DE19607475C1 - Kalander zum Satinieren von Papier - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kalander zum Sati­ nieren von Papier, das als Bahn mit wählbarer Breite mindestens einen Walzenspalt durchläuft, der durch eine beheizbare harte Walze und eine mit einem elastischen Bezug versehene weiche Walze begrenzt ist. Dabei ist nicht nur die absolute Temperatur maßgebend. Vielmehr darf auch eine vorbestimmte Temperaturdifferenz zwi­ schen dem von der Bahn bedeckten und dem unbedeckten Abschnitt nicht überschritten werden.

Da bei modernen Kalandern hohe Temperaturen an der Oberfläche der harten Walze angewendet werden und die Temperaturbeständigkeit des elastischen Bezuges der weichen Walze vielfach auf unter dieser Temperatur lie­ gende Werte beschränkt ist, muß dafür gesorgt werden, daß keine Überhitzung des elastischen Bezuges auftritt. Dies ist dort nicht zu befürchten, wo der Bezug von der wärmeabführenden Papierbahn abgedeckt ist. Außerhalb der Papierbahn befindliche Abschnitte des Bezuges sind jedoch durch Überhitzung gefährdet.

Aus diesem Grund ist es bekannt (DE 39 07 216 A1), die Bahn in einer Breite durch den Walzenspalt zu führen, die mindestens so groß ist wie die Breite des Bezuges. Es bleibt dann allerdings ein nicht kalandrierter Rand­ streifen, der abgeschnitten und entfernt werden muß. Bei Kalandern mit mehreren Walzenspalten kann es durch die nicht satinierten Ränder zu Bahnlaufproblemen kom­ men. Auch ist diese Lösung nicht praktikabel, wenn Bah­ nen unterschiedlicher Breite erzeugt werden müssen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin (DE 41 21 381 C1), die Bahnbreite kleiner zu halten als die weiche Walze und den freiliegenden Teil des Bezuges durch Auf­ tragen eines dünnen und scharf abgegrenzten Wasserfilms zu kühlen. Die Kühlvorrichtung ist längs einer Traverse parallel zur Walze verschiebbar und kann daher unter­ schiedlichen Bahnbreiten angepaßt werden. Die hierfür erforderlichen Kühlvorrichtungen und Temperaturmeßsy­ steme sind jedoch aufwendig, unzuverlässig und vor al­ lem bei hohen Oberflächentemperaturen nicht effektiv genug.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie man auf einfache Weise auch bei unterschiedlichen Bahnbreiten einen wirksamen Schutz des Bezuges gegen Überhitzung erreichen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch umlau­ fende, die Wärmeübertragung vermindernde Isolationsbän­ der, die zumindest im Walzenspalt die von der Bahn freien Randbereiche des Bezugs abdecken.

Diese Isolationsbänder tragen in doppelter Hinsicht dazu bei, daß die von der Papierbahn freien Randberei­ che des elastischen Bezuges nicht überhitzt werden. Zum einen wird aufgrund ihrer Isolationswirkung die Wärme­ übertragung von der Oberfläche der harten Walze auf den Bezug vermindert. Zum anderen kann das Isolationsband eine Abstützung bilden, die eine zu große Annäherung der Oberfläche der harten Walze an den Bezug oder gar eine Berührung des Bezuges verhindern. Im Grund simu­ lieren diese Isolationsbänder die fehlende Papierbahn.

Besonders empfehlen sich Endlos-Isolationsbänder, die über mindestens eine Umlenkrolle geführt und durch eine Spannvorrichtung gespannt sind. Diese Isolationsbänder umschlingen die zugehörige Walze nur über einen Teil ihres Umfangs und werden dann auf einer durch eine oder mehrere Umlenkrollen bestimmten Bahn geführt. Hierbei kann Wärme durch die umgebende ruft oder auch durch eine Kühlvorrichtung abgeführt werden. Die Spannvor­ richtung sorgt dafür, daß die Isolationsbänder glatt an der zugehörigen Walze anliegen. Infolgedessen werden die Isolationsbänder von der umschlungenen Walze ange­ trieben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umschlingen die Isolationsbänder die harte Walze. Dies gilt insbesonde­ re, wenn die harte Walze wegen des Oxbow-Effekts eine größere Breite seines zylindrischen Teils hat als die Breite des zylindrischen Teils des Bezuges. Dies ergibt eine besonders gute Abstützung.

Eine ebenfalls empfehlenswerte Alternative besteht dar­ in, daß die Isolationsbänder den Bezug der weichen Wal­ ze umschlingen. Hierdurch wird die Wärmebelastung des Isolationsbandes ganz erheblich reduziert.

Zweckmäßigerweise haben die Isolationsbänder eine ge­ ringere Dicke als das Papier der Bahn. Damit wird si­ chergestellt, daß die Isolationsbänder nicht die Druck­ spannung an den Papierbahnrändern unzulässig verändern.

Statt dessen oder außerdem kann dafür gesorgt sein, daß die Isolationsbänder einen geringeren Verformungswider­ stand als das Papier der Bahn haben. Ein solches Isola­ tionsband ist leichter komprimierbar als das Papier und hat daher keinen negativen Einfluß auf die Satinage der Papierbahnränder.

Mit Vorteil bestehen die Isolationsbänder aus faserver­ stärktem Kunststoff. In Abhängigkeit davon, welche Tem­ peraturen die harte Walze an ihrer Oberfläche annehmen kann, ist das Material der Isolationsbänder so auszu­ wählen, daß keine Überhitzung erfolgt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür ge­ sorgt, daß die Breite der Isolationsbänder so gewählt ist, daß sie nicht über den zylindrischen Teil der har­ ten Walze oder des Bezuges der weichen Walze hinausra­ gen. Bei einer solchen Führung der Isolationsbänder besteht keine Gefahr, daß das Band verläuft.

In weiterer Ausgestaltung empfiehlt sich eine Erken­ nungsvorrichtung, die die Position der Bahnkanten zwecks Festlegung der Breite der Isolationsbänder und ihrer Positionierung im Walzenspalt erfaßt. Dies er­ leichtert den Einsatz der Isolationsbänder.

Mit besonderem Vorteil ist die eine Walze eine Durch­ biegungseinstellwalze mit Zonensteuerung und ist der Druck in den den Isolationsbändern zugeordneten Zonen gegenüber den anderen Zonen reduziert. Hiermit läßt sich das gewünschte Druckspannungsprofil mit hoher Ge­ nauigkeit einstellen, auch wenn unterschiedlich breite Bahnen bearbeitet werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Zwei-Walzen-Kalander bei der Behandlung einer Papierbahn mit maximaler Breite,

Fig. 2 den Kalander der Fig. 1 bei der Behandlung einer schmaleren Papierbahn,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Kalanders der Fig. 2 und

Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform ähnlich der Fig. 3.

Der in den Fig. 1 bis 3 veranschaulichte Zwei-Walzen- Kalander weist eine harte Walze 2 und eine weiche Walze 3 auf. Die harte Walze besitzt einen zylindrischen Teil 4, der über seine gesamte Breite A etwa gleichmäßig beheizt ist, beispielsweise mit Heizöl, das durch achs­ parallele Bohrungen nahe der Oberfläche geleitet wird, durch eine elektrische Heizvorrichtung o. dgl. Die wei­ che Walze 3 trägt einen Bezug 5, dessen zylindrischer Teil 6 eine Breite B hat, die in diesem Ausführungsbei­ spiel kleiner ist als die Breite A des zylindrischen Teils 4 der harten Walze 2, aber auch andere Werte ha­ ben kann.

Die Walzen 2 und 3 bilden einen Walzenspalt 7, in wel­ chem eine Bahn 8 aus Papier mit maximaler Breite C satiniert wird. Zu beiden Seiten der Bahn 8 verbleiben Bereiche 9 des Bezuges 5 von so geringer Breite a, bei­ spielsweise 10 oder 15 mm oder weniger, daß sie durch die Bahn 8 im Abstand von der heißen Oberfläche der harten Walze 2 gehalten werden und keinen Schaden neh­ men können.

In Fig. 2 ist eine Bahn 8a mit geringerer Breite C1 vorgesehen. Hier sind freie Randbereiche 10 mit größe­ rer Breite b des zylindrischen Teils 6 des Bezuges 5 durch die Wärmeübertragung von der harten Walze 2 her gefährdet. Um dies zu vermeiden, sind zwei Isolations­ bänder 11 vorgesehen, die die harte Walze 2 teilweise umschlingen und eine Breite d aufweisen, die die Berei­ che 10 im wesentlichen vollständig überdeckt, an einer Kante 12 des Bandes 8a anschließen und nicht über das Ende des zylindrischen Teils 4 der harten Walze 2 hin­ ausragen. Auf diese Weise ist der Bereich 10 vor einer zu starken Erwärmung geschützt und gleichzeitig ein sicherer kauf der Isolationsbänder 11 gewährleistet. Die Bänder bestehen vorzugsweise aus einem faserver­ stärkten Kunststoff, der eine höhere Temperaturbestän­ digkeit hat.

Fig. 2 zeigt ferner zwei Erkennungsvorrichtungen 16 und 17, welche die Bahnkanten erfassen. In Abhängigkeit hiervon wird die Breite B der Isolationsbänder 11 fest­ gelegt und außerdem bestimmt, wie weit die Isolations­ bänder axial nach innen geschoben werden müssen, um optimal wirksam zu sein. Die Erkennungsvorrichtungen können beispielsweise durch Photozellen gebildet sein. Sobald die Kanten der Papierbahn 8a erfaßt worden sind, kann man die Bänder 11 von außen her axial in den Wal­ zenspalt 7 hineinfahren. Danach kann der Walzenspalt geschlossen und der Betrieb aufgenommen werden. Sollte sich die Bahn 8a während der Produktion über einen zu­ lässigen Toleranzbereich ändern, müßten die Isolations­ bänder entsprechend neu positioniert werden.

Fig. 3 zeigt, daß das Isolationsband 11 ein Endlos-Iso­ lationsband ist, das die harte Walze 2 über mehr als die Hälfte ihres Umfangs umschlingt und über eine Um­ lenkwalze 13 geleitet wird, die mittels einer durch Pfeile angedeuteten Spannvorrichtung 14 gespannt werden kann. Infolgedessen wird das Isolationsband 11 von der sich drehenden harten Walze 2 angetrieben. Dies bedeu­ tet, daß während der Anlage an der harten Walze erhitz­ te Teile des Isolationsbandes zeitweilig der freien Atmosphäre ausgesetzt werden und dort abkühlen können, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einer Kühlvorrich­ tung.

Eine Alternative ist in Fig. 4 veranschaulicht. Dort ist der gleiche Kalander mit der harten Walze 2 und der weichen Walze 2 veranschaulicht. Das Isolationsband 11a umschlingt jedoch den elastischen Bezug 5 der weichen Walze 3 und wird durch eine Umlenkwalze 13a, die von einer durch die Pfeile 14a angedeuteten Spannvorrich­ tung belastet ist, an den Bezug 5 angepreßt. Auch hier wird das Isolationsband 11a durch die sich drehende weiche Walze 3 angetrieben.

In Fig. 2 ist ferner schematisch dargestellt, daß die weiche Walze 3 eine Durchbiegungseinstellwalze ist, die eine Reihe von Zonen 15 aufweist, denen jeweils Druck­ mittel mit einem vorbestimmten Druck zugeführt wird. Die Zonen werden beispielsweise durch je ein hydrosta­ tisches Stützelement oder mehrere solcher Stützelemente gebildet. Die im Bereich der Isolationsbänder 11 be­ findlichen Zonen 15′ werden mit einem geringeren Druck beaufschlagt als die übrigen Stützelemente.

Claims (10)

1. Kalander zum Satinieren von Papier, das als Bahn mit wählbarer Breite mindestens einen Walzenspalt durchläuft, der durch eine beheizbare harte Walze und eine mit einem elastischen Bezug versehene wei­ che Walze begrenzt ist, gekennzeichnet durch umlau­ fende, die Wärmeübertragung vermindernde Isola­ tionsbänder (11, 11a), die zumindest im Walzenspalt (7) die von der Bahn (8a) freien Randbereiche des Bezugs (5) im wesentlichen abdecken.

2. Kalander nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch End­ los-Isolationsbänder (11, 11a), die über mindestens eine Umlenkrolle (13; 13a) geführt und durch eine Spannvorrichtung (14; 14a) gespannt sind.

3. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Isolationsbänder (11) die harte Walze (2) umschlingen.

4. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Isolationsbänder (11a) den Bezug (5) der weichen Walze (3) umschlingen.

5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsbänder (11) eine geringere Dicke als das Papier der Bahn (8a) haben.

6. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsbänder (11) einen geringeren Verformungswiderstand als das Papier der Bahn (8a) haben.

7. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsbänder (11) aus faserverstärktem Kunststoff bestehen.

8. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (d) der Isolations­ bänder (11, 12) so gewählt ist, daß sie nicht über den zylindrischen Teil (4, 6) der harten Walze (2) oder des Bezuges (5) der weichen Walze (3) hinaus­ ragen.

9. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekenn­ zeichnet durch eine Erkennungsvorrichtung (16, 17), die die Position der Bahnkanten (12) zwecks Festle­ gung der Breite der Isolationsbänder (11) und ihrer Positionierung im Walzenspalt (7) erfaßt.

10. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Walze (3) eine Durch­ biegungseinstellwalze mit Zonensteuerung ist und der Druck in den den Isolationsbändern (11) zuge­ ordneten Zonen (15′) gegenüber den anderen Zonen (15) reduziert ist.