EP0035110B1

EP0035110B1 - Kalander

Info

Publication number: EP0035110B1
Application number: EP81100470A
Authority: EP
Inventors: Eugen Edele
Original assignee: Kleinewefers GmbH
Current assignee: Kleinewefers GmbH
Priority date: 1980-02-28
Filing date: 1981-01-23
Publication date: 1985-04-10
Also published as: DE3007452A1; US4380954A; YU43486B; FI69595B; YU18981A; EP0035110A1; FI810466L; ATE12667T1; FI69595C; JPS56136320A; DE3007452C2; JPS5930837B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kalander nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem bekannten Kalander dieser Art (GB-A-2 022 163) dienen nachgeschaltete Messgeräte als Istwertgeber für die Glätte, die Dicke, die Feuchtigkeit und/oder den Glanz einer Papierbahn. Der Regler berechnet aus diesen Istwerten, von einem Sollwertgeber gelieferten Sollwerten und gespeicherten Programmen, welche die funktionellen Zusammenhänge zwischen den Messwerten einerseits und dem Druck im Walzenspalt andererseits berücksichtigen, Werte, auf welche die Kraft von Arbeitszylindern der Belastungsvorrichtung mit Hilfe von Druckregelventilen eingestellt werden soll. Auf diese Weise ergibt sich eine Regelung, die aber an Ungenauigkeiten leidet, weil durch Reibung oder ein Verkanten der verschiebbar geführten Walzenlager die von der Belastungseinrichtung hervorgerufenen Kraftänderungen und die im Walzenspalt hervorgerufenen Druckänderungen nicht proportional zueinander sein müssen. Dies ist vor allem dann störend, wenn Materialbahnen, wie Papierbahnen, behandelt werden, deren Qualität durch einen falsch eingestellten Druck im Walzenspalt erhebliche Beeinträchtigungen erfährt, insbesondere wenn dieser Druck zu hoch ist. Denn, wenn zum Überwinden einer Ruhereibung oder einer Verklemmung höhere Kräfte aufgewendet werden, wirken diese während der verhältnismässig langen Totzeit des Regelkreises auf die Bahn.
Auch bei einem anderen bekannten Kalander (US-A-2312310) wird durch nachgeschaltete Messvorrichtungen der Glanz der Papierbahn festgestellt und mit einem Sollwert verglichen. In Abhängigkeit hiervon wird ein reversibler Elektromotor zur Verstellung von Druckregelventilen betätigt. Diese stellen den Druck in den Arbeitszylindern der Belastungsvorrichtung ein.
Es ist ferner eine Walzenpresse, insbesondere für die Papierfabrikation, bekannt (DE-A-2 738 781), bei der eine Druckmessdose unmittelbar im Bereich mindestens eines der Lagerzapfen zweier Presswalzen angeordnet ist. Der Messwert wird über ein Zeitglied einem Regler zugeführt, der eine Belastungsvorrichtung für die Presswalze derart zu verstellen vermag, dass sich eine gewünschte Belastung einhalten lässt. Hier wird die Belastungskraft oberhalb der oberen Presswalze oder die Stützkraft unterhalb der unteren Presswalze ermittelt, nicht aber die Kraft im Walzenspalt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemässen Kalander anzugeben, bei dem die Druckregelung mit möglichst grosser Genauigkeit durchgeführt wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dieser Anordnung ist zur Beeinflussung der Bahndaten ein Regelkreis vorgesehen, der sich unmittelbar auf den Druck im untersten Spalt bezieht. Es wird nämlich ein Istwert dieses Drucks mit Hilfe der Druckmesselemente und unter Berücksichtigung des Gewichts der untersten Walze gebildet. Der Sollwert dieses Spaltdrucks wird aus den gemessenen Bahndaten abgeleitet. Die sich hieraus ergebende Regelabweichung dient zur Änderung der von der Belastungseinrichtung erzeugten Kraft. Der Spaltdruck geht daher unmittelbar und nicht nur mittelbar in die Gesamtregelung ein. Abweichungen des Spaltdruck-Istwerts vom Spaltdruck-Sollwert werden über die Druckmesselemente sofort festgestellt und korrigiert. Falsche Spaltdrücke und insbesondere unzulässig hohe Spaltdrücke können daher höchstens ganz kurzzeitig vorhanden sein. Weil die Stützkraft der Arbeitszylinder sehr genau gemessen werden kann und auch das Gewicht der Walze mit grosser Genauigkeit ermittelbar ist, lässt sich der Druck im untersten Walzenspalt genau und mit geringerem Aufwand feststellen.
Dadurch, dass mittels der Druckmesselemente die Stützkraft der untersten Walze festgestellt wird, ergibt sich der weitere Vorteil, dass die Regelung aufgrund des höchsten Spaltdrucks erfolgt. Denn dieser Spaltdruck nimmt wegen des Gewichts der Kalanderwalzen von oben nach unten hin ab. Die Regelung kann daher von vornherein so erfolgen, dass übermässige Drücke im Walzenspalt ausgeschlossen sind. Das Gewicht der untersten Walze bleibt im Betrieb normalerweise gleich. Es lässt sich beim üblichen Trennen der Walzen, wenn nur noch die unterste Walze auf den Druckmesselementen ruht, ohne Schwierigkeiten feststellen.
Die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 2 und 3 ergeben besonders einfache Konstruktionen. Als Druckmesselemente eignen sich insbesondere Druckmessdosen oder Druckmessringe.
Die Ausführungsform nach Anspruch 4 erlaubt es, das Druckmesselement sicher zu halten.
Mit der Massnahme des Anspruchs 5 ist ein Ersatz im Störungs- oder Schadensfalle ohne weiteres möglich.
Um bei der Ermittlung des Druckes im Walzenspalt nicht zuvor von dem Messwert das Gewicht der untersten Walze abziehen zu müssen, kann man das Druckmesselement oder die ihm nachgeordnete Schaltung mit einem entsprechend dem Gewicht der untersten Walze verschobenen Nullpunkt ausbilden.
Wenn der Kalander mit einer Arbeitszylinder aufweisenden Belastungsvorrichtung für die oberste Walze versehen ist, empfiehlt sich die Ausgestaltung nach Anspruch 6. Das obere Druckmesselement erlaubt es, genau die zusätzliche Belastung zu messen, was nicht nur für die Festlegung des Drucks in den Walzenspalten bedeutsam ist, sondern beispielsweise auch für eine gleiche Einstellung der Belastung an den beiden Enden der obersten Walze.
Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisch und teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 einen vergrössert dargestellten Ausschnitt aus Fig. 1.

Ein Superkalander zum Satinieren von Papierbahnen weist mehrere mit horizontaler Achse übereinander angeordnete Walzen 1 auf, die an ihren Enden in je einer Lagerwange 2 gelagert sind. Alle Lagerwangen 2 sind in vertikaler Richtung verschiebbar im Kalandergestell 3 geführt. Auf jeder Seite des Walzensatzes ist neben den Lagerwangen 2 eine Hängespindel 4 angeordnet, welche die miteinander fluchtenden Bohrungen von Augen 2' durchdringt, die an jeder Lagerwange mit Ausnahme der Lagerwange der untersten Walze vorgesehen sind. Das obere, mit einem Drehantrieb 5 gekuppelte Ende jeder Hängespindel ist auf einem Querjoch 6 abgestützt. Je eine Mutter 7 auf den Hängespindeln unterhalb der Augen der Lagerwangen definiert die Grösse des Walzenspaltes, wenn die Mittelwalzen und die oberste Walze an den Hängespindeln 4 hängen.
Die beiden Lagerwangen 2 der untersten Walze 1' stützen sich auf je einem in vertikaler Richtung verschiebbaren Kolben 8 eines Hydrozylinders 9 ab, der seinerseits vom Kalandergestell 3 getragen wird.
Da sich im Betrieb des Kalanders die unterste Walze 1' in einer konstruktiv festgelegten Position befindet, was dadurch erreicht wird, dass in der Betriebsstellung eine Schulter des Kolbens 8 mit einer Kraft gegen einen als Anschlag dienenden Deckel 10 des Hydrozylinders 9 drückt, die grösser ist als das vom Hydrozylinder 9 zu tragende Walzengewicht, ist über jeder Lagerwange 2 der obersten Walze 1 eine Belastungseinrichtung angeordnet, die durch je einen nach unten wirkenden Hydrozylinder 11 gebildet wird, dessen Kolben die unter ihm liegende Lagerwange der obersten Walze im Sinne einer Verschiebung nach unten belasten kann. Das Querjoch 6 trägt und verbindet diese Belastungseinrichtungen.
In der dem Lager der obersten Walze zugekehrten Stirnseite des Kolbens beider Hydrozylinder 11 ist eine zentrale, sacklochartige Vertiefung vorgesehen, die eine Halterung für ein im Ausführungsbeispiel als Druckmessdose 14 ausgebildetes Druckmesselement bildet. Die Halterung erlaubt in einfacher Weise das Einsetzen und Herausnehmen der Druckmessdose, so dass diese auch nur vorübergehend, beispielsweise zum Justieren des Kalanders, eingesetzt werden kann, falls nicht im Betrieb die zusätzliche Belastung gemessen werden soll, welche auf die Walzen des Kalanders mittels der Hydrozylinder ausgeübt wird.
An Stelle einer Halterung im Kolbenende könnte auch eine Halterung an der vom Kolben beaufschlagten Stelle des Lagers der obersten Walze vorgesehen sein.
Für eine Schnellentlastung der Walze 1 braucht nur das Druckmittel aus den beiden Hydrozylindern 9 rasch abgelassen zu werden, da dann die Walzen nach unten fallen.
Das der untersten Walze 1' zugekehrte Ende des Kolbens 8 jedes der beiden die unterste Walze tragenden Hydrozylinder 9 ist mit einer zentralen, sacklochartigen Vertiefung 12 versehen, die als Halterung für je ein Druckmesselement, beispielsweise eine Druckmessdose 13, ausgebildet ist und daher einen Durchmesser hat, der an den Aussendurchmesser der Druckmessdose 13 angepasst ist. Das Druckmesselement könnte aber auch beispielsweise in eine Halterung an der sich auf dem Kolben 8 abstützenden Stelle des Lagers der untersten Walze eingesetzt sein. Wie Fig. 2 zeigt, ist die axiale Länge der Vertiefung 12 etwas kleiner als diejenige der Druckmessdose 13, damit die zugeordnete Lagerwange 2 der untersten Walze 1' unmittelbar auf der Druckmessdose 13 aufliegt. Die Ausbildung der Halterung als Vertiefung gestattet es, die Druckmessdose 13 lose einzusetzen, wodurch ein Austausch oder ein vorübergehendes Einsetzen ohne weiteres möglich ist. Ist keine Druckmessdose in die Vertiefung 12 eingesetzt, dann wird diese zweckmässigerweise mittels eines Deckels verschlossen, dessen Stärke vorzugsweise gleich dem Überstand der Druckmessdose über das Kolbenende gewählt ist, damit die Position der untersten Walze 1' in der Betriebsstellung unabhängig ist davon, ob die Druckmessdosen 13 in die Vertiefungen 12 der Kolben 8 eingesetzt sind oder nicht.
Im Ausführungsbeispiel ist der Nullpunkt der beiden Druckmessdosen 13 so weit unterdrückt, dass das Gewicht der untersten Walze 1 kompensiert wird. Die Summe der Ausgangssignale der beiden Druckmessdosen 13 ist also gleich der Kraft, welche von den über der untersten Walze 1 angeordneten Walzen 1 auf erstere ausgeübt wird. Selbstverständlich wäre es auch möglich, das Gewicht der untersten Walze in anderer Weise zu berücksichtigen, beispielsweise durch eine Subtraktion vom Messwert in einer den Druckmessdosen 13 nachgeordneten Schaltung. Da zur Erzielung eines bestimmten Druckes im untersten Walzenspalt eine genau definierte Grösse der Kraft gehört, mit welcher die unmittelbar über der untersten Walze 1' angeordnete Walze 1 auf die erstere drückt, kann aufgrund des mittels der Druckmessdosen 13 bestimmten Wertes der gewünschte Druck mit Hilfe der Hydrozylinder 11 ° sehr genau eingestellt werden. Man braucht hierzu nur die Belastung, welche mittels der Hydrozylinder 11 auf die oberste Walze ausgeübt wird, so einzustellen, dass die im untersten Spalt wirksame Kraft den gewünschten Wert hat. Der Messwert wird einem nicht dargestellten Regler zugeführt, welcher den Druck des den Hydrozylindern 11 zugeführten Druckmittels so steuert, dass der gemessene Istwert mit einem dem Regler vorgegebenen Sollwert übereinstimmt. Dieser Sollwert kann beispielsweise von einem Glättemessgerät, einem Dickenmessgerät, einem Feuchtigkeitsmessgerät oder einem Glanzmessgerät, vorgegeben werden, das ständig oder in gewissen Abständen die Messgrösse der Materialbahn vor oder nach dem Satinagevorgang misst.

Claims

1. Kalander zur Ausübung eines Druckes auf eine aus Fasern gebildete Bahn, mit übereinander angeordneten Walzen, die mehrere Spalte für den Durchtritt der Bahn bilden, mit einer Belastungseinrichtung, von dessen übereinander angeordneten Walzen die unterste auf wenigstens einem eine Schnellentlastung gestattende Arbeitszylinder abgestützt, mit einem Messgerät, das die Glätte, die Dicke, die Feuchtigkeit und/oder den Glanz der Bahn misst, und mit einem Regler, der in Abhängigkeit vom Messwert die von der Belastungseinrichtung erzeugte Kraft ändert, dadurch gekennzeichnet,

a) dass die unterste Walze (1') über ein von der Stützkraft des Arbeitszylinders (9) beaufschlagtes Druckmesselement (13) abgestützt ist, das einen Istwert der Stützkraft abgibt,

b) dass der Messwert des Messgerätes dem Regler zugeführt ist, in welchem für jeden gemessenen Istwert des Messgerätes ein Sollwert des Drucks im untersten Spalt vorgegeben ist,

c) und dass der Regler unter Berücksichtigung des Sollwerts des Drucks im untersten Spalt, des Istwerts der Stützkraft und des Gewichts der untersten Walze eine Regelabweichung für den Druck im untersten Spalt bildet und in Abhängigkeit hiervon die von der Belastungseinrichtung (11) erzeugte Kraft ändert.

2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmesselement (13) an dem gegen die abzustützende Walze (1') weisenden Ende des Kolbens (8) des Arbeitszylinders (9) angeordnet ist.

3. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmesselement (13) im Lager der vom Arbeitszylinder (9) abgestützten Walze angeordnet ist.

4. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmesselement (13) in eine durch eine Vertiefung (12) in der der Walze (1') zugekehrten Stirnseite des Kolbens (8) des Arbeitszylinders (9) gebildete Halterung oder eine Halterung des Walze-nlagers eingesetzt ist.

5. Kalander nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmesselement (13) austauschbar in die Halterung (12) eingesetzt ist.

6. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer Arbeitszylinder aufweisenden Belastungsvorrichtung für die oberste Walze, dadurch gekennzeichnet, dass an dem der obersten Walze (2) zugekehrten Ende des Kolbens dieser Arbeitszylinder (11) oder an der vom Kolben beaufschlagten Stelle des Lagers der obersten Walze ein Druckmesselement (14) angeordnet ist.