DE4410675C2 - Verfahren zum Aufheizen einer beheizbaren Walze für Kalander oder Glättwerke und beheizbare Walze zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auf­ heizen einer beheizbaren Walze für Kalander oder Glätt­ werke, bestehend aus einem Rohr mit an seinen Enden angebrachten Stirnwänden und Lagerzapfen, bei dem gleichzeitig eine Beheizung von außen über die Arbeits­ breite der Walze und eine Beheizung von innen erfolgt, sowie auf eine beheizbare Walze für Kalander oder Glättwerke, bestehend aus einem Rohr mit an seinen En­ den angebrachten Stirnwänden und Lagerzapfen, einer sich über die Arbeitsbreite der Walze erstreckenden in­ duktiv arbeitenden Außen-Heizvorrichtung und einer In­ nen-Heizvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus EP 0 295 655 B1 ist eine Walze dieser Art bekannt, bei der sich die Innen-Heizvorrichtung über die gleiche Breite der Walze wie die Außen-Heizvorrichtung er­ streckt und während des Normalbetriebs ständig einge­ schaltet ist, damit die Temperaturdifferenz zwischen äußerer Oberfläche und innerer Oberfläche des Walzen­ mantels so gering ist, daß keine übermäßigen Spannungen im Walzenmaterial auftreten. Es wird ausgeführt, daß unzulässig hohe Spannungen in der Walze auftreten, wenn die eine oder die andere Heizvorrichtung unwirksam ist.

Aus DE-OS 38 14 794 ist es bekannt, den Mantel einer Durchbiegungsausgleichswalze, der auf einem ihn durch­ setzenden drehfesten Träger abgestützt ist, von innen her durch einen flüssigen Wärmeträger zu beheizen und an beiden Enden eine induktive Außen-Heizvorrichtung vorzusehen. Auf diese Weise kann die nutzbare Arbeits­ breite der Walze vergrößert werden.

Ähnliche Lösungen, bei denen die Enden des Walzenman­ tels durch einen flüssigen Wärmeträger beheizt werden, zeigen DE 41 07 440 C1 und DE 93 01 416 U1.

Bekannt ist aus DE 30 14 891 C2 eine Glättwerk- oder Kalanderwalze, die ausschließlich von innen durch einen flüssigen Wärmeträger beheizt wird. Die Endabschnitte der Walze werden über Sonderkanäle getrennt vom Haupt­ abschnitt zwischen den Enden mit einer Wärmeträgerflüs­ sigkeit versorgt. Dies ergibt einen sehr komplizierten Innenaufbau der Walze. Angestrebt wird es, daß die Wal­ ze im erwärmten Zustand über ihre ganze Länge eine sehr gleichmäßige, zylindrische Oberfläche hat. Es handelt sich daher um Probleme des Betriebs der Walze und nicht um Probleme beim Aufheizen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den konstruk­ tiven Aufwand einer beheizbaren Walze klein zu halten, trotzdem aber eine rasche Aufheizung der Walze zu er­ möglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Beheizung von innen auf den Bereich der Stirnwände beschränkt wird und die dabei abgegebene Wärme redu­ ziert wird, wenn eine vorgegebene Temperatur im Bereich der Stirnwände erreicht ist.

Bei Walzen der hier betrachteten Art benötigt man wegen der erheblichen Masse eine relativ lange Aufheizzeit, um die Walzenoberfläche von Raumtemperatur auf Be­ triebstemperatur zu bringen, damit die Walze dann in Betrieb gehen kann. Der beanspruchten Konstruktion liegt die Überlegung zugrunde, daß die Aufheizgeschwin­ digkeit nicht dadurch begrenzt ist, daß sich die Walze innen und außen möglichst gleichmäßig erwärmt, sondern daß es zur Vermeidung von Spannungsrissen und -brüchen notwendig ist, den Stirnseiten der Walze und den Zapfen eine ausreichende Wärmeenergie zukommen zu lassen. Dies geschieht erfindungsgemäß durch die auf die Walzenenden beschränkte Innen-Heizvorrichtung. Mit dieser Maßnahme kann daher die Aufheizgeschwindigkeit vergrößert wer­ den. Auch wenn man diese Geschwindigkeit voll nutzt, reicht es aus, die Walze nur von außen induktiv zu be­ heizen, weil sich die Wärme verhältnismäßig rasch in das Walzeninnere ausbreitet und daher auch ohne Verwen­ dung einer sich über den wesentlichen Teil der Walzen­ länge erstreckenden Innen-Heizvorrichtung beim Aufhei­ zen keine so großen Temperaturdifferenzen entstehen, daß mechanische Überbeanspruchungen auftreten würden.

Die Wärmezufuhr von innen darf aber nur während der Aufheizperiode in voller Größe erfolgen. Denn sobald die Walze in Betrieb genommen worden ist, wird ihr von der zu behandelnden Bahn über die gesamte Arbeitsbreite Wärme entzogen. Außerhalb der Bahn jedoch erfolgt diese Wärmeabfuhr nicht. Es träte daher eine Überhitzung der Walzenenden ein, wenn die Innenbeheizung nicht redu­ ziert werden würde.

Im einfachsten Fall wird die Heizung von innen nach Erreichen der vorgegebenen Temperatur abgeschaltet. Da die hierfür erforderliche Innen-Heizvorrichtung nur gelegentlich betätigt werden muß, hat sie eine lange Lebensdauer. Außerdem genügt eine einfache Schaltvor­ richtung.

Eine beheizbare Walze zur Durchführung des Aufheizver­ fahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine auf den Bereich der Stirnwände beschränkte Innen-Heiz­ vorrichtung, eine Temperatur-Meßvorrichtung im Bereich wenigstens einer Stirnwand und eine Schaltvorrichtung, die die Innen-Heizvorrichtung bei Erreichen eines vor­ gegebenen Grenzwertes der gemessenen Temperatur um- oder abschaltet.

Hierbei kann das Um- oder Abschalten automatisch erfol­ gen. Da man davon ausgehen kann, daß die Verhältnisse an beiden Walzenenden annähernd gleich sind, genügt es vielfach, lediglich an einem Ende die Temperatur zu messen.

Die Innen-Heizvorrichtung kann in jeder beliebigen be­ kannten Art ausgebildet sein. Besonders empfehlenswert ist ihre Ausbildung als elektrische Widerstandsheizkör­ per.

Um besonders gute Ergebnisse zu erzielen, sollte die Innen-Heizvorrichtung der Walzenstirnseite benachbart sein. Günstig ist es auch, wenn sie sich bis in die Zapfen erstreckt. Auf diese Weise wird die Wärme direkt auf die besonders gefährdeten Teile übertragen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen aus zwei Walzen 1 und 2 bestehenden Kalander, in deren Walzenspalt 3 ein bahn­ förmiges Material, insbesondere eine Papierbahn, durch Wärme und Druck behandelt wird. Lagerung, Antrieb und Anpressung der Walzen aneinander entsprechen der übli­ chen Bauform und sind nicht im einzelnen dargestellt.

Die Walze 2 ist beheizbar. Sie besteht aus einem Rohr 4 mit zwei Stirnwänden 5 und 6 sowie zwei Lagerzapfen 7 und 8. Eine induktiv arbeitende Außen-Heizvorrichtung 9 erstreckt sich über die gesamte Arbeitsbreite bzw. na­ hezu die gesamte Länge der Walze 2. Sie wird von einer geregelten Speisequelle 10 derart mit Wechselstrom ver­ sorgt, daß durch Induktionswirkung im Bereich der Ober­ fläche der Walze 2 Wärme erzeugt wird und sich dort eine gewünschte Temperatur beziehungsweise an der be­ handelten Bahn bestimmte Eigenschaften einstellen. An den Enden der Walze 2 befinden sich zwei elektrische Widerstandsheizkörper 11 und 12, die gemeinsam die In­ nen-Heizvorrichtung 13 bilden. Die Heizkörper befinden sich im Bereich der Stirnwände 5 bzw. 6 und erstrecken sich in die Zapfen 7 bzw. 8 hinein. Sie werden von ei­ ner Stromquelle 14 über eine Schaltvorrichtung 15 mit Strom versorgt. Die Schaltvorrichtung 15 ist ihrerseits von der Temperatur abhängig, welche durch die Tempera­ tur-Meßvorrichtung 16 im Bereich des einen Walzenendes gemessen wird. Sobald nämlich ein vorgegebener Tempera­ tur-Grenzwert überschritten wird, wird die elektrische Leistung von den Heizkörpern 11, 12 abgeschaltet oder wenigstens reduziert.

Im normalen Betrieb ist lediglich die induktive Außen- Heizvorrichtung 9 wirksam. Sie führt der Oberfläche des Rohres 4 ausreichend Wärme zu, so daß diese Oberfläche trotz der durch die behandelte Bahn bewirkten Wärmeab­ fuhr ihre gewünschte Betriebstemperatur beibehält.

Die Innen-Heizvorrichtung 13 ist im wesentlichen nur während der Aufheizperiode wirksam, in der die Walze von Raumtemperatur auf Betriebstemperatur gebracht wird. Während dieser Zeit ist die Wärmezufuhr durch beide Heizvorrichtungen 9 und 13 derart aufeinander abgestimmt, daß innerhalb des gesamten Walzenkörpers keine übermäßigen Temperaturdifferenzen auftreten, die zu unzulässig großen mechanischen Spannungen führen würden. Durch Verwendung der Innen-Heizvorrichtung 13 ist eine erheblich vergrößerte Aufheizgeschwindigkeit möglich. Sie wird im wesentlichen durch die Verhältnis­ se an den Walzenenden bestimmt. Die Temperaturdifferen­ zen zwischen Innen- und Außenseite des Rohres 4 sind hierbei von untergeordneter Bedeutung.

Claims (6)

1. Verfahren zum Aufheizen einer beheizbaren Walze für Kalander oder Glättwerke, bestehend aus einem Rohr mit an seinen Enden angebrachten Stirnwänden und Lagerzapfen, bei dem gleichzeitig eine Beheizung von außen über die Arbeitsbreite der Walze und eine Beheizung von innen erfolgt, dadurch gekennzeich­ net, daß die Beheizung von innen auf den Bereich der Stirnwände beschränkt wird und die dabei abge­ gebene Wärme reduziert wird, wenn eine vorgegebene Temperatur im Bereich der Stirnwände erreicht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung von innen nach Erreichen der vor­ gegebenen Temperatur abgeschaltet wird.

3. Beheizbare Walze für Kalander oder Glättwerke, be­ stehend aus einem Rohr mit an seinen Enden ange­ brachten Stirnwänden und Lagerzapfen, einer sich über die Arbeitsbreite der Walze erstreckenden in­ duktiv arbeitenden Außen-Heizvorrichtung und einer Innen-Heizvorrichtung zur Durchführung des Verfah­ rens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine auf den Bereich der Stirnwände (5, 6) be­ schränkte Innen-Heizvorrichtung (13), eine Tempera­ tur-Meßvorrichtung (16) im Bereich wenigstens einer Stirnwand (5, 6) und eine Schaltvorrichtung (15), die die Innen-Heizvorrichtung (13) bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes der gemessenen Tem­ peratur um- oder abschaltet.

4. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen-Heizvorrichtung (13) durch elektrische Widerstandsheizkörper (11, 12) gebildet ist.

5. Walze nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Innen-Heizvorrichtung (13) der Walzen­ stirnseite (5, 6) benachbart ist.

6. Walze nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen-Heizvorrichtung (13) sich bis in die Zapfen (7, 8) erstreckt.