DE19631056C2 - Kalander - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalander, insbesondere für die Papierbehandlung, mit einem Walzenstapel, der zwei Endwalzen und mindestens eine Zwischenwalze aufweist, wobei die Endwalzen jeweils eine in Richtung auf die Zwischenwalze wirkenden Durchbiegeausgleichseinrichtun­ gen aufweisen.

Derartige Kalander sind vielfach als Superkalander aus­ gebildet. Sie weisen eine Vielzahl von Walzen auf, in der Regel 10 oder 12, die vertikal übereinander ange­ ordnet sind. Die Endwalzen sind hierbei in der obersten und der untersten Position angeordnet. Sie werden dem­ entsprechend auch als Oberwalze bzw. als Unterwalze bezeichnet.

Derartige Kalander dienen beispielsweise zum Satinieren einer Papierbahn, d. h. die Papierbahn wird durch die Spalte zwischen benachbarten Walzen geleitet. Durch geeignete Mittel werden die Walzen unter Druck anein­ andergelegt. Die Papierbahn wird durch diese Behandlung einerseits verdichtet und erhält andererseits eine ver­ besserte Oberflächenqualität, beispielsweise einen hö­ heren Glanz oder eine bessere Glätte. Zum Anpressen wird entweder eine der beiden Endwalzen festgelegt und die andere Walze durch Anpreßmittel, beispielsweise Hydraulikzylinder, in Richtung auf die erstgenannte Endwalze gepreßt. Oder die Oberwalze und die Unterwalze weisen gegeneinander wirkende Druckmittel auf. Die sich dabei ergebenden Durchbiegungen können durch die Durch­ biegeausgleichseinrichtungen kompensiert werden, so daß alle Walzenspalte einen geradlinigen Verlauf annehmen.

Bei der Firmendruckschrift "Die neuen Superkalander- Konzept", 05/94d, wird beispielsweise insbesondere auf Seite 16 verwiesen, wo die Mattsatinage in einem Superkalander beschrieben ist, der (siehe die vergleichbaren Darstel­ lung auf den Seiten 5, 6, 9 und 17) ansonsten für ande­ re Satinagearten verwendet wird.

Bei dem in DE 30 12 852 A1 beschrieben Kalander ist es möglich, eine Papierbahn einerseits durch viele Walzen­ spalte zu führen und dort mit hohem Druck zu beauf­ schlagen. Andererseits ist es möglich, mehrere obere Walzen in einer abgehobenen Position festzuhalten. Die­ se Walzen bilden dann keinen Nip. Die verbleibenden unteren Walzen liegen mit ihrer Gewichtskraft aufein­ ander. Eine Steigerung der Druckbeaufschlagung mit Hil­ fe der untersten Walze über die Kompensation der Ge­ wichtskraft hinaus ist nicht möglich.

Der Übergang von einer "Glanzsatinage" auf eine "Matt­ satinage" bedingt ein Verstellen der Tragmuttern auf der Spindel, was in jedem Fall mit einem gewissen Zeit­ verlust verbunden ist.

DE 43 14 670 C2 zeigt eine ähnliche Ausgestaltung, bei der ebenfalls eine Verstellmöglichkeit der Walzenlager an einer Hängespindel vorgesehen ist.

Der Papierproduzent möchte nun vielfach auch, auf ein­ fache Weise eine Mattsatinage durchführen können. Ein hierfür gut geeigneter Softkalander steht oft aus Ko­ sten- oder Platzgründen nicht zur Verfügung, so daß der Superkalander diese Funktion zusätzlich wahrnehmen muß.

Hierzu wird eine der in vertikal verschiebbaren Suppor­ ten gelagerten Walzen, in der Regel eine der Zwischen­ walzen, im Walzenstapel durch ein geeignetes mechani­ sches Arretierungsmittel in ihrer Position befestigt. Alle unter ihr liegenden vertikal beweglichen Walzen einschließlich der als Durchbiegeausgleichswalze ausge­ bildeten Unterwalze werden durch den Hydraulikzylinder gegen die arretierte Walze nach oben gedrückt. Die Durchbiegung der Walzen wird wiederum durch die Durch­ biegeausgleichseinrichtung der Unterwalze kompensiert.

Dieses Vorgehen hat einige Nachteile: Vielfach kann man nicht die unmittelbar über der Unterwalze liegende Wal­ ze arretieren, so daß mehrere, nicht direkt am Satina­ geprozeß beteiligte Walzen angetrieben werden müssen und entsprechend verschleißen. Schwerwiegender ist al­ lerdings der Nachteil, daß der Satinagedruck praktisch nicht veränderbar ist. Er kann nur so groß sein, daß die Durchbiegung der einzelnen Walzen korrigiert wird. Mit anderen Worten kann die Anpreßkraft der nun arbei­ tenden Walzen nur so groß sein, wie es die Kompensation der Eigenlastdurchbiegung der arretierten Mittelwalze gestattet. Die Anpreßkraft ist also durch das Gewicht und die Breite sowie die Steifigkeit der arretierten Mittelwalzen festgelegt. Eine Veränderung der Anpreß­ kraft im arbeitenden Walzenspalt kann nicht vorgenommen werden, weil dies zu einer Asymmetrie des auf die Wal­ tenbreite gemessenen Anpreßdrucks und mithin zu einer Walzgutentstellung führen würde. Wenn der Anpreßdruck zu groß wird, biegt sich die arretierte Walze nach oben durch. Wird er hingegen zu klein gewählt, biegt sie sich nach unten durch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Matt­ satinagebetrieb mit Hilfe eines derartigen Kalanders durchführen zu können, ohne auf die walzenspezifischen Anpreßdrücke festgelegt zu sein.

Diese Aufgabe wird durch einen Kalander der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens eine End­ walze eine zusätzliche, in Richtung von der Zwischen­ walze weg wirkende Durchbiegeausgleichseinrichtung auf­ weist und daß eine zusätzliche, als Durchbiegeaus­ gleichswalze ausgebildete Zusatzwalze auf der der Zwi­ schenwalze abgewandten Seite dieser Endwalze angeordnet ist und die Zusatzwalze und die zugehörige Endwalze eine gemeinsame Lagereinrichtung am Maschinengestell aufweisen, die am Maschinengestell beweglich angeordnet ist.

Dadurch kombiniert man einen herkömmlichen Kalander mit einem zusätzlichen Kalander, der für den Mattsatinage­ betrieb geeignet ist. Hierfür wird eine Walze gemeinsam verwendet, nämlich die bislang als Endwalze des einen Kalanders dienende Durchbiegeausgleichswalze. Es ist also praktisch kein zusätzlicher Bauraum notwendig, wenn man von einer geringfügigen Vergrößerung der Höhe des neuen Kalanders absieht. Auch die zusätzlich auf­ zubringenden Kosten halten sich in Grenzen, weil keine zusätzliche Stuhlung notwendig ist. Der zusätzliche Aufwand beinhaltet zwar, daß man die betreffende End­ walze mit einer zweiten Durchbiegeausgleichseinrichtung versieht und eine zusätzliche Durchbiegeausgleichswalze einbaut. Anders ausgedrückt, läßt sich dieser Sachver­ halt auch dadurch beschreiben, daß man die als Durch­ biegeeinstellwalze ausgebildete Endwalze um eine Posi­ tion verschiebt und eine zweiseitig wirkende Durchbie­ geeinstellwalze einbaut. Da man aber mit dem neuen Ka­ lander den Mattsatinagebetrieb praktisch ohne Festle­ gung auf Drücke durchführen kann, die von der oder den Walzen bestimmt werden, kann man diesen Aufwand hinneh­ men.

Die Anpreßdrücke können nun nämlich in weiten Bereichen verstellt werden. Man kann sowohl mit relativ niedrigen Drücken fahren, weil die Durchbiegeausgleichseinrich­ tungen der Endwalze und der Zusatzwalze auf jeden Fall zusammenwirken können und dafür sorgen, daß der Walzen­ spalt gerade bleibt. Wenn man mit einem Druck fahren möchte, der über die zur Kompensierung der Eigendurch­ biegung notwendigen Drücke hinausgeht, dann arbeiteten die gegeneinander wirkenden Durchbiegeausgleichsein­ richtungen von Endwalze und Zusatzwalze zusammen. Wenn man mit einem geringeren Druck arbeiten möchte, dann verwendet man von der Endwalze die Durchbiegeaus­ gleichseinrichtung, die in Richtung auf die Zwischen­ walze oder die Zwischenwalzen wirkt. Dies führt zu ei­ ner Druckentlastung des Walzenspalts zur Zusatzwalze hin.

Das Maschinengestell kann beispielsweise die Stuhlung des Kalanders oder der Kalanderständer sein. Durch die­ se Ausgestaltung wird das Betriebsverhalten des Kalan­ ders ansonsten nur unwesentlich geändert. Insbesondere beim Einbau der Zusatzwalze im Bereich der Unterwalze hat diese Ausgestaltung sogar Vorteile, weil dadurch die Unterwalze mit einem zusätzlichen Gewicht versehen wird, das das Absenken dieser Unterwalze beschleunigt, wenn die Walzen des Kalanders getrennt werden müssen. Die Lagereinrichtung ist am Maschinengestell beweglich angeordnet. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Zusatzwalze im Bereich der Unterwalze vorgese­ hen wird. Man kann dann, wenn man den Mattsatinagebe­ trieb durchführt, die Endwalze von den übrigen Zwi­ schenwalzen trennen, so daß deren Verschleiß gering bleibt.

Vorzugsweise ist mindestens eine der Walzen auf der Lagereinrichtung gegenüber der anderen Walze verlager­ bar. Hierdurch läßt sich der Walzenspalt zwischen den beiden Walzen öffnen, so daß die Zusatzwalze tatsäch­ lich nur dann betrieben wird, wenn der Mattsatinagebe­ trieb durchgeführt wird.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Zusatzwalze einen Träger aufweist, der über einen Hydraulikzylinder an der Lagereinrichtung abgestützt ist. Durch diese Ausbildung hat man zwei Vorteile. Zum einen ist die Endwalze fest an der Lagereinrichtung angeordnet, so daß man bei der Walzensteuerung gegenüber einem her­ kömmlichen Kalander praktisch keine Änderungen durch­ führen muß. Zum anderen ist die Zusatzwalze insgesamt verschiebbar, also nicht nur ihr Mantel. Dies verein­ facht den Aufbau.

Vorzugsweise weist mindestens eine der Walzen des Wal­ zenpaares aus Zusatzwalze und Endwalze einen eigenen Drehantrieb auf. Der Mattsatinagebetrieb kann dann ohne Fremdantriebe durchgeführt werden.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Drehantrieb an der Lagereinrichtung angeordnet und mit der ortsfest auf der Lagereinrichtung angeordneten Walze verbunden ist. Man kann dann eine starre Verbindung zwischen dem Drehantrieb und der Walze vorsehen, weil sich die Posi­ tionen von Walze und Drehantrieb relativ zueinander nicht ändern.

Auch ist bevorzugt, daß von dem aus Zusatzwalze und Endwalze gebildeten Walzenpaar eine Walze eine weiche und die andere Walze eine harte Oberfläche aufweist. Man kann dann mit Hilfe der Zusatzwalze einen Softka­ lander realisieren, der sich für die Mattsatinage an und für sich bewährt hat.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugten Aus­ führungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung be­ schrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 einen Kalander im Normalbetrieb,

Fig. 2 den Kalander bei der Mattsatinage,

Fig. 3 eine abgewandelte Form des Kalanders mit Zusatz­ walze in oberster Position,

Fig. 4 eine Detailansicht des unteren Endes des Kalan­ ders in der Betriebsweise nach Fig. 1 und

Fig. 5 die Detailansicht des Kalanders in der Betriebs­ weise nach Fig. 2.

Ein Kalander 1 weist ein Gestell 2 auf, in dem ein Wal­ zenstapel 3 angeordnet ist. Der Walzenstapel weist eine Oberwalze 4, eine Unterwalze 5 und mehrere Zwischenwal­ zen 6 auf. Zur Bahnführung sind mehrere Leitwalzen 7 vorgesehen. Die Oberwalze 4 und die Unterwalze 5 werden zusammenfassend auch als Endwalzen bezeichnet.

Die Oberwalze 4 und die Unterwalze 5 sind als Durchbie­ geausgleichswalzen ausgebildet. Sie weisen jeweils Durchbiegeausgleichseinrichtungen 8, 9 auf, die in Richtung auf die Zwischenwalzen 6 wirken.

Die Zwischenwalzen 6 und die Unterwalze 5 sind relativ zu dem Gestell 2 beweglich. Die Oberwalze 4 ist am Ge­ stell festgestellt. Die Zwischenwalzen sind hierzu über nicht näher dargestellte Lager am Gestell 2 befestigt. Die Unterwalze 5 ist in einer Lagereinrichtung 10 an­ geordnet, die mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 11 nach oben gefahren werden kann. Sobald sämtliche Wal­ zenspalte zwischen den Zwischenwalzen 6 und der Unter­ walze 5 bzw. der Oberwalze 4 geschlossen sind, kann der Hydraulikzylinder 11 auch dazu verwendet werden, den Druck in den Walzenspalten zu erhöhen. Eine Durchbie­ gung der Walzen 4, 5, 6 wird durch die Durchbiegeaus­ gleichseinrichtungen 8, 9 kompensiert.

An der Lagereinrichtung 10 ist darüber hinaus eine Zu­ satzwalze 12 angeordnet, die ebenfalls als Durchbiege­ ausgleichswalze ausgebildet ist und dementsprechend eine Durchbiegeausgleichseinrichtung 13 aufweist. Diese Durchbiegeausgleichseinrichtung 13 wirkt in Richtung auf die Unterwalze 5.

Die Unterwalze 5 weist zusätzlich eine zweite Durchbie­ geausgleichseinrichtung 14 auf, die in Richtung auf die Zusatzwalze 12 wirkt.

Alle Durchbiegeausgleichseinrichtungn 8, 9, 13, 14 kön­ nen beispielsweise durch hydrostatisch wirkende Gleit­ schuhe gebildet sein, die auf einem nicht näher darge­ stellten Träger abgestützt sind, der die Walzen 4, 5, 12 axial durchsetzt.

Die Zusatzwalze 12 ist auf der Lagereinrichtung 10 in vertikaler Richtung verschiebbar. Sie kann also relativ zur Unterwalze 5 verschoben werden. In der in Fig. 1 dargestellten Position läßt sie einen Walzenspalt 15 zur Unterwalze 5 hin offen. Die Lagereinrichtung 10 ist aber so weit in Richtung auf die Oberwalze 4 verschoben worden, daß alle übrigen Walzenspalte geschlossen sind. Die zu behandelnde Papierbahn 16 kann dann im Normalbe­ trieb kalandriert werden.

Fig. 2 zeigt nun eine andere Betriebsweise, bei der alle Walzenspalte, insbesondere ein Walzenspalt 17 zwi­ schen der Unterwalze 5 und der nächstfolgenden Zwi­ schenwalze 6, geöffnet sind. Dafür ist der Walzenspalt 15 geschlossen, d. h. die Zusatzwalze 12 liegt unter Zwischenlage der Papierbahn 16 an der Unterwalze 5 an. Der Hydraulikzylinder 11 kann hierbei eingefahren sein. Wie im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 5 erläutert wer­ den wird, ist an der Lagereinrichtung 10 ein eigener Hydraulikzylinder vorgesehen, der zum Verlagern der Zusatzwalze 12 auf der Lagereinrichtung dient.

In der in Fig. 2 dargestellten Betriebsweise wird die Papierbahn 16 nur durch den Walzenspalt 15 geführt. Sie wird dort matt satiniert. Zu diesem Zweck ist entweder die Unterwalze 5 oder die Zusatzwalze 12 mit einer wei­ chen Oberfläche versehen. Die entsprechend andere Walze weist dann eine harte Oberfläche auf.

Die Drücke, die im Walzenspalt 15 herrschen, lassen sich nun in weiten Grenzen beliebig einstellen.

Einerseits kann man, wie bisher auch, einen Druck ein­ stellen, der die Eigendurchbiegung der Unterwalze 5 kompensiert. In diesem Fall werden nur die Durchbiege­ ausgleichseinrichtungen 13 der Zusatzwalze 12 betätigt. Wenn man einen höheren Druck erzeugen will, wird sowohl die Durchbiegeausgleichseinrichtung 13 als auch die Durchbiegeausgleichseinrichtung 14 in Betrieb genommen. Neben der Funktion, den Walzenspalt zu begradigen, ha­ ben sie die Funktion, die notwendigen Drücke zu erzeu­ gen.

Möchte man hingegen niedrigere Drücke erzielen, wird die Durchbiegeausgleichseinrichtung 13 und die Durch­ biegeausgleichseinrichtung 9 in Betrieb genommen. Die Durchbiegeausgleichseinrichtung 9 verhindert, daß sich die Unterwalze 5 nach unten durchbiegt, wenn von der Zusatzwalze 12 nicht mehr der notwendige Gegendruck aufgebracht wird.

Fig. 3 zeigt die Möglichkeit, die Zusatzwalze 12 auch mit der Oberwalze 4 zusammenwirken zu lassen. In diesem Fall hat die Oberwalze 2 Durchbiegeausgleichseinrich­ tungen 8, 14, wobei letztere zwar auch von den Zwi­ schenwalzen 6 weg wirkt, aber diesmal nach oben. In gleicher Weise wirkt die Durchbiegeausgleichseinrich­ tung 13 der Zusatzwalze 12 nach unten, d. h. in Richtung auf die Zwischenwalzen 6 hin.

Fig. 4 und 5 zeigen die Lagereinrichtung 10 mit der Unterwalze 5 und der Zusatzwalze 12 mit weiteren Ein­ zelheiten.

Die Lagereinrichtung 10 weist einen Schlitten 18 auf, der am Gestell 2 vertikal verschiebbar angeordnet ist. Zum Antrieb des Schlittens 18 dient der Hydraulikzylin­ der 11, der in Fig. 4 unter Druck gesetzt und in Fig. 5 entlastet ist.

Auf dem Schlitten 18 ist zunächst ein Walzenträger 19 ortsfest angeordnet. Der Walzenträger 19 trägt die Un­ terwalze 5. Er weist zusätzlich noch einen Walzendreh­ antrieb 20 auf, der mit der Unterwalze 5 starr verbun­ den ist.

Auf dem Schlitten 18 ist zusätzlich ein weiterer Hydau­ likzylinder 21 vorgesehen, der in Fig. 4 entlastet und in Fig. 5 unter Druck gesetzt ist. Auf dem Kolben die­ ses Hydraulikzylinders ist ein Träger 22 angeordnet, der die Zusatzwalze 12 axial durchsetzt. Auf dem Träger sind die Elemente der Durchbiegeausgleichseinrichtung 13 abgestützt. Mit Hilfe des Hydraulikzylinders 21 läßt sich der Walzenspalt 15 zwischen der Unterwalze 5 und der Zusatzwalze 12 öffnen oder schließen.

Der Hydraulikzylinder 21 kann kleiner sein als der Hy­ draulikzylinder 11, da er lediglich die Zusatzwalze 12 in bezug auf die Unterwalze 5 verlagern muß. Der Hy­ draulikzylinder 11 muß aber in der Lage sein, die Un­ terwalze 5 und alle Zwischenwalzen 6 anzuheben.

Claims (6)

1. Kalander, insbesondere für die Papierbehandlung, mit einem Walzenstapel, der zwei Endwalzen und min­ destens eine Zwischenwalze aufweist, wobei die End­ walzen jeweils eine in Richtung auf die Zwi­ schenwalze wirkenden Durchbiegeausgleichseinrich­ tungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß min­ destens eine Endwalze (4, 5) eine zusätzliche, in Richtung von der Zwischenwalze (6) weg wirkende Durchbiegeausgleichseinrichtung (14) aufweist und daß eine zusätzliche, als Durchbiegeausgleichswalze ausgebildete Zusatzwalze (12) auf der der Zwischen­ walze (6) abgewandten Seite dieser Endwalze (4, 5) angeordnet ist und die Zusatzwalze (12) und die zu­ gehörige Endwalze (4, 5) eine gemeinsame Lagerein­ richtung (10) am Maschinengestell (2) aufweisen, die am Maschinengestell (2) beweglich angeordnet ist.

2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Walzen (5, 12; 4, 12) auf der Lagereinrichtung (10) gegenüber der anderen Walze verlagerbar ist.

3. Kalander nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzwalze (12) einen Träger (22) auf­ weist, der über einen Hydraulikzylinder (21) an der Lagereinrichtung (10) abgestützt ist.

4. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Walzen des Walzenpaares aus Zusatzwalze (12) und Endwalze (4, 5) einen eigenen Drehantrieb (20) aufweist.

5. Kalander nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (20) an der Lagereinrichtung (10) angeordnet und mit der ortsfest auf der Lager­ einrichtung (10) angeordneten Walze (5) verbunden ist.

6. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von dem aus Zusatzwalze (12) und Endwalze (4, 5) gebildeten Walzenpaar eine Wal­ ze eine weiche und die andere Walze eine harte Oberfläche aufweist.