wird auch eine Möglichkeit zur Ausführung unterschiedlicher
Arten der Kalandrierung mittels einer Kalandriermaschine benötigt, die
zum Beispiel durch den Lauf mit weniger als allen Walzenspalten
an sich ausgeführt
werden kann, wobei die Bahn so durch einen Kalander hindurchgeführt wird,
dass die Bahn nur in einigen der möglichen Walzenspalte des Kalanders
kalandriert wird. Bei Läufen
mit weniger als allen Walzenspalten war es zum Beispiel bekannt,
die Hebel des Kalanders während
Läufen
mit weniger als allen Walzenspalten zu arretieren. Ein mit dieser
Anordnung verbundenes Problem besteht darin, dass es nicht einfach
in effizienter Produktionsmaschinerie angewandt werden kann, da
bei einer Anwendung wie dieser die auf die Lager gerichteten Kräfte zu einer
wesentlichen Größe anwachsen.
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Wie
aus dem Stand der Technik zum Beispiel von den Veröffentlichungen
FI 96334 und
EP 732444 bekannt, werden die den Walzenspalt
eines Mehrwalzenkalanders ausbildenden Kalanderwalzen mittels Rollenlagern
angebracht, was bestimmte Probleme verursacht hat, deren Lösung spezielle
Anordnungen erfordert.
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In
einigen Fällen
werden Mehrwalzenkalander mit Linearlasten betrieben, die eine sehr
kleine Last, selbst eine sogenannte Nulllast herbeiführen, und
zwar auf den Rollenlagern der Kalanderwalze. Dies ist angesichts
der Rollenlager sehr problematisch, da bei einer Nulllastsituation
die Rollenelemente eines Rollenlagers anstatt zum Rollen, zum beträchtlichen
Gleiten im Verhältnis
zu den Trägerrahmen
aktiviert werden, was einen schnellen Verschleiß und Ausfall des Lagers zum
Ergebnis hat. Bei einer Nulllastsituation des Rollenlagers ist der
Kontaktpunkt zwischen den Rollenelementen des Rollenlagers und den
Rolloberflächen
der Trägerrahmen unvorteilhafterweise
vage und unbeständig,
da die Rollrahmen des Lagers die Rollenelemente nicht ständig von
jeder Richtung mit genügender
Kraft zwischen sich pressen.
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Bei
der Kalandrierung ist eine bekannte Kalanderdefinition eine sogenannte
Kalandrierarbeit, was sich auf eine Arbeit bezieht, die mittels
eines Kalanders ausgeführt
werden kann, und die durch den Begriff kN/m x Anzahl von Walzenspalten
in einem Kalander bestimmt wird. Von der Kalandriertheorie ist bekannt,
dass die Anzahl von Walzenspalten nicht vollständig durch eine Erhöhung der
Li nearlast ersetzbar ist. Die Kombination der Anzahl von Walzenspalten
und der Linearlast stellt ein Kriterium bei der Schätzung der
Eignung eines Kalanders für
eine bestimmte Papiersorte dar.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens
in einem Mehrwalzenkalander und einem Mehrwalzenkalander, wobei es
durch das Verfahren und den Mehrwalzenkalander möglich ist, unterschiedliche
Arten von Läufen auszuführen, d.
h. Läufe
mit weniger als allen Walzenspalten.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens
in einem Mehrwalzenkalander und einen Mehrwalzenkalander, wobei mittels
des Verfahrens und des Mehrwalzenkalanders der breitestmögliche Kalandrierarbeitsbereich erreicht
wird.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht auch in der Bereitstellung
eines Kalanders, wobei das Tragen der Walzen auf dem Kalanderrahmen
so starr wie möglich
ist.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung der
oben erwähnten
Probleme und Mängel
oder zumindest in der Verringerung der oben erwähnten Unannehmlichkeiten und
in der Verhinderung einer Nulllastsituation der Rollenlager einer
Kalanderwalze eines Mehrwalzenkalanders oder mindestens in der Verringerung
der Linearlastzone, wobei die Belastung der Lager der Kalanderwalze
zu klein wäre.
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Um
die Aufgabe der Erfindung zu lösen,
ist das Verfahren der Erfindung hauptsächlich durch das gekennzeichnet,
was in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 oder 9 präsentiert
ist.
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Der
Mehrwalzenkalander gemäß der Erfindung
ist wiederum hauptsächlich
durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch
10, 14 oder 15 präsentiert
ist.
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Bei
dem Verfahren gemäß der Erfindung, welches
in einem Mehrwalzenkalander mit zwei Sätzen von Walzen angewandt wird,
die mindestens zwei Walzen aufweisen, weist am passendsten mindestens
ein Satz von Walzen mehr als drei und der andere mehr als fünf Walzen
auf und die obersten zwei Walzen eines Satzes von Walzen sind vorteilhafterweise
angeordnet, um einen Mattwalzenspalt zwischen sich auszubilden,
d. h. dass die den Walzenspalt ausbildenden Walzen Kalanderwalzen
mit weicher Oberfläche
sind, wobei eine Möglichkeit
zur Ausführung
unterschiedlicher Arten von Kalandrierung mittels eines Kalanders
für eine
Faserbahn bereitgestellt wird, die in dem Kalander unter Verwendung
von weniger als allen Walzenspalten in dem Kalander läuft.
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Gemäß der Erfindung
können
zum Beispiel sieben unterschiedliche Arten des Laufes mittels der Sätze von
Walzen ausgeführt
werden. Diese Laufarten mit weniger als allen Walzenspalten, die
in Gebrauch sind, werden so ausgeführt, dass mindestens eine Zwischenwalze,
vorteilhafterweise die unterste oder zweitunterste Zwischenwalze,
bei der Sätze
von Walzen mittels eines Hydraulikzylinders auf eine niedrigere
Position arretiert wird, wobei durch Belastung der Walzen oberhalb
oder unterhalb der arretierten Walze eine erforderliche Anzahl von
Walzenspalten zur Verwendung bereitgestellt werden kann. Daher ist
der Lauf der Bahn unabhängig
von der Laufart derselbe. Wenn gewünscht wird, den Kalander bei der
Produktion einer Bahn mit matter Oberfläche zu verwenden, wird die
Bahn zum Beispiel nur durch einen zwischen den obersten Walzen eines
Satzes von Walzen ausgebildeten Mattwalzenspalt hindurchgeführt.
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Bei
dem Verfahren in einem Kalander gemäß der Erfindung, und bei dem
Mehrwalzenkalander gemäß der Erfindung,
wird ein breiter Kalandrierarbeitsbereich ermöglicht, wobei in dem Bereich
die Belastung der Kalandrieranordnung, und das Belastungssystem
des Kalanders eine große
kN/m x Anzahl von Walzenspalten pro Laufbereich ermöglichen,
was bedeutet, dass ein extrem vielseitiges Kalandrierverfahren und
ein für
viele Papiersorten geeigneter Kalander erreicht werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist ein Walzenträgerpunkt
in dem Kalanderrahmen möglichst
nahe an dem Schwerpunkt der Walze positioniert, was eine gute Trägersteifigkeit zum
Ergebnis hat. Die Abstützung
wird mittels eines Hebels realisiert, der an einer Seitenwand befestigt ist,
die mit dem Kalanderrahmen in Verbindung steht, wobei Betätigungseinrichtungen
zur Ausführung
der Belastung und des Bewegens der Walzen in Verbindung mit dem
Hebel angeordnet sind. Außerdem
ist gemäß eines
weiteren vorteilhaften Merkmals die Unterstützung symmetrisch auf beiden
Seiten des Kalanderrahmens angeordnet, was bedeutet, dass Beanspruchungen/Belastungen
gleichmäßig aufgeteilt
werden. Eine symetrische Unterstützung
ermöglicht
auch eine hohe Belastbarkeit, die aufgrund der Belastung erforderlich
wird, wenn ein Betrieb mit weniger als mit allen Walzenspalten erfolgt.
Raum, der innerhalb des Rahmens für die symmetrische Unterstützung benötigt wird,
wird durch die Verschmälerung
der Lageranordnung der Flugwalzen geschaffen. Der bei dieser Ausführungsform
der Erfindung verwendete Hebel ist vorzugsweise aus kugelförmigem Graphitgusseisen
hergestellt. Ein Entlastungszylinder und hydraulisch arretierbare
Trägerzylinder, die
auf den nach außen
weisenden Oberflächen
des Hebels angeordnet sind, werden vorteilhafterweise Seite an Seite
in Verbindung mit dem Träger
der Walzen verwendet. Die Konstruktion des Hebels der Zwischenwalzen
wird auf der Grundlage des Lagergehäuses und der Belastung des
Laufmodus mit weniger als allen Walzenspalten bestimmt und die Hebel und
Lagergehäuse
unterschiedlicher Walzenpositionen kann durch Verringerung der Walzengröße aneinander
angepasst werden. Es kann eine breitere Walze für das Hebel- und Lagergehäuse bereitgestellt
werden, wenn die Belastung dann, wenn ein Lauf mit weniger als allen
Walzenspalten erfolgt, verringert wird, um die Beanspruchung des
Hebels aufrechtzuerhalten. Ein Träger gemäß dieser Ausführungsform
der Erfindung ermöglicht
die Erhöhung von
Geschwindigkeit und Breite, wobei zusätzlich dazu die Temperatur
von Thermowalzen auf über 300°C erhöht und eine
mögliche
Zwischen befeuchtung in Verbindung mit dem Kalander angeordnet werden
kann, wodurch die Kalanderkapazität erhöht wird.
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Bei
dem Kalander gemäß der Erfindung
werden bei Verwendung vorteilhafterweise von Walzen mit belastbaren
Mänteln
als obere und untere Walzen der Sätze von Walzen, Reibungen bedeutend
verringert, und zwar selbst bis runter auf ein Drittel im Vergleich
zu herkömmlichen
Anwendungen. Wenn die Reibung klein ist, wird die Genauigkeit der
Linearlast in den Kantenbereichen der Bahn ebenfalls verbessert.
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Bei
der Erfindung ist es auch möglich,
die Bewegungsrate eines Satzes von Walzen auf einen Wert von etwa
15 mm/s zu erhöhen,
was bedeutet, dass die Ziellaufgeschwindigkeit und die Zielqualität schneller
als bei Kalandern erreicht wird, die vom Stand der Technik bekannt
sind.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung
zur Belastung eines Lagers einer Kalanderwalze eines Mehrwalzenkalanders
ist hauptsächlich
durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch
18 präsentiert
ist.
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Der
Mehrwalzenkalander gemäß der Erfindung
ist wiederum hauptsächlich
durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch
27 präsentiert
ist.
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In
Verbindung mit der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Zentralwelle
von mindestens einer Kalanderwalze innerhalb oder außerhalb
einer Walzenspaltebene in einem Mehrwalzenkalander angeordnet ist,
der einen oder zwei Sätze
von Walzen aufweist, wobei gemäß einer
Ausführungsform
die Zentralwelle von mindestens einer Kalanderwalze fixiert innerhalb
oder außerhalb
der Walzenspaltebene angeordnet ist. Die Zentralwelle der oberen
Walze in einer Baugruppe von Walzen eines Mehrwalzenkalanders ist
vorteilhafterweise fixiert innerhalb der Walzenspaltebene angeordnet,
um eine Horizontalkraftkomponente auf den Lagern der oberen Walze
zu erzeugen, während
die obere Walze in Walzenspaltkontakt steht.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung wird die Zentralwelle mindestens einer Kalanderwalze
nach innen oder außen
von der Walzenspaltebene bewegt, wobei in diesem Fall die Bewegungsbahn
der Zentralwelle kreisförmig
oder linear oder eine Kombination derselben sein kann.
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Die
Zentralwelle der Zwischenwalze oberhalb der unteren Walze wird vorteilhafterweise
seitlich der Walzenspaltebene bewegt, um eine Horizontalkraftkomponente
auf den Lagern der Zwischenwalze zu erzeugen, während die Zwischenwalze in
Walzenspaltkontakt steht.
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Im
Vergleich zu vorher bekannten Anordnungen werden bedeutende Vorteile
mittels der Erfindung erreicht, wobei die Vorteile unter Anderem
das Folgende umfassen. Da die Zentralwelle der Kalanderwalze eines
Mehrwalzenkalanders seitlich von der Walzenspaltebene angeordnet
ist oder angeordnet sein kann, die durch die Zentralwellen der anderen
Kalanderwalzen ausgebildet wird, wird eine von der Linearlast abhängige Horizontalkraftkomponente auf die
Lager dieser Kalanderwalze gerichtet. Diese Horizontalkraft presst
die Rollenelemente und die Rollflächen der Lager gegeneinander
und verhindert, dass die Rollenelemente auf den Rolloberflächen gleiten.
Mittels der Horizontalkraft kann der Linearlastbereich wesentlich
verringert werden, wobei die Belastung auf den Lagern der Kalanderwalze
zu klein wäre.
In einem Kalanderwalzenspalt in einer sogenannten Nulllastsituation
weisen die Rollenelemente eines Rollenlagers nicht die Möglichkeit
zum Gleiten auf, anstatt im Verhältnis
zu den Trägerrahmen
zu rollen, was eine längere
Lebensdauer des Lagers und der Faserbahnmaschine im Allgemeinen
zum Ergebnis hat. Daher können
Läufe,
die zum Ersetzen gebrochener Lager und zur Abkühlung und Aufwärmen der
beheizbaren Kalanderwalzen benötigt
werden, vermieden und somit kann die Produktionskapazität des Kalanders
verbessert werden. Dadurch wird die Notwendigkeit der Lagerung der
großen
Anzahl von Lagern verringert, falls Lager ausfallen.
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Unterschiedliche
Anwendungen und vorteilhafte zusätzliche
Merkmale der Erfindung sind insbesondere gut für schnelle Kalander geeignet,
die eine Laufgeschwindigkeit von 1700–1800 m/min. aufweisen, und
vorteilhafterweise für
Kalander mit einer Breite von mehr als 4–5 Metern und insbesondere vorteilhafterweise
für Kalander,
die als Online-Kalander
in Papiermaschinen arbeiten.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die dazugehörigen Prinzipzeichnungen
beschrieben, die das Verfahren und den Mehrwalzenkalander gemäß der Erfindung
veran schaulichen, ohne jedoch die Erfindung streng auf das zu begrenzen,
was in den Zeichnungen präsentiert
ist.
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In 1–7 sind
schematisch einige Ausführungsform
zur Durchführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung
in einem Mehrwalzenkalander dargestellt, der zwei Sätze von
Walzen aufweist, um unterschiedliche Arten von Läufen zu verwirklichen.
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In 8 ist
schematisch eine vorteilhafte Ausführungsform für eine Walzenarretierungsanordnung
dargestellt.
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In 9 ist
schematisch ein Beispiel eines Kalandrierarbeitsbereiches dargestellt,
der gemäß der Erfindung
erzielt wird.
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In 10–15 sind
schematisch einige Ausführungsformen
von Laufarten dargestellt, die bei dem Verfahren und dem Kalander
gemäß der Erfindung
durchzuführen
sind, wobei der Kalandrierarbeitsbereich bei den Laufarten breit
ist.
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In 16 ist
eine Baugruppe von Walzen eines Mehrwalzenkalanders dargestellt,
wobei die Baugruppe von Walzen fünf
Walzen und vier Walzenspalte aufweist, wobei in der Baugruppe von
Walzen die Zentralwelle einer Kalanderwalze im Wesentlichen innerhalb
einer durch die Zentralwellen der anderen Kalanderwalzen ausgebildeten
Walzenspaltebene positioniert sein kann.
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In 17 ist
eine Walzenspaltkraft dargestellt, die eine Wirkung in einem Kalanderwalzenspalt hat,
wobei die Walzenspalt kraft in Horizontal- und Vertikalkomponenten
unterteilt ist, während
die Zentralwelle einer Kalanderwalze im Wesentlichen innerhalb einer
durch die Zentralwellen der anderen Kalanderwalzen ausgebildeten
Walzenspaltebene positioniert sein kann.
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In 18 ist
ein Mehrwalzenkalander dargestellt, der zwei Baugruppen von Walzen
aufweist.
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In 19 ist
eine Baugruppe von Walzen eines Mehrwalzenkalanders dargestellt,
wobei es in der Baugruppe von Walzen mittels einer Linearbewegung
möglich
ist, die Zentralwelle einer Kalanderwalze im Wesentlichen in eine
Walzenspaltebene hinein und aus derselben herauszubewegen, die durch
die Zentralwellen der anderen Kalanderwalzen ausgebildet ist.
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In 20 ist
schematisch eine Walzenaufhängungsanordnung
gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung dargestellt.
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In 21 ist
schematisch eine Walzenaufhängungsanordnung
gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung in Verbindung mit einer oberen Walze dargestellt.
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In 22 ist
schematisch eine Kalanderrahmenkonstruktion dargestellt, die in
Verbindung mit einer Trägeranordnung
gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird.
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In
den folgenden 1–22 wurden
dieselben Bezugszeichen und Markierungen für Teile und Konstruktionen
verwendet, die einander hauptsächlich
entsprechen, wenn nicht anders erwähnt.
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In 1–7 sind
schematisch einige Ausführungsformen
zur Durchführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung
in einem Mehrwalzenkalander dargestellt, der zwei Sätze von
Walzen zur Verwirklichung unterschiedlicher Arten von Läufen aufweist.
Der in 1–7 dargestellte
Mehrwalzenkalander 150 weist zwei Sätze von Walzen 20A und 20B auf,
wobei eine Faserbahn W in den Walzenspalten zwischen den Kalanderwalzen
der Sätze von
Walzen kalandriert wird. Die Bezugszeichen 21B–26B,
die von oben ausgehen, beziehen sich auf die Walzen des Satzes von
Walzen 20B, und die Bezugszeichen 21A–25A beziehen
sich auf diejenigen des Satzes von Walzen 20A. Bei den
in den Figuren präsentierten
Ausführungsformen
sind die Walzen 21A, 25A, 22B, 26B Sym-Walzen
mit weicher Oberfläche
(Polymeroberfläche),
die Walzen 22A, 24A, 23B, 25B sind
Stahlwalzen, entweder beheizbare und/oder kühlbare Walzen, Walzen 23A, 23B sind Walzen
mit Polymeroberfläche
und Walze 21B ist eine Walze mit Polymeroberfläche. Die
Laufarten mit weniger als allen Walzenspalten, die mittels der Erfindung
erzielt werden, werden so verwirklicht, dass die unterste oder zweitunterste
Zwischenwalze eines jeden Satzes von Walzen 20A, 20B mittels
eines Hydraulikzylinders auf eine niedrigere Position arretiert werden
kann, wobei durch Belastung der Walzen oberhalb oder unterhalb der
arretierten Walze eine erforderliche Anzahl von Walzenspalten zur
Verwendung bereitgestellt werden kann. Bei den in 1–6 offenbarten
Ausführungsformen
bleibt der Zug der Bahn W unabhängig
von der Laufart derselbe. In 7 ist eine
Anwendung zur Verwirklichung eines Mattlaufes offenbart, wobei in
diesem Fall die Bahn gemäß der in
der Figur präsentierten Anwendung
hindurchgeführt
wird, und zwar nur zu dem Satz von Walzen 20B durch einen
Mattwalzenspalt 21B, 22B, der durch die zwei obersten
Walzen ausgebildet ist. In 1–7 sind
schematisch unterschiedliche Laufarten dargestellt. Fachleute auf diesem
Gebiet werden auf der Grundlage des Textes verstehen, welche Walzenspalte
offen und welche Walzenspalte geschlossen sind (mit anderen Worten ausgedrückt, welche
Walzenspalte bei der Kalandrierung verwendet werden).
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Mittels
der in 1 offenbarten Laufart wird eine Laufart bereitgestellt,
bei der die Kalandrierung in beiden Sätzen von Walzen mittels fünf Walzen ausgeführt wird,
d. h. in dem Satz von Walzen 20B mittels der Walzen 22B–26B und
in dem Satz von Walzen 20A mittels der Walzen 21A–25A.
In der Figur ist eine 5+5-Laufartanwendung offenbart und bei der
in der Figur offenbarten Anwendung sind die Walzen 24A und 25B arretiert.
Diese Laufart ist insbesondere gut für SC-Papiersorten, gestrichenes
Papier und Karton geeignet.
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In 2 ist
eine Laufart offenbart, bei der fünf Walzen, d. h. die Walzen 22B–26B in
dem Satz von Walzen 20B verwendet werden, und drei Walzen,
d. h. die Walzen 23A–25A in
dem Satz von Walzen 20A verwendet werden. In der Figur
ist eine 5+3-Laufartanwendung dargestellt und die Walzen 24A und 25B sind
arretiert. Diese Laufart ist insbesondere gut für SC-Papiersorten geeignet.
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In 3 ist
eine Laufart offenbart, bei der drei Walzen, d. h. die Walzen 24B–26B in
dem Satz von Walzen 20B verwendet werden, und drei Walzen,
d. h. die Walzen 21A–25A in
dem Satz von Walzen 20A verwendet werden. In der Figur
ist somit eine 3+5-Laufartanwendung dargestellt, und die Walzen 24A und 25B sind
arretiert. Diese Laufart ist insbesondere gut für SC-Papiersorten geeignet.
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In 4 ist
eine Ausführungsform
offenbart, wobei in der Laufart beide Sätze von Walzen 20A, 20B,
die drei untersten Walzen, d. h. die Walzen 24B–26B und 23A–25A verwendet
werden. Die Figur veranschaulicht eine 3+3-Laufartanwendung und die Walzen 24A und 25B sind
arretiert. Diese Laufart ist insbesondere gut für SC-Papiersorten, insbesondere für die SC-B-Papiersorte
geeignet.
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In 5 ist
ein Kalander 150 dargestellt, der als ein Zweifachwalzenspalt-Weichkalander
angeordnet ist, d. h. es werden die untersten zwei Walzen 25B–26B und 24A–25A beider
Sätze von
Walzen 20B, 20A verwendet. Die in der Figur dargestellte Laufartanwendung
ist typischerweise für
eine Laufart eines Optisoft-Kalanders geeignet, wenn ein Zweifachwalzenspalt-Kalander
in Frage steht, und die arretierten Walzen sind die Walzen 24A und 25B.
Diese Laufart ist insbesondere für
einen Kalander für
ungestrichenen Karton und für
Zeitungspapiere geeignet.
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In 6 ist
eine Laufart dargestellt, bei der ein Kalander 150 so angeordnet
ist, dass er in Bezug auf seine Laufart einem Einfachwalzenspalt-Weichkalander
entspricht, wobei in diesem Fall die untersten zwei Walzen, d. h.
Walzen 25B–26B des
Satzes von Walzen 20B verwendet werden. Die in der Figur veranschaulichte
Laufartanwendung entspricht auf eine Art der Laufart eines Einfach-Walzenspalt-Optisoft-Kalanders,
wobei die Walze 25B die arretierte Walze ist. Diese Laufart
ist vorteilhaft, wen ungestrichenes Papier und Zeitungspapiere verarbeitet
werden.
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In 7 ist
eine Ausführungsform
dargestellt, die eine Mattlaufart bereitstellt, wobei in diesem Fall
Walzen mit 21B, 22B mit weicher Oberfläche, die als
die zwei obersten Walzen des Satzes von Walzen 20B angeordnet
sind, verwendet werden. Die in der Figur veranschaulichte Laufartanwendung
entspricht auf eine Art der Laufart eines Optisoft-Kalanders, der für Mattsorten
vorgesehen ist. Diese Laufart ist somit gut zur Verwendung bei der
Herstellung von Papiersorten mit matter Oberfläche geeignet, insbesondere dann,
wenn gestrichene Papiersorten wie zum Beispiel LWC-, MWC- und WFC-Papier
verarbeitet werden.
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Wie
an Hand von 1–7 ersichtlich, kann
die Bahn gemäß der Erfindung
frei zuerst zu dem oberen oder unteren Walzenspalt entsprechend der
Anordnung und den Anforderungen der Produktionslinie übergeben
werden.
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In 8 ist
schematisch ein Beispiel für
eine Arretierungsanordnung einer arretierbaren Walze dargestellt,
wobei bei der Anordnung ein hydraulisch arretierbarer Entlastungszylinder
verwendet wird. Bezugszeichen 42 bezieht sich auf die Hydraulikarretierungsanordnung,
und Bezugszeichen 43 auf den Entlastungszylinder.
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In 9 ist
ein Beispiel eines breiten Kalandrierarbeitsbereiches dargestellt,
der gemäß der Erfindung
erzielt wird. Die Anwendung der Figur ist in Verbindung mit einem
Zehn-Walzenspaltkalander dargestellt, der zwei Sätze von Walzen aufweist, wobei
mittels des Kalanders ein Kalandrierarbeitsbereich, d. h. ein Belastungsbereich
gemäß der Figur erzielt
wird. In der Figur veranschaulicht die Vertikalachse die Laufart,
die als die Gesamtanzahl von Walzenspalten dargestellt ist, und
in Klammern mittels eines Wertes, zum Beispiel in der Form 1 Walzenspalt
(1/0), wodurch die Anzahl von Walzenspalten veranschaulicht wird,
die bei jedem Satz von Walzen verwendet wird. Die Horizontalachse
demonstriert wiederum die Kalandrierarbeit kN/m X Walzenspalt. Wie
an Hand der Figur ersichtlich, wird jede beliebige kN/m x Anzahl
von Walzenspaltlaufwerten mittels des Kalanders gemäß dem Beispiel
erzielt. Beim Betrieb des gesamten Satzes von Walzen wird die minimale
Linearlast des Kalanders so ausgewählt, dass ihr Produkt mit der
Anzahl von Walzenspalten dasselbe wie der entsprechende Wert von vier
Walzenspalten ist, die einen Lauf mit weniger als allen Walzenspalten
ausführen
(die minimale Linearlast für
den gesamten Satz von Walzen beträgt zum Beispiel 50 kN/mm, und
die 4/4 Laufart wird mit der 2/2 Laufart verglichen). Wie an Hand
der Figur ersichtlich, produzieren die Laufarten 0/4; 1/4 und 2/4 einseitiges
Papier. Die Figur legt nahe, dass die Lasten beim Lauf mit weniger
als allen Walzenspalten 0 kN/m sein können, und andererseits mögliche Nulllastbereiche
der Lager in der Praxis ebenfalls in Erwägung gezogen werden müssen. Daher
ist an Hand von 9 ersichtlich, dass die Nulllast
keine Probleme verursacht, wenn mehrere unterschiedliche Papiersorten
in einem Kalander verarbeitet werden. Bei einer Laufart (1/0)–(4/4) beträgt die Last
etwa 0 kN/m – etwa
3100 kN/m.
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Bei
den in 10–11 dargestellten Laufartanordnungen
wird ein niedrigerer Zug in den Kalandern verwendet, d. h. die Bahn
W wird von unten von einem ersten Satz von Walzen 20A zu
einem zweiten Satz von Walzen 20B weitergegeben. Entsprechende
Laufarten können
auch mittels eines oberen Zuges ausgeführt werden, d. h. indem die Bahn
oberhalb der Sätze
von Walzen von einem ersten Satz von Walzen zu dem zweiten weitergegeben wird.
Bei den Kalandern 250 gemäß 10–11 weist
der erste Satz von Walzen 20A drei Walzen 21A, 22A, 23A auf,
und der zweite Satz von Walzen weist fünf Walzen 21B, 22B, 23B, 24B, 25B auf.
Bei der in 12–15 dargestellten
Anwendung weisen beide Sätze
von Walzen 20A und 20B fünf Walzen auf, d. h. der erste
Satz von Walzen 20A weist Walzen 21A, 22A, 23A, 24A, 25A auf,
und der zweite Satz von Walzen 20B weist die Walzen 21B, 22B, 23B, 24B, 25B auf.
In der Figur beziehen sich die Buchstaben innerhalb der Walze auf
die Art der Walze: SYM = belastbare Walze mit einem bewegbaren oder
fixierten Mantel, zum Beispiel eine Walze, die derjenigen ähnlich ist,
die durch den Anmelder durch den Namen SymRoll vermarktet wird,
P = polymerbeschichtete Walze und T = beheizbare Walze mit Metalloberfläche, d.
h. eine sogenannte Thermowalze. Die minimale Linearlast des Satzes
von Walzen ist in den rechteckigen Kästen in den Figuren angegeben. Fixiert
positionierte Walzen des Kalanders sind in der mit Arretierungseinrichtungen 251 versehenen
Figur dargestellt.
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In 10 ist
eine Laufart bei der normalen Kalandrierung dargestellt, wobei bei
der Art zwei Walzenspalte in dem ersten Satz von Walzen 20A in Gebrauch
sind, und vier Walzenspalte in dem zweiten Satz von Walzen 20B in
Gebrauch sind. Mittels des Kalanders 250 gemäß der Figur
kann die Laufart 2/0 ebenfalls ausgeführt werden, wobei der zweite Satz
von Walzen umgangen wird, oder es kann eine 0/4 Laufart verwendet
werden, wobei der erste Satz von Walzen umgangen wird.
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In 11 sind
matte Kalanderanwendungen in einem Kalander gemäß 10 dargestellt,
wobei der Kalander Laufarten 1+1/1+1; 1/1; 1/0; 1+1/0; 0/1+1 und
0/1 ermöglicht.
In der Figur sind Walzen 22A, 22B und 24B mittels
einer Arretierungseinrichtung 251 fixiert in ihrer Position
arretiert, um die Laufartanwendungen zu erzielen. Die Walze 23B kann während der
Kalandrierung mit Kriechgeschwindigkeit laufen.
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In 12 sind
Mattkalandrieranwendungen dargestellt, bei denen die Laufarten 1+1/1+1;
1/1; 1/0; 1+1/0; 0/1+1 und 0/1 verwirklicht werden können. Wie
an Hand der Figur ersichtlich, wird es durch diese Anordnung ermöglicht,
vielseitige Laufmöglichkeiten
für unterschiedliche
Mattsorten zu erreichen, was bedeutet, dass ein Weichkalander nicht
notwendigerweise benötigt
wird.
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In 13 sind
wiederum normale Kalandrieranwendungen für Laufarten 4/4; 4/0 und 0/4
dargestellt.
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In 14 wird
schematisch die Umgehung des zweiten Satzes von Walzen 20B dargestellt, wenn
zum Beispiel eine Walze in dem zweiten Satz von Walzen 20B gewechselt
wird. Somit werden die Laufarten 4/0; 1+1/0 (Lauf mit weniger als
allen Walzenspalten) ermöglicht.
Es ist auch möglich,
die zweite Thermowalze des ersten Satzes von Walzen 20A durch
eine polymerbeschichtete Walze zu ersetzen.
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In 15 wird
wiederum schematisch die Umgehung des zweiten Satzes von Walzen 20A zwecks
Walzenwechsel dargestellt, wodurch die Laufarten 0/4; 0/1+1 ermöglicht werden
(Lauf mit weniger als allen Walzenspalten); 0/1+0 (Lauf mit weniger
als allen Walzenspalten) und 0/0 (wobei die Bahn an beiden Sätzen von
Walzen vorbeigeführt
wird).
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In
Verbindung mit 16–19 bezieht sich
der Begriff Walzenspaltebene auf eine durch die Zentralschäfte der
Kalanderwalzen ausgebildete Ebene, wobei die Ebene in manchen Zusammenhängen auch
als Walzenspaltlinie bezeichnet wird. Die Definition innerhalb einer
Walzenspaltebene bezieht sich in diesem Zusammenhang auf einen Standort auf
der Seite der Walzenspaltebene, die auf der Seite des Rahmens eines
Mehrwalzenkalanders positioniert ist.
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In 16–19 ist
schematisch Mehrwalzenkalander 100, und in 18 ist
schematisch ein Mehrwalzenkalander 200 dargestellt. Die
Figuren stellen insbesondere Baugruppen von Walzen 10a, 10b, 10c, 10d dar,
die eine obere Walze 11 und eine untere Walze 15 sowie
drei Zwischenwalzen 12, 13 und 14 aufweisen,
die zwischen der oberen und der unteren Walze angeordnet sind, wobei
die oberen, unteren und Zwischenwalzen die Kalanderwalzen 11–15 einer
jeden Baugruppe von Walzen ausbilden. Eine in dem Mehrwalzenkalander
kalandrierte Faserbahn ist nicht dargestellt. In den Baugruppen
von Walzen bilden die Kalanderwalzen 11, 12; 12, 13; 13, 14 und 14, 15 Kalanderwalzenspaltpaare
aus, wobei die Kalanderwalzen bei jeder Gelegenheit zwischen sich
einen Walzenspalt 1, 2; 3 und 4 ausbilden,
wobei die Faserbahn wie durch die Bezugszeichen von 16–19 dargestellt
von oben nach unten kalandriert wird. Die Erfindung wurde in diesem
Zusammenhang unter Verwendung einer Fünf-Walzen-, Vier-Walzenspalt-Baugruppe
von Walzen als ein Beispiel in jedem Fall beschrieben, wobei eine
andere Anzahl von Walzen und Walzenspalten in einer Baugruppe von
Walzen ebenso verwendet werden kann. Es ist auch möglich, die
dargestellte Baugruppe von Walzen bei jeder Gelegenheit in Verbindung
mit Ein-Baugruppen-Mehrwalzenkalander 100 der
Erfindung in einem Mehrwalzenkalander zu verwenden, der zwei oder
mehr Baugruppen aufweist, und die Baugruppe von Walzen, die in Verbindung
mit dem Zwei-Baugruppen-Mehrwalzenkalander 200 darge stellt
wurde, in einem Mehrwalzenkalander mit einer oder mehreren Baugruppen
zu verwenden.
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Das
Pressen einer Faserbahn kann in einem Mehrwalzenkalander entweder
durch Verankerung der oberen Walze 11, unteren Walze 15 oder
einer beliebigen der Zwischenwalzen 12, 13, 14 in
der Baugruppe von Walzen an ihrem Platz im Verhältnis zu dem Rahmen des Kalanders
erfolgen, wobei der Rahmen mittels einer Strichpunktlinie mit der
Bezugsmarkierung F veranschaulicht ist, und durch Pressen einer
Baugruppe von Walzen/einer einzelnen Walze gegen eine an ihrem Platz
verankerte Walze im Verhältnis
zu dem Rahmen F, wobei die verankerte Walze zum Beispiel die obere
Walze 11; untere Walze 15 oder zum Beispiel eine
oder einige der Zwischenwalzen 12, 13, 14 sein
kann. Alternativ werden die untere und die obere Walze entweder
so gegeneinander gepresst, dass keine der Zwischenwalzen fixiert
an ihrem Platz arretiert ist, oder so, dass mindestens eine Zwischenwalze
fixiert an ihrem Platz arretiert ist. Die Presskräfte der
oberen Walze 11 und/oder unteren Walze 15 können bei
vielen Anordnungen unabhängig
voneinander eingestellt werden. In einem Mehrwalzenkalander kann
eine obere Walze und/oder untere Walze mit einer innerhalb des Mantels
angeordneten Belastungsvorrichtung versehen sein, und/oder die obere
Walze kann mittels eines unten angrenzenden Belastungszylinder 16 belastet
werden. Walzendurchbiegungen können
mittels einer Ausrüstung
zum Ausgleich von Durchbiegungen ausgeglichen werden, die in den
Walzen zum Beispiel so untergebracht ist, dass die Durchbiegungslinien
der Walzen nahezu dieselbe Form aufweisen. Die Ausrüstung zum
Ausgleich für
Durchbiegungen ist typischerweise in der oberen und/oder unteren
Walze untergebracht, wobei eine der Zwischenwalzen auch mit Ausrüstung zum
Ausgleich für Durchbiegungen
versehen sein kann.
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In 16–19 sind
Baugruppen von Walzen von Mehrwalzenkalandern 100, 200 in
einer Position dargestellt, in der ein oberer Walzenspalt 1 und ein
Zwischenwalzenspalt 2 geschlossen sind, ein Zwischenwalzenspalt 3 offen
ist, und ein unterer Walzenspalt 4 geschlossen ist, wobei
in diesem Fall die Faserbahn in den geschlossenen Walzenspalten 1, 2 und 4 kalandriert
wird.
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In 16–18 ist
die unterste Zwischenwalze 14, insbesondere die Zentralwelle
C14 der Zwischenwalze 14 so angeordnet,
dass sie entlang einer kreisförmigen
Bahn T bewegbar ist. Der Mittelpunkt der kreisförmigen Bahn T ist ein Gelenk 17,
welches in dem Rahmen F des Mehrwalzenkalanders angeordnet ist.
So ist zum Beispiel die Zwischenwalze 14 mittels Lagern
auf dem Rahmen F des Mehrwalzenkalanders mittels eines sich um das
Gelenk 17 drehenden Träger-
und Belastungshebels angebracht, der sich um das Gelenk 17 herumdreht,
wobei der Hebel nicht detaillierter veranschaulicht ist. Die unterste
Zwischenwalze 14 kann auch mit einer oben angrenzenden
Zwischenwalze 13 in Kontakt gebracht werden, wie mittels
einer Position 14 der Zwischenwalze 14 angegeben,
wobei die Position 14' mittels
gestrichelter Linien präsentiert
wird.
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Die
Zentralwellen der Kalanderwalzen in den Baugruppen von Walzen des
Mehrwalzenkalanders 100, 200 verlaufen in dieselbe
Richtung. Gemäß der Erfindung
ist oder kann die Zentralwelle mindestens einer Kalanderwalze angeordnet
sein, um auf der Innenseite oder Außenseite einer Walzenspaltebene angeordnet
zu sein, die durch die Zentralwellen anderer Kalanderwalzen ausgebildet
wird, wenn die mindestens eine Kalanderwalze in Walzenspaltkontakt
steht. Die Zentralwellen der Kalanderwalzen sind mittels der Bezugskennzeichnung
C und mittels eines dem Bezugszeichen einer bestimmten Walze entsprechenden
Subindex gekennzeichnet.
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In 16 kann
die Zentralwelle C14 der Zwischenwalze 14 angeordnet
sein, um innerhalb einer durch die Zentralwellen C11,
C12, C13 und C15 der anderen Kalanderwalzen 11, 12, 13 und 15 der
Baugruppe von Walzen 10a ausgebildeten Walzenspaltebene
P positioniert zu sein, wobei die Zwischenwalze 14 mit
einer oben angrenzenden Zwischenwalze 13 in Walzenspaltkontakt
stehen kann, zum Beispiel in Position 14', wobei die Zentralwelle mit C14 markiert ist. Die Zentralwelle C14 der Zwischenwalze 14 ist angeordnet,
um entlang einer kreisförmigen
Bahn T bewegbar zu sein. Die Zentralwelle C14 der
Zwischenwalze 14 kann auch angeordnet sein, um innerhalb der
Walzenspaltebene P positioniert zu sein, wobei die Zwischenwalze 14' gleichzeitig
in Walzenspaltkontakt mit der oben angrenzenden Zwischenwalze 13 und
einer unten angrenzenden unteren Walze 15 steht. Die Zentralwelle
C14 der Zwischenwalze 14 kann angeordnet
sein, um innerhalb der Walzenspaltebene P positioniert zu sein,
während
die Zwischenwalze 14 nur mit der unteren Walze 15 in
Walzenspaltkontakt steht.
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Für den Walzenspaltkontakt
der Zwischenwalze 14 ist es auch möglich, die Zentralwelle C14 der Zwischenwalze 14 in derselben
Walzenspaltebene P wie die Zentralwellen der anderen Kalanderwalzen anzuordnen.
Gemäß 16 läuft die
gekrümmte Bahn
T der Zentralwelle C14 der Zwischenwalze 14 an
der Walzenspaltebene P vorbei, wenn sich die Zentralwelle C14 auf derselben Höhe wie das Gelenk 17 befindet.
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Es
ist möglich,
auf unterschiedliche Arten die Bahn T der Zentralwelle einer Kalanderwalze
zu beeinflussen, die angeordnet ist, um so aus der Walzenspaltebene
P heraus oder in dieselbe hinein bewegt zu werden, indem der Standort
des Gelenkes 17 in dem Rahmen F, der Abstand der Zentralwelle
C14 von dem Gelenk 17 und die Winkelposition
des Hebels im Verhältnis
zu dem Rahmen F passend ausgewählt wird.
Die Bahn der Zentralwelle C14 muss nicht
kreisförmig
sein, wie in 16 veranschaulicht, wobei es jedoch
wesentlich für
die Bahn T ist, dass sie eine Geometrie aufweist, die es ermöglicht,
die Zentralwelle C14 außerhalb oder innerhalb der
Walzenspaltebene P für
den Walzenspaltkontakt der Zwischenwalze 14 anzuordnen.
Die lineare Bahn der Zentralwelle einer Kalanderwalze ist mittels 12 und
der damit in Zusammenhang stehenden Beschreibung veranschaulicht.
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Die
gekrümmte
Bahn T einer Kalanderwalze und ihre Zentralwelle können natürlich auch
so festgelegt sein, wie in 17 veranschaulicht,
wobei in diesem Fall der höchste
Punkt der Bahn T ein Kontakt- und Schnittpunkt mit der Walzenspaltebene
P ist, wobei sich der zum Beispiel kreisförmige Pfad T unter dem Schnittpunkt
fortsetzt. Dann ist es bei einer Anordnung gemäß 17 möglich, einen
Walzenspaltkontakt einer Zwischenwalze 14 mit einer oben angrenzenden
Zwischenwalze 13 auf der Walzenspaltebene P anzuordnen,
wobei die Zentralwelle C14 der Zwischenwalze 14 auf
derselben Horizontalebene wie ein Gelenk 17 liegt, wobei
es auch möglich
ist, den Walzenspaltkontakt der Zwischenwalze 14 mit einer
unteren Walze 15 auf der Walzenspaltebene P anzuordnen.
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In 17 ist
eine insbesondere auf einen Kalanderwalzenspalt einwirkende Walzenspaltkraft FN veranschaulicht, wobei die Walzenspaltkraft
in eine Horizontalkraftkomponente FH und
eine Vertikalkraftkomponente FV unterteilt
wird, wobei die Kalanderwalze im Wesentlichen im Verhältnis zu
einer durch die Zentralwellen der anderen Kalanderwalzen der Baugruppe
von Walzen ausgebildeten Walzenspaltebene P positioniert ist. In 17 ist
insbesondere die Zentralwelle C14 einer
Zwischenwalze 14 im Wesentlichen innerhalb einer durch
die Zentralwellen C11, C12,
C13 und C15 der
anderen Kalanderwalzen 11, 12, 13, 15 der
Baugruppe von Walzen 10b ausgebildeten Walzenspaltebene
P angeordnet.
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Mittels
des Verfahrens und des Mehrwalzenkalanders der Erfindung kann eine
Nulllastsituation der Rollenlager der Zwischenwalze 14 verhindert werden,
d. h. eine Situation, die eintreten könnte, wenn es gewünscht wird,
eine Line arlast zu verwenden, die eine sehr kleine Last auf die
Rollenlager aufbringt. Bei einer Nulllastsituation würden die
Rollenlager zum Gleiten anstatt zum Rollen im Verhältnis zu den
Lagerrahmen befähigt,
was einen schnellen Verschleiß und
Ausfall des Lagers zum Ergebnis hätte. Die Kraftwirkung auf den
Kalanderwalzenspalt, die durch die Schwerebeschleunigung und die
Masse der Zwischenwalze 14 verursacht ist, kann, wie bekannt
ist, mittels Stellgliedern wie zum Beispiel Zylinderstellgliedern
entlastet werden, die zum Beispiel zwischen dem Rahmen und Träger- und Belastungshebeln
des Mehrwalzenkalanders agieren. Eine von der Linearlast abhängige Horizontalkraftkomponente FH wird auf die Lager der Zwischenwalze 14 auf Grund
der Art der in 17 offenbarten Positionierung
der Zwischenwalze 14 gerichtet. Mittels des Verfahrens
und des Mehrwalzenkalanders der Erfindung kann der Linearlastbereich,
in dem die Belastung der Rollenlager zu klein wäre, verringert werden.
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In 18 ist
ein Mehrwalzenkalander 200 dargestellt, der zwei Baugruppen
von Walzen aufweist. Die Baugruppe von Walzen 10a auf der
linken Seite wurde bereits zuvor in dieser Beschreibung in Verbindung
mit 16 beschrieben. Die rechte Baugruppe von Walzen 10c eines
Zwei-Baugruppen-Mehrwalzenkalanders 200 weist eine Kalanderwalze
auf, deren Zentralwelle im Wesentlichen innerhalb einer durch die
Zentralwellen von drei Kalanderwalzen der Baugruppe von Walzen 10e ausgebildeten
Walzenspaltebene P angeordnet ist, und eine weitere Kalanderwalze,
deren Zentralwelle im Wesentlichen innerhalb und auch außerhalb
einer durch die Zentralwellen von drei weiteren Kalanderwalzen der
Baugruppe von Walzen 10c ausgebildeten Walzenspaltebene
P angeordnet ist.
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Die
Zentralwelle C11 der obersten Kalanderwalze 11 der
rechten Baugruppe von Walzen 10c eines Mehrwalzenkalanders 200 ist
im Wesentlichen innerhalb einer durch die Zentralwellen C12, C13 und C15 von drei Kalanderwalzen 12, 13, 15 der
Baugruppe von Walzen 10c ausgebildeten Walzenspaltebene P
angeordnet. Die oberste Kalanderwalze ist eine fixierte obere Walze 11,
die fixiert an dem Rahmen F des Mehrwalzenkalanders zum Beispiel
an ihrem Lagergehäuse 18 angebracht
ist. Alternativ kann die Zentralwelle C11 außerhalb
der Walzenspaltebene P angeordnet sein. Da die Zentralwelle C11 seitlich der Walzenspaltebene P angeordnet
ist, wird eine von der Linearlast abhängige Horizontalkraftkomponente zu
den Lagern der oberen Walze 11 gerichtet. Der Linearlastbereich,
in dem die Belastung der Rollenlager der oberen Walze 11 kann
durch Berücksichtigung
der Horizontalkraftkomponente verringert werden, wodurch eine Situation
ermöglicht
wird, in der Rollenelemente des Rollenlagers zum Rollen anstatt zum
Gleiten im Verhältnis
zu den Lagerrahmen in der Lage sind, wobei Gleiten zu einem schnellen
Ausfall des Lagers führen
würde.
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Die
Zentralwelle C14 der untersten Zwischenwalze 14 der
Baugruppe von Walzen 10c eines Mehrwalzenkalanders 200 kann
in einer Position C14 angeordnet werden,
die im Wesentlichen innerhalb der durch die Zentralwellen C12, C13 und C15 der drei Kalanderwalzen 12, 13, 15 ausgebildeten
Walzenspaltebene P liegt, oder in einer Position C14,
außerhalb der
Ebene. Mit anderen Worten ausgedrückt kann die Zwischenwalze 14 angeordnet
werden, um in Walzenspaltkontakt mit der oben angrenzenden Zwischenwalze 13 zu
stehen, nämlich
zum Beispiel in einer Position 14' seitlich der Walzenspaltebene
P, wobei die Zwischenwalze 14 angeordnet sein kann, um mit
einer unten angrenzenden unteren Walze 15 seitlich der
Walzenspaltebene P in Walzenspaltkontakt zu stehen, zum Beispiel
in Position 14. In 18 unterscheidet
sich die Bahn T von der Zwischenwalze 14 der Baugruppe
von Walzen 10c von in 16 und 17 offenbarten
Kalanderwalzenbahnen so, dass die gekrümmte Bahn T von 11 die
Walzenspaltebene P schneidet, und sich dann von der Innenseite der
Walzenspaltebene P auf die Außenseite
fortsetzt. Da die Zentralwelle C14 der Zwischenwalze 14 seitlich der
Walzenspaltebene P positioniert ist, wird eine von der Linearlast
abhängige
Horizontalkraftkomponente zu den Lagern der Zwischenwalze 14 geleitet.
Der Linearlastbereich, in dem die Belastung der Rollenlager der
Zwischenwalze 14 zu klein wäre, kann durch Berücksichtigung
der Horizontalkraftkomponente verringert werden, wodurch eine Situation
ermöglicht wird,
in der Rollenelemente des Rollenlagers zum Rollen anstatt zum Gleiten
im Verhältnis
zu den Lagerrahmen in der Lage sind, wobei Gleiten zu einem schnellen
Ausfall des Lagers führen
würde.
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In 19 ist
eine Baugruppe von Walzen 10d eines Mehrwalzenkalanders
dargestellt, wobei in der Baugruppe von Walzen eine Kalanderwalze
mittels einer Linearbewegung so bewegbar ist, dass die Zentralwelle
der Kalanderwalze im Wesentlichen innerhalb oder außerhalb
einer durch die Zentralwellen der anderen Kalanderwalzen der Baugruppe
von Walzen 10d ausgebildeten Walzenspaltebene P angeord net
werden kann. Bei dem Beispiel von 19 kann
die unterste Zwischenwalze 14 durch eine Linearbewegung
im Wesentlichen seitlich der durch die Zentralwellen C11,
C12, C13 und C15 der anderen Kalanderwalzen 11, 12, 13, 15 der
Baugruppe von Walzen 10d bewegt werden. Die Linearbewegung
kann horizontal entsprechend einer Bahn LH sein,
oder kann im Verhältnis
zu der Horizontalebene zum Beispiel entsprechend einer Bahn LA geneigt sein. Wesentlich für die Bahnen
LH, LA ist es, dass
die Zentralwelle C14 der Zwischenwalze zwecks
Walzenspaltkontakt der Zwischenwalze 14 außerhalb
oder innerhalb der Walzenspaltebene P angeordnet sein kann. Dadurch
wird es möglich, über den
Standort der Zentralwelle C14 eine von der
Linearlast eines Mehrwalzenkalanders abhängige Horizontalkraftkomponente FH auf die Lager der Zwischenwalze 14 aufzubringen und
so eine Nulllastsituation oder eine Situation vermeiden, in der
die Belastung der Lager einer Kalanderwalze zu klein wäre.
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Es
ist natürlich
möglich,
Kombinationen der offenbarten gekrümmten und Linearbewegungen oder
einiger anderer Bahnen auszubilden, deren Wege seitlich der Walzenspaltebene
P verlaufen, so dass die Zentralwelle mindestens einer Kalanderwalze
innerhalb oder außerhalb
der durch die Zentralwellen der anderen Kalanderwalzen in der Baugruppe
von Walzen eines Mehrwalzenkalanders ausgebildet wird, wenn mindestens
eine Kalanderwalze in Walzenspaltkontakt steht um eine Horizontalkraftkomponente
auf den Lagern der mindestens einen Kalanderwalze zu veranlassen.
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In 20 ist
schematisch eine Anwendung für
eine Walzenaufhängungsanordnung
dargestellt, wobei ein Walzenträgerpunkt
Q in einem Kalanderrahmen 260 möglichst nahe an dem Schwerpunkt
P der Walze positioniert ist. Wie an Hand der Figur ersichtlich
ist, ist der Träger
der Walze in dem Rahmen so positioniert, dass der Abstand A innerhalb
der Layoutanforderungen des Kalanders so kurz wie möglich ist.
Wenn die Distanz A minimiert wird, wird der Momentabstand/Drehmomentabstand
des Zylinders 261 so bestimmt, dass der Zylinder nicht
nach unten in die Endposition geht. Der in der Figur markierte Abstand
B wird wiederum auf der Grundlage der Höhe des Satzes von Walzen bestimmt.
Die Walze ist an einem Hebel 262 befestigt, der an einem
Rahmen 200 befestigt ist, wobei der Hebel mit dem Zylinder 261 verbunden
ist. Der Hebel ist vorteilhafterweise aus kugelförmigem Graphitgusseisen hergestellt.
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Gemäß 21 werden
ein Entlastungszylinder 261 und hydraulisch arretierbare
Trägerzylinder 263,
d. h. Arretierungszylinder, die auf den nach außen weisenden Seiten des Hebels 262 positioniert sind,
vorteilhafterweise Seite an Seite in Verbindung mit dem Träger der
oberen Walzen verwendet. Wenn eine Walze mittels eines Entlastungszylinders 261 in Walzenspaltkontakt
angehoben wird, trägt
der Entlastungszylinder einen Teil der Last. Die Position der Walze
wird mittels des Arretierungszylinders 263 arretiert. Die
Unterstützung
wird so verwirklicht, dass sich die Walze in Rahmenauflage absenkt,
wobei der Kolben des Entlastungszylinders an keinem Punkt hinab
zu der Endposition geht. Zusätzlich
wird durch die hydraulische Beschleunigungsdrosselung sichergestellt,
dass sich die Walze sanft gegen den Rahmen absenkt.
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Gemäß 22 wird
die Unterstützung
mittels einer Platte angeordnet, zum Beispiel mittels einer geschweißten Platte 265,
die fixiert mit einem Rahmen 260 verbunden ist, oder mittels
einer direkt in dem Rahmen ausgebildeten Platte 265. Die
Platte 265 ist vorteilhafterweise ununterbrochen, und erstreckt
sich über
die gesamte Seite des Rahmens 260. Die Platten sind symmetrisch
auf beiden Seiten des Kalanderrahmens für jeden Satz von Walzen so positioniert,
dass der Hebel 262 gemäß 20–21 so
an dem Rahmen befestigt werden kann, dass der Walzenträgerpunkt
in dem Kalanderrahmen 260 möglichst nahe an dem Schwerpunkt
der Walze liegt. Kerben 266 oder gleichwertige Vorsprünge sind
in der Platte ausgebildet, um die Befestigung eines Entlastungs-
und Arretierungs-Hydraulikzylinders
für jeden
Hebel zu ermöglichen,
so dass die Unterstützung
Bewegungen der Zylinder und Hebel ermöglicht.
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Die
Erfindung wurde oben beispielhaft unter Bezugnahme auf die Figuren
der dazugehörigen Zeichnungen
beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf das begrenzt,
was in der Beschreibung und in den Figuren offenbart ist, sondern
unterschiedliche Ausführungsformen
der Erfindung können
innerhalb des in den dazugehörigen
Ansprüchen definierten
Erfindungsgedankens variieren.
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Zusammenfassung:
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren in einem Mehrwalzenkalander, der
zwei Sätze
von Walzen aufweist und einen Mehrwalzenkalander, der zwei Sätze von
Walzen aufweist. Bei dem Mehrwalzenkalander ist die unterste oder
zweitunterste Zwischenwalze beider Sätze von Walzen in einer unteren
Position arretiert, wobei durch Belastung der Walzen oberhalb oder
unterhalb der arretierten Walze eine erforderliche Anzahl von Kalanderwalzenspalten
zur Verwendung bereitgestellt werden kann. Die Erfindung betrifft
auch ein Verfahren zur Belastung einer Kalanderwalze eines Mehrwalzenkalanders
und einen Mehrwalzenkalander zur Durchführung des Verfahrens.