DE4322876A1 - Vorrichtung zum Glätten einer Papierbahn oder Kartonbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn. Auf den Oberbegriff von Anspruch 1 wird verwiesen.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus DE 3 20 204 C2 bekannt geworden. Durch diese bekannte Vorrichtung soll der Glätt­ vorgang unter Einsatz von Temperatur und Druck übersicht­ lich und leicht kontrollierbar gestaltet werden. Zu diesem Zwecke werden dort die Glättflächen über die gesamte Länge der Glättzone durchgehend ausgebildet, so daß eine vorgege­ bene, definierte Kontur der Glättzone erreicht wird. Wei­ terhin wird dort vorgesehen, den Gleitschuh starr auszubil­ den.

EP 0 141 614 A2 beschreibt eine Glättvorrichtung, bei wel­ cher die lange Glättzone zwischen einem glatten Mantel ei­ ner beheizten Walze und einem den Mantel teilweise um­ schlingenden Band gebildet ist. Eine noch nicht kalan­ drierte Papier- oder Kartonbahn wird hierbei durch die Glättzone hindurchgeführt. Ein Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß der Anpreßdruck in der Glättzone im we­ sentlichen nur von der Zugspannung des Bandes bestimmt wird, und somit nicht beliebig groß gemacht werden kann. Deshalb geht die Erfindung von der erstgenannten Vorrich­ tung aus, die einen Gleitschuh verwendet.

Einrichtungen, die einen Gleitschuh beinhalten und die zur Behandlung von Papierbahnen eingesetzt werden, sind seit langem bekannt. Viele dieser Einrichtungen dienen jedoch zum Auspressen von Wasser aus der noch feuchten Papierbahn. Der Glättvorgang unterscheidet sich aber von dem Preßvor­ gang in technologischer Hinsicht. Dabei lassen sich aus der Preßtechnik manche Anregungen für die Glättechnik verwen­ den, andere jedoch wiederum nicht.

Beim Glätten von Papier- und Kartonbahnen kann es in viel höherem Maß auf die Gleichmäßigkeit des Einwirkungsprozes­ ses ankommen, als beim Pressen. So können bereits kleinste Unterschiede der Qualität der Gleitfläche des Gleitschuhs zu verhältnismäßig großen Unterschieden bezüglich des Glät­ teffektes führen. In der Praxis wirkt sich dies dahingehend aus, daß die Papierbahn nach dem Durchlaufen der Glättzone über ihre Breite hinweg unterschiedlich stark geglättet ist, beispielsweise besonders stark in der Mitte, aber we­ nig an ihren Rändern oder an einem ihrer Ränder. Derartige Unterschiede stellen Qualitätsmängel dar, die das Papier unverkäuflich machen können.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Genauigkeit des Glättvorganges über die Bahnbreite hinweg sowie über größere Zeitspannen hinweg zu steigern, um eine einwand­ freie und in jeder Beziehung gleichmäßige Glätte zu erzie­ len. Hierzu gehörten besonders große Anstrengungen bezüg­ lich der Genauigkeit beim Herstellen der Gleitschuhs sowie der angetriebenen Gegenwalze. Besondere Sorgfalt wird darauf verwendet, die Gleitfläche des Gleitschuhs auf das genaueste zu bearbeiten. Alle Versuche haben jedoch bisher nicht voll befriedigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß sich eine genau kontrollierbare Vorglättqualität er­ gibt, die weder Abweichungen über die Bahnbreite, noch Ab­ weichungen während einer bestimmten Zeitspanne aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die Erfinder haben erkannt, daß die genannten, unerwünsch­ ten Unterschiede der Glätte vor allem auf die Beschaffen­ heit und geometrische Gestalt des Gleitschuhs zurückzufüh­ ren sind. Die bisher eingesetzten Gleitschuhe sind bekannt­ lich - entsprechend der großen Breiten von modernen Papier­ maschinen - von entsprechend großer Länge. Auch das Brei­ tenmaß ist relativ groß, da man ja eine lange Glättzone wünscht. Die Stärke des Schuhs hingegen ist verhältnismäßig gering. Die erste Erkenntnis der Erfinder besteht vor allem darin, daß sich der Schuh bei jeglicher Herstellungsart und Bearbeitungsart verzieht, so daß er trotz größter Anstren­ gungen nicht näher genau maßhaltig ist, um unterschiedliche Glätteeffekte über die Bahnbreite hinweg zu vermeiden. Auf­ grund der verhältnismäßig extremen Gestaltung des Schuhs ergeben sich Spannungen, die sich erst während des Betrie­ bes lösen, und die bei sich ändernden Betriebstemperaturen zu einer unterschiedlichen Geometrie der Glättzone führen.

Ausgehend von dieser Erkenntnis haben die Erfinder den zweiten erfinderischen Schritt vollzogen, nämlich den Auf­ bau des Schuhs aus einzelnen Sektionen in Gestalt von Bal­ ken, die in Laufrichtung aufeinanderfolgen.

Die Balken können nochmals - in ihrer Längsrichtung, also quer zur Bahnlaufrichtung - in Abschnitte unterteilt sein. In jedem Falle wird aus einer Mehrzahl von Sektionen oder aus einer Vielzahl von Abschnitten ein Gleitschuh gebildet. Die einzelnen Sektionen bzw. die einzelnen Abschnitt mögen zwar fertigungsbedingte Spannungen beinhalten, doch gleicht sich dies in der ganzen Glättzone aus. Dem Schuh kann ent­ weder ein einziges großes Anpreßelement zugeordnet werden, das den gesamten Schuh beaufschlagt, oder es können mehrere einzelne Anpreßelemente vorgesehen werden, die entweder die einzelne Sektion oder den einzelnen Abschnitt beaufschla­ gen. Außerdem ist es möglich, der einzelnen Sektion oder dem einzelnen Abschnitt mehrere Anpreßelemente zuzuordnen. Die Anpreßelemente können hydrostatische Einheiten sein.

Der gesamten Vorrichtung kann eine Einrichtung zum Kühlen oder Heizen zugeordnet werden. Die einzelnen Sektionen bzw. Abschnitte des Schuhs können aus Metall bestehen, bei­ spielsweise aus Bronzeguß, aber auch aus gummi-elastischem Material. Wenn der Schuh aus gummi-elastischem Material ist, kann er auch aus einem Stück sein.

Schließlich kann es zweckmäßig sein, auf die der Glättzone zugewandte Fläche des Gleitschuhs eine Auflage aufzulegen, die die Gleitfläche bildet. Diese Auflage kann aus einer Kunststoffolie oder aus einem Metallblech bestehen. Bei Verwendung eines Metallbleches ist es zweckmäßig, dieses recht nachgiebig und biegeschlaff zu machen. Es überdeckt in diesem Falle zwar die Spalte zwischen den einzelnen Sek­ tionen bzw. zwischen den einzelnen Abschnitten, so daß die Spalte im Papier zwar keinen Abdruck hinterlassen, aber es erlaubt dennoch ein gewisses Ausweichen in Fällen, in denen beispielsweise irgendwelche unerwünschten Partikel in die Glättzone gelangen.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt eine Glättvorrichtung zum Glätten einer Pa­ pierbahn mit zwei hintereinander geschalteten Glätteinhei­ ten.

Fig. 2 zeigt eine Glättvorrichtung mit nur einer einzigen Glätteinheit mit angetriebenem Gleitband.

Fig. 3 zeigt eine weitere Glättvorrichtung mit nur einer einzigen Glätteinheit, ebenfalls mit angetriebenem Gleit­ band.

Fig. 4 zeigt eine Glättvorrichtung mit einer Mehrzahl von hintereinander angeordneten Glätteinheiten.

Fig. 5 zeigt eine erste Ausführungsform eines aus Sektio­ nen aufgebauten Schuhs mit einer Schnittansicht, wobei die Schnittebene vertikal sowie in Bahnlaufrichtung gelegt ist.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf den Schuh gemäß Fig. 5.

Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Schuhs, der aus einer Mehrzahl von Sektions-Abschnitten aufgebaut und außerdem mit einer Auflage abgedeckt ist.

Fig. 8 zeigt den Schuh gemäß Fig. 7 in Draufsicht bei ab­ genommener Auflage.

Die in Fig. 1 gezeigte Glättvorrichtung zeigt zwei hinter­ einander angeordnete Glätteinheiten zum Behandeln einer Pa­ pierbahn 1. Wie man sieht, umfaßt die erste Glätteinheit eine angetriebene Walze 2 mit einer Mantelfläche 2.1, fer­ ner eine Schuheinheit, die einen Anpreßschuh 3 aufweist, einen feststehenden, zylindrischen Körper 3.1, in welchen der Anpreßschuh 3 eingelassen ist, sowie einen Gleitmantel 3.2, der auf der Mantelfläche des zylindrischen Körpers 3.1 sowie auf der der Walze 2 zugewandten Fläche des Anpreß­ schuhs 3 gleitet. In diesem Falle bilden die Mantelfläche 2.1 der Walze 2 und der Gleitmantel 3.2 eine Glättzone 4.

Der Walze 2 ist ein Heizelement 5 zugeordnet. Dabei kann es sich um eine Infrarotheizung oder um eine Induktionsheizung handeln. Statt dessen oder zusätzlich kann Walze 2 auch von innen her über ein Wärmeträgermedium wie Öl, Wasser oder Dampf beheizt werden.

Die in Bahnlaufrichtung zweite Glätteinheit ist grundsätz­ lich genauso aufgebaut wie die erste. Jedoch sind die bei­ den Elemente Walze einerseits und Schuheinheit andererseits in bezug auf die Papierbahn 1 seitenvertauscht.

Es versteht sich, daß jede Schuheinheit noch die notwendi­ gen Schmiereinrichtungen aufweist, um die aufeinander glei­ tenden Flächen des Schuhs 3, des feststehenden zylindri­ schen Körpers 3.1 und des Gleitmantels 3.2 zu schmieren. Diese Einrichtungen sind im einzelnen nicht näher darge­ stellt. Walze 2 hat bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 keinen besonderen, körperlichen Mantel, der die Walze um­ gibt. Die Anpreßfläche ist hierbei, wie man sieht, aus der Mantelfläche 2.1 der Walze 2 gebildet. Walze 2 könnte je­ doch auch mit einem besonderen Mantel versehen sein. Auch wäre es möglich, Walze 2 durch ein Band umschlingen zu las­ sen, das hier nicht gezeigt ist.

Die in Fig. 2 gezeigte Glätteinheit unterscheidet sich von den beiden Glätteinheiten gemäß Fig. 1 dadurch, daß der Gleitmantel 3.2 angetrieben ist. Der Antrieb erfolgt über stirnseitige Scheiben, auf die der Gleitmantel 3.2 aufge­ spannt ist. Im vorliegenden Fall sieht man in dieser Dar­ stellung auf die eine stirnseitige Scheibe 3.4. Im übrigen erkennt man, daß die beiden Elemente, nämlich die Walze 2 einerseits und die Schuheinheit, gebildet aus Schuh 3, Gleitmantel 3.2 und stirnseitigen Scheiben 3.4, voneinander abfahrbar sind. Dies ist zum Aufführen der Papierbahn 1 notwendig.

Die Glätteinheit gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von jener gemäß Fig. 2 lediglich durch den Antrieb des Gleitmantels 3.2. Dabei wird Gleitmantel 3.2 durch ein Reibrad 3.5 mit­ genommen.

Bei der Glättvorrichtung gemäß Fig. 4 sind insgesamt vier Glättzonen 4.1, 4.2, 4.3 und 4.4 vorgesehen. Im übrigen sind die einzelnen Glätteinheiten analog den Gleiteinheiten gemäß Fig. 1 gestaltet.

Die Fig. 5 bis 8 sind besonders wichtig, da sie die mög­ lichen Arten des Schuhs wiedergeben.

Der in den Fig. 5 und 6 gezeigte Schuh ist aus Sektionen 3.10, 3.11, 3.12, 3.13 und 3.14 zusammengesetzt. Diese Sek­ tionen begrenzen gemeinsam eine Glättzone 4. Sie erstrecken sich über die gesamte Breite der Vorrichtung, und sind so­ mit gleich lange Balken. Die Laufrichtung der Papierbahn ist durch den Pfeil veranschaulicht.

Der in den Fig. 7 und 8 dargestellte Schuh ist, in Lauf­ richtung gesehen, zwar ebenfalls sektioniert, jedoch ist die Anzahl der Sektionen kleiner als beim Schuh gemäß der Fig. 5 und 6. Aus Fig. 7 erkennt man die Sektionen 3.20, 3.21, 3.22, 3.23, während man aus Fig. 8 erkennt, daß diese genannten Sektionen nochmals in Sektions-Ab­ schnitte zerlegt sind. So ist beispielsweise die Sektion 3.20 ihrer Länge zerlegt in die Sektionsabschnitt 3.201, 3.202, usw. Außerdem ist dieser Schuh mit einer Auflage 6 versehen. Diese Auflage bildet die eigentliche Gleitfläche 6.1. Sie besteht im vorliegenden Falle aus dünnem Metall­ blech mit einer hochglanzpolierten Gleitfläche 6.1. Eine solche Auflage ist günstig im Hinblick auf das Schmieren der Gleitfläche 6.1 mit einem Gleitmittel. Außerdem verhin­ dert die Auflage 6, daß die Trennfugen zwischen den einzel­ nen Sektions-Abschnitten Spuren in der Papierbahn hinter­ lassen. Am besten sind die Trennfugen derart gegeneinander versetzt angeordnet, daß sie - in Bahnlaufrichtung gesehen - nicht miteinander fluchten. Eine weitere, besonders in­ teressante Möglichkeit besteht darin, die Trennfugen zwi­ schen zwei nebeneinander angeordneten Sektions-Abschnitten, also beispielsweise den Abschnitten 3.201 und 3.202, gegen die Laufrichtung geneigt anzuordnen. Eine solche Anordnung ist in Fig. 8 gestrichelt wiedergegeben.

Die oben beschriebenen Glättvorrichtungen können wie folgt betrieben werden: Zum Erreichen der gewünschten Glätte wird die noch feuchte Papierbahn mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 15% in die Glättzone eingeführt.

Die Verwendung des Gleitmantels 3.2, die den feststehenden zylindrischen Körper 3.1 umgibt, hat den Vorteil, daß kein Ölnebel, der vom Schmieröl anfällt, in die Umgebung ge­ langt, und daß damit auch nicht die Papierbahn benetzt wird, was sie unbrauchbar machen würde.

Im allgemeinen wird man die beiden Elemente, nämlich Walze 2 und Schuheinheit mit derselben Geschwindigkeit umlaufen lassen.

Die Walze 2 kann eine Walze mit Durchbiegungsausgleich sein.

Die Papierbahn kann vor dem Einlaufin die Glättzone vorge­ wärmt werden, z. B. dadurch, daß sie eine beheizte Walze um­ schlingt.

Der Schuh kann eine Zwischenlage aufweisen, die im wesent­ lichen parallel zur Glättzone verläuft, und die als Dämp­ fungsschicht ausgeführt ist. Die Dämpfungsschicht besteht z. B. aus Gummi oder einem anderen elastischen Material.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn;

• 1.1 mit einer Glättzone (4, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4), durch die Bahn (1) hindurchgeführt wird, und die zum Erzielen einer längeren Verweilzeit der Bahn (1) eine gewisse, in Bahnlaufrichtung gemessene Länge aufweist;
• 1.2 mit zwei die Glättzone (4, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4) beid­ seits begrenzenden Glättflächen, deren eine aus dem Mantel (2.1) einer angetriebenen Walze (2), und deren andere aus einem umlaufenden Gleitband (3.2) gebildet ist;
• 1.3 mit einem Gleitschuh (3), der vom Gleitband (3.2) um­ schlungen ist, und der eine zur Mantelfläche der Walze (2) komplementäre Gleitfläche aufweist;
• 1.4 mit Mitteln zum gegenseitigen Anpressen von Walze (2) und Gleitschuh (3);
  gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
• 1.5 Der Gleitschuh (3) ist, in Bahnlaufrichtung gesehen, in Sektionen (3.10, 3.11, 3.12, 3.13, 3.14; 3.20, 3.21, 3.22, 3.23) unterteilt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Sektionen in Sektionsabschnitte (3.201, 3.202 usw.; 3.211, 3.212 usw.; 3.221, 3.222; 3.231, 3.232 usw.) unterteilt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die der Walze zugewandete Fläche des Gleitschuhs (3) von einer Auflage (6) abgedeckt ist, die eine Gleitfläche (6.1) bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage biegschlaff ist und aus einer Folie oder einem Metallblech besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schuh (3) aus gummielastischem Material besteht.