DE3119691A1

DE3119691A1 - Maschinen-superkalander fuer papier

Info

Publication number: DE3119691A1
Application number: DE19813119691
Authority: DE
Inventors: Reino 40600 Jyväskylä Matarainen
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1980-05-22
Filing date: 1981-05-18
Publication date: 1982-02-04
Also published as: FI801666A; SE8103218L; FI65640B; SE451203B; US4492612A; FI65640C

Description

TlEDTKE - BüHLING Grupe - Pellmann

-3-

3119691 Dipl.-Chem. G. Bühling

^g ' ' ^V Dipl.-Ing. R. Kinne

Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 20 2403 8000 München 2

Tel.: 089-539653

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent München

18. Mai 1981 DF 1240 / case FI-801.666

Valmet Oy Helsinki / Finnland

Maschinen-Superkalander für Papier

"'":. DE 1240

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Maschinen-Superkalander für Papier oder dergleichen, der am Endteil einer Papiermaschine angebracht und als Superkalander ausgeführt ist, der sowohl harte als auch weiche Kalanderwalzen hat_r die miteinander weiche Kalandrierspalte (A bis D) bilden.

Eine Phase der Schlußbohandlung von Papier ist das Kalandrieren, mit dem zunächst auf Glätte und Glanz der Papieroberfläche und auf die Dichte des Papiers eingewirkt wird. Das Kalandrieren erfolgt durch Führung einer fortlaufenden Papierbahn durch Preß- oder Spaltstellen zwischen gegeneinanderwirkeriden Kalanderwalzen hindurch. 15

Wie bekannt, erfolgt das Kalandrieren von Papier

mit einem direkt an einer Papiermaschine angeschlossenen sog. Maschinenkalander, was bei Bedarf durch Superkalandrieren in einem getrennten, sog. Superkalander vervollständigt wird.

In Kalandern kommen entweder harte oder weiche Walzen zur Anwendung. Unter "harten Walzen" werden in diesem Zusammenhang Walzen verstanden, die z. B. aus Kokillenguß oder Stahl hergestellt sind und deren harte Oberfläche glatt geschliffen ist. Unter "weichen Walzen" werden im folgenden dagegen Walzen verstanden, deren Oberfläche aus elastischem Material besteht. Als elastisches Material für weiche Walzen wird im allgemeinen Papier verwendet, das in Schichten um die Walzenwelle gelegt und zu.einem homogenen dichten Walzenbelag zusammengepreßt ist.

Im folgenden wird die Bezeichnung "weicher Spalt" für die Berührungslinie zwischen einer weichen und einer harten Walze verwendet. Dementsprechend wird als "harter

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Spalt" die Berührungslinie bezeichnet, die zwischen swei harten Walzen gebildet wird»

Das Maschinenkalandrieren kann je nach der zu behandelnden Papiersorte und den an sie gestellten Forderun·= gen auch durch einen einspaltigen Kalander, d» h. durch einen aus einem Walzenpaar bestehenden Kalander erfolgen. Gewöhnlich hat ein Maschinenkalander jedoch 6 bis 8 Walzen, die somit S-...7 Spalte bilden.
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Beim Superkalandrieren wird angestrebt, auf beiden Bahnseiten gleichen Glanz zu erzeugen. Deshalb sind zumindest zwei weiche Spalte erforderlich und außerdem müssen beide Seiten der Bahn über eine harte Walzenoberfläche laufen. Getrennte Superkalander können sogar 10 Spaltpaare haben.

Zur Steigerung der Produktion bei der Papierherstellung hat sich als nötig erwiesen? Kalandereinheiten zn schaffen, die sowohl die Funktionen eines Maschinenkalanders als auch die eines Superkalanders vereinen- Daher ist im FI-Patentantrag Nr. 761764 des Antragstellers ein On= machine-Superkalander zum Anschluß an eine Papiermaschine dargestellt. Dieser Kalander besteht aus einem Walzenstapel aus gewöhnlichen harten Walzen und aus einer im wesentlichen ebenso großen Anzahl weicher Walzen, die außerhalb des Walzenstapels angeordnet sind, um gegen die harten Walzen weiche Spalte zu bilden.

Mit Hilfe der Kombination eines bekannten Maschinenkalanders mit einem Superkalander ist es möglich, das Superkalandrieren einer Bahn in gewünschter Weise in unmittelbarem Anschluß an die Papiermaschine ohne Zwischenphasen auszuführen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß in einigen Fällen das Kalandrierergebnis selbst, d. h. der Superglanz,

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den das Papier durch diese Behandlung erhält, nicht immer zufriedenstellend ist. Es wurde festgestellt, daß der Glanz nicht gleichmäßig, sondern fleckig ist, d. h., daß auf der Bahn stellenweise glänzendere Stellen auftreten. Außerdem konnte festgestellt werden, daß die Bahn zur Schwarzfärbung neigt. Dies kommt zum Teil daher, daß die harten Spalte unnötig hart und unelastisch sind.

Für den Teil des der Erfindung zugrundeliegenden Standes der Technik wird außerdem auf das FI-Patent Nr. 55694 (Oy Wärtsilä Ab) und die FI-Patentanmeldungen Nr. 793200 und 793201 des Anmelders hingewiesen. In der vorliegenden Erfindung wird von der Feststellung ausgegangen, daß die weichen Walzen des Kalanders, wie z. B. Papierwalzen, besonders empfindlich für Beschädigungen sind. Deshalb hat die Erfindung zur Aufgabe, einen Kalander zu schaffen, bei dem die weichen Walzen schnell auszuwechseln sind, und zwar in der Weise, daß der Wechsel der weichen Walzen im Lauf der Papierbahn durch den Kalander keine Unterbrechungen verursacht. Es soll also ein Kalander mit einem besseren Wirkungsgrad als bisher geschaffen werden, bei dem das Verhältnis der Kalanderstandzeiten zur Produktionszeit sehr klein wird.

Bisher sind Kalander bekannt, die aus Gruppen von drei Walzen oder mehr Walzen gebildet werden, bei welchen Lösungen der Wechsel der weichen Walzen ohne Unterbrechungen der Bahn nicht möglich war. Bei einigen bekannten Kalandern mit vier Spalten ist der Wechsel von weichen Walzen während des Betriebes ohne Bahnunterbrechungen möglich, aber es entfällt dabei das Kalandrieren der anderen Seite des Papiers völlig.

Eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Kalander zu schaffen, bei dem sich die Drücke in

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jedem Spalt getrennt und unabhängig voneinander regeln lassen. Es soll auch oin von der Konstruktion her in der Form offener Kalander geschaffen werden, daß sich die Vorrichtungen für Ausbreitung, Befeuchtung und Feuchtigkeitsmessung der Papierbahn wirtschaftlich und bei Bedarf sogar vor jedem Kalanderspalt anordnen lassen. Ferner soll der Kalander so geschaffen sein, daß die Einführung dos Bahnendes relativ einfach erfolgt und daß es möglich ist, die Papierbahn mit Hilfe bekannter Seilsysteme im Kalander, beispielsweise nach dem zweiten und vierten Spalt, auszubreiten. Weiterhin soll der Kalander so geschaffen sein, daß die Bahnseite des auszuwechselnden Spaltes trotzdem und zumindest mit einem Spalt so kalandriert wird, daß sich die Fertigungsqualität des Kalanders nicht entscheidend verschlechtert.

Zur Erzielung der im vorstehenden beschriebenen Ziele ist für die Erfindung im wesentlichen charakteristisch, daß der Kalander aus mehreren in Laufrichtung einer zu kalandrierenden Bahn hintereinanderliegenden, von je einer weichen und einer harten Kalanderwalze paarweise gebildeten, weichen Superkalandrierspalten gebildet wird, zwischen denen die Bahn einen im wesentlichen freien Lauf hat, und daß der Lauf der Bahn zwischen den Superkalandrierspaltstellen hauptsächlich nur durch harte Kalanderwalzen und eventuelle Leitwalzen geführt wird.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die in den Figuren der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele, auf deren Einzelheiten die Erfindung jedoch in keiner Weise beschränkt ist, ausführlich beschrieben.

Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht einen erfindungsgcmäßen Kalander, der vier Spalte paarweise übereinander hat.

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Fig. 2 zeigt eine Ausführung der Erfindung

mit vier Spalten, die im wesentlichen in derselben Horizontalebene hintereinander liegen.

Fig. 3 zeigt eine Modifikation eines Kalanders nach Fig. 1 ohne Stützkonstruktionen.

Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführung der Erfindung ohne KalanderStützkonstruk

tionen.

Nach Fig. 1 besteht der Kalander einer Papierbahn W aus Vertikalstützen 10 und 13, die durch Horizontalbalken miteinander verbunden sind. Auf den Horizontalbalken 11 befinden sich mit Abstand voneinander Vertikalstützen 14 und 15. Von den Stützkonstruktionen 10 bis 15 sind nebeneinander je zwei im Abstand der Kalanderwalzenlänge voneinander vorhanden. An den genannten Stützkonstruktionen werden die Kalanderwalzen 21 und 22 gelagert und gestützt, von denen es nach Fig. 1 vier Paare gibt, nämlich die Walzenpaare 21a_r 22a; 21b, 22b; 21c, 22c und 21d, 22d. Die genannten Walzenpaare 21, 22 bilden vier kalandrierende weiche Spalte A bis D, welche die Bahn W durchläuft. Der Eintritt der Bahn in den Kalander aus der vorherliegenden Trocknungspartie der Papiermaschine ist mit dem Bezugszeichen W. und der Austritt der Bahn aus dem Kalander mit dem Bezugszeichen W . bezeichnet. An der Austrittsseite des Kalanders befindet sich eine bekannte Aufrollvorrichtung 18, auf die die in ununterbrochenem Prozeß superkalandrierte Bahn fertig aufgerollt wird.

An der Eintrittsseite des Kalanders befindet sich eine Flächengewichts- und Feuchtigkeits-Meßvorrichtung 16 und an der Austrittsseite eine entsprechende Meßvorrichtung

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17. Außerdem gehören zum. Kalander eino Walze 19 zur Ausbreitung und Spannungsmessung und eine Befeuchtungsvorrichtung 20.

In einem Kalander nach Fig. 1 sind die Walzen 21 weiche, z. B. mit Papier beschichtete Walzen, nach Art der im vorstehenden beschriebenen Walzen. Die Walzen 22 mit kleinerem Durchmesser sind harte Walzen, ζ. Β» mit einer im vorstehenden genannten glatten Beschichtung aus Kokillenguß oder Stahl. Die harten Walzen 22 sind mit an sich bekannten Vorrichtungen zur Durchbiegungskompensierung versehen ' und sind z. B. sog. Küsters-Walzen. Die weichen Walzen 21 mit größerem Durchmesser können bei Bedarf auch mit Durchbiegungskompensierungsvorrichtungen versehen werden. Die Durchbiegungskompensation ist zumindest bei breiteren Kalandern sowohl an den harten als auch weichen Walzen 21 und 22 fast unumgänglich. Schmälere Kalander können ohne Durchbiegungskompensierung an den Waisen 21 oder 22 ausgeführt werden. Im Falle, daß keine Durchbiegungskompensation angewendet wird, kann versucht werden, gleichmäßigen Liniendruck in den Spalten durch an sich bekanntes Bombieren der Walzen zu erzielen, aber dabei wird gleichmäßiger Linien= druck nur durch eine bestimmte Spaltbelastung ersielt.

Der Lauf der Bahn W wird zwischen den Spalten Ä bis D von Führungswalzen 26 so geführt, daß der erfindungsgemäße Lauf der Bahn W verwirklicht wird.

Nach Fig. 1 sind die harten Walzen an den fest an den Stützkonstruktionen angebauten Lacjerstützen 29 gelagert. Die weichen Walzen 21 hängen dagegen an horizontalen zweiarmigen Hebelarmen, die durch Gelenkwellen 24 an den Stützkonstruktionen abgestützt sind. Das andere Ende der Hebelarme 2 3 ist mit einer Antriebsvorrichtung 25, z- B. einem hydraulischen Zylinder, verbunden; womit die Walzen 21 und

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die von ihnen gebildeten Spalte A bis D mit einem Liniendruck gewünschter Größe belastet werden können.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die aus einer weichen und einer harten Walze gebildeten Kalanderwalzenpaare 21, 22 so angeordnet und der Lauf der Bahn W so durch die Spalte A bis D geführt, daß von den Kalanderwalzen ausdrücklich nur die harten Kalanderwalzen 22a bis 22d als bahnführende Walzen arbeiten. In diesem Zusammenhang soll außerdem wiederholt werden, daß die harten Walzen 22 an den festen Stützen 29 aufgehängt sind, während die weichen Walzen 21 in ihrer Lage verstellbar angebracht sind. Hierdurch wird ein schnelles Auswechseln der leicht zu beschädigenden weichen Walzen 21, z. B. der Papierwalzen, ausdrücklich so ermöglicht, daß im Arbeitsablauf des Kalanders keine Standzeiten durch Bahnunterbrechungen verursacht werden.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein schnelles stattfindendes Auswechseln der weichen Walzen 21 ohne Standzeiten zu ermöglichen. Zu diesem Zweck ist zwischen den unteren weichen Walzen 21a und 21b eine Reservewalze 40a fertig angebracht. Da die Walze 21a den Lauf der Bahn W nicht kreuzt, verursacht das Auswechseln der Walze 21a keine Unterbrechung im Lauf der Bahn W. An den Stützbalken 11 sind Transportvorrichtungen 35 angebracht, mit denen die Reservewalze 40a in Querrichtung zur Maschine verlegt werden kann.

Für das schnelle Auswechseln der oberen weichen Walzen 21b und 21c ist zwischen den Walzen 21b und 21c in deren unmittelbarer Nähe eine Reservewalze 40b angeordnet. Die Walzen 21b und 21c lassen sich bei Beschädigungen beispielsweise mit einem Kran des Papiermaschinenhauses von ihrem Platz abheben und die Reservewalze kann an deren Stel-

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le mittels Einführungen 41 eingelegt werden, die über eine Gelenkwelle 42 an dom Stützbalken 11 gelagert sind. Die Einführungen 41 lassen sich mit einer Antriebsvorrichtung 43 so schwenken, daß sie sich in bestimmten Richtungen neigen, je nach dem, welche der Walzen 21b, 21c ausgewechselt werden soll.

Nach Fig. 1 befinden sich die Wellen aller Kalanderwalzenpaare 21, 22 paarweise im wesentlichen in derselben Vertikalebene und auf diese Weise entstehen im Kalander vier aufeinanderfolgende Horizontalspalte A bis D, d. h. Spalte, welche die Bahn W im wesentlichen in horizontaler Richtung durchläuft.

Fig. 2 zeigt eine Ausführung der Erfindung mit vier aufeinanderfolgenden Horizontalspalten A bis D, die sich im wesentlichen in derselben Horizontalebene befinden. Die Stützkonstruktion des Kalanders besteht aus vier getrennten Vertikalständern 10a bis 1Oe. Wie in der Ausführung nach Fig. 1 sind die harten Walzen 22a bis 22d mit festen Lagerstützen 29 an den Stützkonstruktionen abgestützt, und die weichen Walzen 21a bis 21d sind in der im vorstehenden beschriebenen Weise an zweiarmigen, durch Antriebsvorrichtungen 25 drehbaren Hebelarmen 23 gelagert.

Nach Fig. 2 ist zwischen den Walzen 21a und 21b eine Reservewalze 40c fertig angebracht. Zwischen den Ständern 10c und 1Oe sind auf einem Ständer 1Od Auswechselvorrichtungen und eine Reservewalze 4Od für die Walzen 21c und 21d angebracht. Die Reservewalze 4Od ist in der Mitte der Einführungen 41 befestigt, die sich zum Auswechseln der Walzen 21c und 21d mittels einer Antriebsvorrichtung 43 im oben beschriebenen Sinne um eine Gelenkwelle 42 drehen lassen.

Nach Fig. 2 wurde ein Kalander geschaffen, der von

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seiner Konstruktion her so geräumig ist, daß zwischen den Spalten A bis D verschiedene unentbehrliche Vorrichtungen Platz finden, wie z. B. Vorrichtungen für Feuchtigkeitsund Spannungsmessung und zur Befeuchtung, die nicht näher dargestellt sind. Außerdem wird die Stützkonstruktion einfach und relativ billig und im Kalander kann reichlich Platz für die Vorrichtungen zum Auswechseln der weichen Walzen und für die Durchführung des betreffenden Auswechselns untergebracht werden. Der einzige Nachteil der Anlage nach Fig. 2 mag in einigen Fällen sein, daß sie eine große Fläche des Maschinenhauses in Anspruch nimmt.

Nach Fig. 1 erfolgt die Führung der Bahn W durch den Kalander so, daß in den äußeren Spalten A und D dieselbe Seite der Bahn an den weichen Walzen 21 anliegt und in den mittleren Spalten B und C die andere Seite der Bahn an den weichen Walzen 21 anliegt. Nach Fig. 2 liegt dagegen in den beiden ersten Spalten dieselbe Seite der Bahn W an den weichen Walzen 21 und in den nachfolgenden letzten Spalten liegt die andere Seite an den weichen Walzen 21.

Nach Fig. 3 wird der Kalander aus zwei übereinanderliegenden Kalanderwalzenpaaren 21, 22 gebildet. Die Bahn W. wird in den durch das oberste Walzenpaar 22a, 22b gebildeten Spalt A in den Kalander eingeführt. Bei allen Walzenpaaren befindet sich nach Fig. 3 die weiche Walze 21 zuoberst und bildet einen Horizontalspalt. Dies ist bezüglich des Walzenwechsels eine vorteilhafte Lösung. Oberhalb der weichen Walze 21b ist eine Reservewalze 4Oe und dementsprechend zwischen den oberen Walzen 21a, 21d eine Reservewalze 4Of angebracht.

In Fig. 3 sind Leitplatten 28 dargestellt, durch welche die Bahn W vom letzten Kalanderspalt D von einer Walze 36 und einem Schaber 27 geführt auf eine Aufrollvor-

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richtung 18 überführt wird. Die Waise 36 ist eine Führungswalze und bildet keinen eigentlichen kalandrier«iid@B Spalt.,

Nach Fig. 3 wird ein Kalander auch aus vier Kalanderspalten A bis D gebildet, von denen die unteren Spalte A und D Vertikalspalte und die oberen B und C Horizontalspalte sind. Die oberen weichen Walzen 21b und 21c befinden sich so nebeneinander, daß sich für diese auf oben beschriebene Weise leicht eine gemeinsame Reservewalze 40h anordnen läßt. Dementsprechend liegen die unteren weichen Spalte 21a und 21d dicht beieinander und zwischen ihnen befindet sich deren gemeinsame Reservewalze 40g. Die Walze 37 ist eine Führungswalze und bildet mit der Walze 22b keinen eigentlichen Kalandrierspalt.

Die im vorstehenden beschriebenen Kalander bestehen aus vier aufeinanderfolgenden Kalandrierspalten, die je aus einem von einer weichen und einer harten Walze gebildeten Walzenpaar bestehen. Bei Bedarf kann die Erfindung auch so ausgeführt werden, daß die Zahl der betreffenden Walzenpaare 21, 22 größer oder kleiner als vier ist? sehr zweckmäßig ist z. B. eine Konstruktion mit fünf Spalten. Dabei kann einer der Spalte eine Art Reservespalt sein und die Bahn kann ohne Standzeiten und unter allen Bedingungen einwandfrei kalandriert werden, obwohl einer der Spalte, häufig wegen Schaden an einer weichen Walze, außer Betrieb ist» Wie gesagt, wird dies im wesentlichen dadurch erreicht, daß die weichen Walzen 21 nicht an der Führung der Bahn W teilnehmen, sondern, ohne daß Unterbrechungen und Standzeiten verursacht werden, zum Auswechseln von ihrem Platz entfernt werden können.

Ein Kalander gemäß dieser Erfindung ist auch deshalb vorteilhaft, weil das Ende der Bahn W mittels an sich bekannter Seilführungssysteme stufenweise von einem Spalt zum

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anderen durch den Kalander geführt werden kann und die Bahn W hierbei außerdem ausgebreitet werden kann.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Kalander geschaffen, dessen Wirkungsgrad dadurch gut wird, daß die Produktionsunterbrechungen im Verhältnis zur Produktionszeit im Prinzip sehr klein werden.

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Leerseite

Claims

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Tel.:069-539653-

TeJex: 5-24845 tipat cable: Germaniapaient München 18. Mai 1981 DE 1240 / case FI-801.666

Patentansprüche

1 .jMaschinennSuperkalander für Papier oder dergleichen, der am Endteil einer Papiermaschine angebracht und als ^ 5 Superkalander ausgeführt ist, der scwohl weiche als auch härte Kalanderwalzen (21, 22) hat, die miteinander weiche Kalandrierspalte (Λ bis D) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalander aus mehreren in Laufrichtung einer zu kalandrierenden Bahn (W) hintereinanderliegenden, von je einer weichen (21) und einer harten Kalanderwalze (22) paarweise gebildeten, v/eichen Superkalandrierspalten (A bis D) gebildet wird, zwischen denen die Bahn (W) im wesentlichen freien Lauf hat, und daß der Lauf der Bahn (W) zwischen den Superkalandrierspaltstellen (Λ bis D) hauptsächlich nur durch harte Kalanderwalzen (22) und eventuelle Leitwalzen (26 und 37) geführt wird.

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2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die weichen Kalanderwalzen (21) an Tragarmen (23) gelagert sind, die sich mit einer Antriebsvorrichtung (25) schwenken lassen.
3. Kalander nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die harten Kalanderwalzen (22) an festen Lagerträgern (29) gelagert sind.
4. Kalander nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalander vier aufeinanderfolgende, aus je einer harten und einer weichen Kalanderwalze (21 und 22) gebildete Kalanderspalte (A bis D) umfaßt.

Deutsche Bank (München) KtO 51/61070 Dresdner Banh (MiinchenJ KIo. 3939844 Postscheck (München) KIo. 670-43-804

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5. Kalander nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kalanderspalte (A bis D) auf zwei übereinanderliegenden Ebenen befinden.
6· Kalander nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalanderspalte (A bis D) im wesentlichen auf derselben waagerechten Ebene hintereinanderliegen und am zweckmäßigsten von getrennten Ständern (10a·bis 1Oe) getragen werden (Fig. 2).
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7. Kalander nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lauf der Bahn im Bereich der Kalanderspalte (A bis D) im wesentlichen waagerecht (Fig. 1 und 2) und/ oder im wesentlichen senkrecht (Fig. 4) ist.
8. Kalander nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kalanderspalten, bei denen die weichen Kalanderwalzen (21) am höchsten oder sich einander gegenüberliegen, an schwenkbaren Führungen (41 j Vorrichtungen

^ angeordnet sind, die als Träger für eine Reservewalze (40b, 4Od, 4Of, 40h) dienen können.
9. Kalander nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den im wesentlichen freien Läufen der Bahn (W) zwischen den weichen Kalanderspalten (A bis D) Vorrichtungen zur Befeuchtung, Spannungsmessung und/oder Feuchtigkeitsmessung der Bahn (W) angebracht sind.

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