DE19508350C1 - Calender for surface treatment of paper and cardboard with stack of rolls - Google Patents

Abstract

In a calender for processing paper and cardboard having a stack of hard and elastic rolls and an associated loading device, the elastic rolls (5,7,8,10,12,14) have smaller diameters in the upper part of the stack than those in the lower part. Also claimed is a process for replacing the rolls in a calender in which a new roll is inserted at the bottom of the stack and is then progressively moved up the stack as its diameter is reduced in service by wear.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalander zur Bearbeitung von Papier und Pappe mit einem Walzen­ stapel, der harte und elastische Walzen aufweist, und zugehöriger Belastungsvorrichtung, sowie ein Verfahren zum Walzenwechsel bei dem genannten Kalander.The invention relates to a calender for processing paper and cardboard with a rolling stack which has hard and elastic rollers, and associated load device, and a method to change the roll in the named calender.

Ein solcher Kalander ist beispielsweise aus dem Pro­ spekt "Die neuen Superkalander-Konzepte" der Sulzer Papertec Krefeld GmbH aus Mai 1994 bekannt. Sie dienen hauptsächlich dazu, Papier und Pappe zu satinieren. Durch das Einebnen und Verdichten der Blattoberfläche entstehen Glanz und Glätte, die entscheidende Voraus­ setzung für eine gute Bedruckbarkeit und andere Ge­ brauchseigenschaften sind. Die Walzenstapel weisen neun bis sechzehn Walzen auf, wobei vier bis acht Walzen einen elastischen Überzug, insbesondere aus einem Fa­ sermaterial, aufweisen und daher als "elastische Wal­ zen" bezeichnet werden. Diese Walzen werden in der Re­ gel mit dem gleichen Durchmesser geliefert, der aber größer ist als derjenige der zwischengeschalteten har­ ten Walzen. Infolge des von Zeit zu Zeit vorzunehmenden Abdrehens oder Abschleifens der elastischen Schicht verkleinert sich aber der Walzendurchmesser allmählich.Such a calender is from the Pro, for example "The new super calender concepts" from Sulzer Papertec Krefeld GmbH from May 1994. You serve mainly to satinize paper and cardboard. By leveling and compacting the leaf surface there is gloss and smoothness, the decisive advance setting for good printability and other Ge are properties of use. The roll stacks have nine up to sixteen rollers, with four to eight rollers an elastic coating, in particular from a company sermaterial, and therefore as an "elastic whale zen ". These rollers are in the Re gel delivered with the same diameter, but the is greater than that of the intermediate har  ten rollers. As a result of the to be done from time to time Twisting or grinding off the elastic layer but the roll diameter gradually decreases.

Bei solchen Superkalandern besteht ein Problem darin, daß die Belastungskraft und damit die Streckenlast we­ gen des Gewichts der Walzen im Stapel von oben nach unten zunimmt. Läßt man im untersten Spalt die größt­ mögliche Belastung zu, werden die oberen Spalte hin­ sichtlich der mechanischen oder thermo-mechanischen Umformung nur unvollkommen genutzt.One problem with such supercalenders is that that the load force and thus the line load we weight of the rollers in the stack from the top increases below. If you leave the largest in the lowest gap possible load, the top column will be out obviously the mechanical or thermo-mechanical Reshaping used only imperfectly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kalan­ der der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem die oberen Spalte im Walzenstapel in stärkerem Male als bisher an der Umformung der Blattoberfläche beteiligt sind.The invention has for its object a Kalan of the type described in the introduction, in which the top column in the roll stack more than previously involved in the reshaping of the leaf surface are.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Durchmesser der elastischen Walzen oben kleiner sind als unten.This object is achieved in that the diameter of the elastic rollers smaller at the top are as below.

Bei dieser Anordnung ist die Breite des zwischen einer harten und einer elastischen Walze gebildeten Spalts nicht nur wegen der zunehmenden Belastung, sondern zu­ sätzlich auch wegen des kleineren Krümmungsradius der elastischen Walzen unten größer als oben. Das hat zur Folge, daß der unterste Spalt mit der größten Strecken­ last auch die größte Breite hat, während der oberste Spalt mit der kleinsten Streckenlast die geringste Breite hat. Infolgedessen ergibt sich durch die Berück­ sichtigung der Walzendurchmesser in den oberen Spalten eine höhere Druckspannung als bisher und damit eine bessere Anpassung der Druckspannungen in den einzelnen Spalten aneinander. Die Druckspannung und nicht die Streckenlast ist aber die mechanische Größe, die im wesentlichen für die Umformung verantwortlich ist. Die oberen Spalte werden daher besser als bisher ausge­ nutzt.With this arrangement, the width is between one hard and an elastic roller formed gap not just because of the increasing burden, but too additionally because of the smaller radius of curvature elastic rollers larger at the bottom than at the top. That has to Consequence that the lowest gap with the greatest stretches load also has the greatest width, while the top one Gap with the smallest line load the smallest Width. As a result arises from the Berück view of the roller diameter in the upper columns a higher compressive stress than before and therefore one better adjustment of the compressive stresses in the individual Columns together. The compressive stress and not that Line load is the mechanical size, which in is essentially responsible for the transformation. The  upper column are therefore better than before uses.

Vorzugsweise nehmen die Durchmesser der elastischen Walzen von oben nach unten zu. Hierdurch nehmen auch die Spalte in mittlerer Höhe an der Anpassung teil.Preferably take the diameter of the elastic Roll from top to bottom. This will also take the mid-height column participates in the adjustment.

Mit Vorteil werden elastische Walzen verwendet, die im Neuzustand unterschiedliche Durchmesser besitzen. Jede dieser Walzen kann einer bestimmte Lage innerhalb des Stapels zugeordnet werden. Diese behält sie auch bei, wenn die Durchmesser der Walzen durch Abdrehen verklei­ nert werden sollten, weil die Walzen etwa gleichmäßig abgedreht werden.Elastic rollers are advantageously used in the New condition have different diameters. Each These rollers can be positioned within a certain position Stack can be assigned. She also keeps this if the diameter of the rollers is reduced by turning should be changed because the rollers are roughly even be turned off.

Eine bevorzugte Alternative besteht darin, daß elasti­ sche Walzen verwendet sind, die durch Abdrehen oder Abschleifen unterschiedliche Durchmesser erhalten ha­ ben. Hier kann man mit den üblichen elastischen Walzen arbeiten, die einen gleichen Durchmesser haben. Durch unterschiedlichen Einsatzbeginn und demzufolge einer unterschiedlichen Zahl von Materialabnahmen ergeben sich automatisch die unterschiedlichen Durchmesser, aufgrund deren die Lage der Walzen im Stapel bestimmt wird.A preferred alternative is that elasti cal rollers are used, which by turning or Grinding different diameters get ha ben. Here you can with the usual elastic rollers work with the same diameter. By different start of operations and therefore one result in different numbers of material purchases automatically the different diameters, based on which the position of the rollers in the stack is determined becomes.

Ein Verfahren zum Walzenwechsel bei einem Kalander, bei dem eine elastische Walze durch eine andere elastische Walze mit unterschiedlichem Durchmesser ersetzt wird, sieht erfindungsgemäß vor, daß eine neue elastische Walze jeweils als unterste elastische Walze und dann in Abhängigkeit von der durch Abdrehen oder Abschleifen bewirkten Durchmesserverkleinerung stufenweise weiter oben im Stapel angeordnet wird. So kann auf einfache Weise das Materialabnahme-Erfordernis mit der Forderung verknüpft werden, daß die Walzendurchmesser von oben nach unten zunehmen.A process for changing rolls in a calender, at one elastic roller by another elastic roller Roller with different diameters is replaced, provides according to the invention that a new elastic Roll as the lowest elastic roll and then in Dependence on that by turning or grinding brought about gradual reduction in diameter is placed at the top of the stack. So it can be simple Way the material take-off requirement with the claim linked that the roller diameter from above increase down.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines schematisch in der Zeichnung dargestellten Kalander näher erläu­ tert. Es zeigen:The invention is illustrated schematically below Calender illustrated in the drawing tert. Show it:

Fig. 1 den Walzenstapel eines Kalanders gemäß der Er­ findung, Fig. 1 shows the stack of rolls of a calender according to the invention He,

Fig. 2 einen Walzenspalt bei kleinerem Durchmesser der elastischen Walze, Fig. 2 shows a roll gap at the smaller diameter of the elastic roller,

Fig. 3 einen Walzenspalt bei größerem Durchmesser der elastischen Walze und Fig. 3 shows a nip with a larger diameter of the elastic roller and

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform eines Walzen­ stapels. Fig. 4 shows a modified embodiment of a roll stack.

In Fig. 1 ist der vertikale Stapel 1 eines Kalanders veranschaulicht. Der Stapel weist eine ortsfest gehal­ tene Unterwalze 2 und eine durch eine Belastungsvor­ richtung 3 belastbare Oberwalze 4 auf, zwischen denen sich - von unten nach oben - eine elastische Walze 5, eine angetriebene harte Walze 6, elastische Walzen 7 und 8, eine harte Walze 9, eine elastische Walze 10, eine harte Walze 11, eine elastische Walze 12, eine harte Walze 13 und eine elastische Walze 14 befinden.The vertical stack 1 of a calender is illustrated in FIG. 1. The stack has a stationary lower roller 2 and a loadable device 3 which is resilient top roller 4 , between which - from bottom to top - an elastic roller 5 , a driven hard roller 6 , elastic rollers 7 and 8 , a hard roller 9 , an elastic roller 10 , a hard roller 11 , an elastic roller 12 , a hard roller 13 and an elastic roller 14 .

Oberwalze 2 und Unterwalze 4 können durchbiegungssteu­ erbare Walzen üblicher Bauart sein. Die harten Walzen 6, 9, 11 und 13 sind aus Stahl oder Gußeisen. Die ela­ stischen Walzen 5, 7, 8, 11, 12 und 14 weisen in be­ kannter Weise einen Kern 15 und auf diesem einen Bezug 16 aus Papier, Kunststoff o. dgl. auf. Der Durchmesser der elastischen Walzen nimmt von oben nach unten zu.Top roller 2 and bottom roller 4 can be deflection-controllable rollers of conventional design. The hard rollers 6 , 9 , 11 and 13 are made of steel or cast iron. The ela-elastic rollers 5 , 7 , 8 , 11 , 12 and 14 have in a known manner a core 15 and on this a cover 16 made of paper, plastic or the like. The diameter of the elastic rollers increases from top to bottom.

Die unterste elastische Walze 5 ist vorzugsweise als neue Walze eingebaut worden. Die darüber befindlichen elastischen Walzen hatten ursprünglich denselben Durch­ messer, der sich aber durch mehrfaches Abdrehen ver­ kleinert hat. Die oberste elastische Walze 14 hat daher eine nur geringfügig über den Kerndurchmesser hinausge­ henden Durchmesser.The lowest elastic roller 5 has preferably been installed as a new roller. The elastic rollers above it originally had the same diameter, but which has become smaller by turning them several times. The uppermost elastic roller 14 therefore has a diameter just slightly above the core diameter.

In Fig. 2 ist etwas vergrößert der Spalt 17 zwischen der elastischen Walze 14 und der harten Walze 13 ver­ anschaulicht. Wegen des geringen Durchmessers dieser Walze 14 hat der Spalt eine relativ geringe Breite a.In Fig. 2, the gap 17 between the elastic roller 14 and the hard roller 13 is somewhat enlarged ver. Because of the small diameter of this roller 14 , the gap has a relatively small width a.

In Fig. 2 ist der Spalt 18 zwischen der elastischen Walze 7 und der harten Walze 6 veranschaulicht. Hier hat der Spalt 18 wegen dem größeren Durchmessers der elastischen Walze 7 eine größere Breite b.In FIG. 2, the gap 18 between the elastic roller 7 and the hard roller 6 is illustrated. Here, the gap 18 has a larger width b because of the larger diameter of the elastic roller 7 .

Da gleichzeitig wegen des Gewichts der Walzen die Streckenlast von oben nach unten zunimmt, zeigt sich, daß die für die Verformung der Papierbahnoberfläche wirksame Druckspannung im oberen Spalt 17 derjenigen im unteren Spalt 18 angenähert ist. Trotz der von oben nach unten zunehmenden Streckenlast wird daher die Druckbeanspruchung der Papierbahn vergleichmäßigt.Since at the same time the line load increases from top to bottom due to the weight of the rollers, it can be seen that the compressive stress in the upper gap 17 which is effective for the deformation of the paper web surface is approximated to that in the lower gap 18 . Despite the increasing line load from top to bottom, the pressure on the paper web is evened out.

Fig. 4 zeigt einen Kalander, der nur aus acht überein­ anderliegenden Walzen besteht, nämlich außer der Unter­ walze 102 und der durch eine Belastungsvorrichtung 103 belasteten Oberwalze 104 von unten nach oben einer ela­ stische Walze 105, einer angetriebenen Hartwalze 106, elastischen Walzen 107 und 108, einer harten Walze 109 und einer elastischen Walze 110. Durch die bessere Aus­ nutzung der oberen elastischen Walzen kann man ein beidseitig weitgehend gleichmäßig satiniertes Papier erhalten, obwohl der durch die beiden elastischen Wal­ zen 107 und 108 gebildete Wechselspalt in der Mitte des Stapels angeordnet ist. Fig. 4 shows a calender, which consists only of eight superimposed rollers, namely except the lower roller 102 and the top roller 104 loaded by a loading device 103 from bottom to top of an elastic roller 105 , a driven hard roller 106 , elastic rollers 107 and 108 , a hard roller 109 and an elastic roller 110 . From the better use of the upper elastic rollers, a largely uniformly satinized paper can be obtained on both sides, although the alternating gap formed by the two elastic rollers 107 and 108 is arranged in the middle of the stack.

Die Darstellung ist rein schematisch. In der Praxis liegen die Durchmesserunterschiede zwischen neuer ela­ stischer Walze 5 und verbrauchter elastischer Walze 14 etwa im Bereich bis 2 : 1. Die Durchmesser der elasti­ schen Walzen 7 und 8 sollten auch deshalb etwas diffe­ rieren, damit Markierungen der einen Walze nicht zu Abdrücken an der anderen Walze führen. Die harten Wal­ zen können beheizt sein. Der Walzenstapel 1 kann auch von unten statt von oben her belastet werden.The representation is purely schematic. In practice, the diameter differences between the new elastic roller 5 and the used elastic roller 14 are approximately in the range up to 2: 1. The diameters of the elastic rollers 7 and 8 should therefore also differ somewhat, so that markings on the one roller do not cause impressions the other roller. The hard rollers can be heated. The roller stack 1 can also be loaded from below instead of from above.

Wenn die elastischen Walzen bereits im Neuzustand un­ terschiedlichen Durchmesser haben, kann man sie, da sie gewöhnlich etwa gleichmäßig abgedreht oder abgeschlif­ fen werden müssen, jeweils an Ort und Stelle belassen. Wenn jedoch neue Walzen mit gleichem Durchmesser be­ nutzt werden, die durch Abdrehen einen verminderten Durchmesser erhalten, kann man sie zunächst als unter­ ste elastische Walze 5 verwenden und dann im Laufe der Zeit stufenweise nach oben rücken lassen.If the elastic rollers already have different diameters when new, they can be left in place because they usually have to be turned or sanded approximately evenly. However, if new rollers with the same diameter are used, which are given a reduced diameter by turning, they can first be used as an elastic roller 5 under ste and then gradually move upwards over time.

Vielfach lassen sich die Ergebnisse der Papierbehand­ lung noch dadurch verbessern, daß die Walzen, insbeson­ dere die Mittelwalzen, in nicht veranschaulichter Weise in Hebeln gelagert sind, wobei mit Vorteil die überhän­ genden Gewichte durch Stützvorrichtungen kompensiert sind, wie dies aus EP 0 285 942 B1 bekannt ist.In many cases, the results of paper treatment still improve the fact that the rollers, in particular the central rollers, in an unillustrated manner are stored in levers, whereby the overhangs are advantageous weights compensated by support devices are, as is known from EP 0 285 942 B1.

Claims (5)

1. Kalander zur Bearbeitung von Papier und Pappe mit einem Walzenstapel, der harte und ela­ stische Walzen aufweist, und zugehöriger Belastung­ svorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der elastischen Walzen (5, 7, 8, 10, 12, 14) oben kleiner sind als unten.1. calender for processing paper and cardboard with a roll stack, the hard and ela-elastic rolls, and associated load svorrichtung, characterized in that the diameter of the elastic rollers ( 5 , 7 , 8 , 10 , 12 , 14 ) above smaller are as below. 2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der elastischen Walzen (5, 7, 8, 10, 12, 14) von oben nach unten zunehmen.2. Calender according to claim 1, characterized in that the diameter of the elastic rollers ( 5 , 7 , 8 , 10 , 12 , 14 ) increase from top to bottom. 3. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß elastische Walzen verwendet sind, die im Neuzustand unterschiedliche Durchmesser besit­ zen.3. Calender according to claim 1 or 2, characterized records that elastic rollers are used, the Different diameters when new Zen. 4. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß elastische Walzen verwendet sind, die durch Abdrehen oder Abschleifen unterschiedliche Durchmesser erhalten haben.4. Calender according to claim 1 or 2, characterized records that elastic rollers are used, the by turning or grinding different Diameter. 5. Verfahren zum Walzenwechsel bei einem Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine elasti­ sche Walze durch eine andere elastische Walze mit unterschiedlichem Durchmesser ersetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine neue elastische Walze je­ weils als unterste elastische Walze und dann in Abhängigkeit von der durch Abdrehen oder Abschlei­ fen bewirkten Durchmesserverkleinerung stufenweise weiter oben im Stapel angeordnet wird.5. Procedure for changing the roll in a calender one of claims 1 to 4, wherein an elastic with another elastic roller different diameter is replaced, thereby characterized that a new elastic roller ever because as the lowest elastic roller and then in Dependence on that by twisting or tearing fen gradually reduced the diameter is placed further up in the stack.