EP1275777A1 - Process for operating a calender - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Kalanders mit einem Walzenstapel, der in einer Pressenebene (7) zwei Endwalzen (3, 3) und dazwischen mehrere Mittelwalzen (4-6)aufweist, wobei mindestens einer Walze (5) eine elastische Oberfläche (9) aufweist, angegeben. Man möchte die Standzeit der Walze mit elastischer Oberfläche erhöhen. Hierzu versetzt man mindestens eine der Walzen (5) in periodischen Zeitabständen quer zur Pressenebene. <IMAGE>The invention relates to a method for operating a calender with a roll stack, which has two end rolls (3, 3) in a press plane (7) and a plurality of middle rolls (4-6) in between, at least one roll (5) having an elastic surface (9) has specified. You want to increase the service life of the roller with an elastic surface. For this purpose, at least one of the rollers (5) is moved transversely to the press plane at periodic intervals. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kalanders mit einem Walzenstapel, der in einer Pressenebene zwei Endwalzen und dazwischen mehrere Mittelwalzen aufweist, wobei mindestens eine Walze eine elastische Oberfläche aufweist.The invention relates to a method for operating a Calender with a stack of rolls in one Press level two end rolls and in between several middle rolls has, wherein at least one roller has elastic surface.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Kalanders beschrieben, der zum Satinieren von Papier- oder Kartonbahnen verwendet wird. Sie ist aber in gleicher Weise auch bei anderen Materialbahnen anwendbar, bei denen ähnliche Probleme auftreten.The invention is based on a calender described, for satinizing paper or cardboard webs is used. But it is in the same way also applicable to other material webs where similar problems occur.

Beim Satinieren einer Papierbahn wird die Papierbahn durch den Kalander geleitet und in Nips, die zwischen einer harten und einer weichen Walze, d.h. einer Walze mit elastischer Oberfläche, gebildet sind, mit erhöhtem Druck und gegebenenfalls auch mit erhöhter Temperatur beaufschlagt. Bei Kalandern neuerer Bauart, beispielsweise den "Janus-Kalandern", kommen Walzen zum Einsatz, die mit einem Kunststoffbelag bezogen sind. Man kann nun beobachten, daß es in vielen Fällen nach einer gewissen Betriebszeit zu Querstreifen auf der Papierbahn kommt. Sobald diese Querstreifen sichtbar werden, ist die Papierbahn unbrauchbar und bildet Ausschuß. Die Ursachen dieser sogenannten Barring-Bildung sind derzeit noch nicht restlos geklärt. Man nimmt aber an, daß es sich hierbei um Auswirkungen einer Schwingungserscheinung handelt. Schwingungen sind in einem Kalander aber praktisch unvermeidbar.When satinizing a paper web, the paper web becomes passed through the calender and into nips between a hard and a soft roller, i.e. a roller with elastic surface, are formed, with increased Pressure and possibly also at elevated temperature applied. For newer calenders, for example the "Janus calenders", rollers are used, which are covered with a plastic covering. One can now observe that in many cases there is a certain Operating time for horizontal stripes on the paper web comes. As soon as these horizontal stripes become visible the paper web unusable and forms committee. The reasons this so-called barring formation are currently not yet fully clarified. But one assumes that it concerns the effects of a vibration phenomenon is. Vibrations are in a calender though practically inevitable.

Barring-Erscheinungen an sich sind auch schon früher aufgetreten, und zwar bei Glättwerken, d.h. bei Kalandern, die ausschließlich mit harten Walzen bestückt waren. Hier nimmt man aber an, daß die Ursachen für die Barring-Bildung in der Papierbahn zu suchen waren, d.h. dem periodischen Auftreten von Dickenänderungen, die beispielsweise von einem geringfügig pulsierenden Stoffauflauf verursacht worden sind.Barring phenomena in themselves are also earlier occurred, namely with smoothing units, i.e. for calenders, which were only equipped with hard rollers. Here, however, it is assumed that the causes of the Barring formation was to be found in the paper web, i.e. the periodic occurrence of changes in thickness for example a slightly pulsating one Headbox have been caused.

Bei den Glättwerken hat man versucht, eine derartige Barring-Bildung entweder dadurch zu vermeiden, daß man eine Leitwalze in wechselnden Entfernungen zum Walzenstapel anordnet oder eine oder mehrere Walzen seitlich aus der Pressenebene heraus versetzt.An attempt has been made to do this in the calender To avoid barring formation either by: a guide roller at varying distances from the roller stack arranges or one or more rollers laterally offset from the press level.

Bei der Barring-Bildung an weichen Walzen, insbesondere an Kunststoffwalzen, handelt es sich jedoch um eine andere Erscheinung. Hier ist zu beobachten, daß sich die elastische Oberflächenschicht selbst in relativ kurzer Zeit umformt. Wenn eine Barring-Erscheinung auftritt, muß die Walze, die die Barring-Bildung aufweist, ausgebaut und überschliffen oder abgedreht werden. Die Standzeit einer derartigen Walze ist also begrenzt.Barring formation on soft rollers, in particular on plastic rollers, but it is a different one Appearance. It can be observed here that the elastic surface layer even in a relatively short Time reshaped. If a barring phenomenon occurs, the roller, which has the barring formation, must be removed and ground or turned off. The The service life of such a roller is therefore limited.

Bei der Barring-Bildung wird die weiche Walze verändert, und zwar an ihrer elastischen Oberfläche. Es ist noch nicht abschließend geklärt, wie diese Veränderung genau aussieht. Man nimmt derzeit folgende Möglichkeiten an: Die Walze bekommt eine Welligkeit an der Oberfläche, d.h. eine Berg- und Talstruktur, die Walze wird vieleckig oder die Walze bekommt in Umfangsrichtung abwechselnd Zonen unterschiedlicher Oberflächengüte, beispielsweise unterschiedlicher Rauhigkeit. Unabhängig von der konkreten Art der Veränderung zeigen sich nach der Barring-Bildung periodische, in Axialrichtung verlaufende Streifen am Umfang der Walze. Entsprechende Streifen zeigen sich dann an der Papierbahn, wobei spätestens ab dem Sichtbarwerden der Streifen die Papierbahn als Ausschuß zu betrachten ist.When the barring is formed, the soft roller is changed, on their elastic surface. It is not yet fully clarified how this change looks exactly. The following options are currently used on: the roller gets a ripple on the surface, i.e. a mountain and valley structure that becomes a roller polygonal or the roller gets alternating in the circumferential direction Zones of different surface quality, for example different roughness. Independently the concrete nature of the change is evident the periodic barring formation, running in the axial direction Strip on the circumference of the roller. Appropriate Stripes then appear on the paper web, at the latest from the time the strips become visible the paper web is to be regarded as a committee.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standzeit einer derartigen Walze zu erhöhen.The object of the invention is the service life to increase such a roller.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens eine Walze in periodischen Zeitabständen quer zur Pressenebene versetzt wird.This task is carried out in a method of the type mentioned at the beginning Kind solved in that at least one roller at periodic intervals across the press plane is transferred.

Man sorgt also dafür, daß eine Walze gegenüber der Pressenebene versetzt wird. Ein Walzenstapel, der aus mehreren Walzen gebildet ist, hat eine Vielzahl von Eigenfrequenzen. Hierbei sind nicht die Eigenfrequenzen der einzelnen Walzen für sich, wie etwa Biegeeigenfrequenzen, gemeint, sondern die Eigenschwingungsformen, die sich aus den schwingenden Walzenmassen auf den Feder- und Dämpfersystemen der dazwischengeschalteten Kunststoffbeläge der "weichen" Walzen ergeben. Ein laufender Kalander erzeugt Erregerkräfte, deren Frequenzen sich aus dem Vielfachen der Walzendrehzahlen zusammensetzen. Diese Erregerkräfte können in Inhomogenitäten, Anisotropien oder Geometriefehlern (Unrundheiten) begründet sein. Ebenfalls können Papierdickenschwankungen der den Kalander durchlaufenden Papierbahn den Walzenstapel anregen. Eine in den Kalander einlaufende Papierbahn ist vor dem Glättprozeß noch sehr rauh. Zudem ist eine Papierbahn nie frei von Flächengewichts- bzw. Dickenschwankungen. Analysiert man diese Schwankungen mit Hilfe einer FFT-Analyse auf ihre Frequenzen, so stellt man in der Regel ein breitbandiges Rauschen fest, in dem sämtliche Frequenzen enthalten sind. Trifft eine dieser Erregerfrequenzen auf eine Eigenfrequenz, so antwortet das Schwingungssystem des Kalanders mit vergrößerten Schwingungsausschlägen. Aufgrund der Vielzahl der möglichen Erreger und der Vielzahl der möglichen Eigenschwingungsformen lassen sich diese Resonanzstellen konstruktiv nicht umgehen. In der Regel ist das Schwingungssystem auch so stark gedämpft und die Erregerkräfte sind so klein, daß die resultierenden Schwingbewegungen unmittelbar nicht störend sind. Über einen mehr oder weniger langen Zeitraum prägen sich diese Schwingbewegungen jedoch in die Kunststoffbeläge der elastischen Walzen ein.So you make sure that a roller opposite the Press level is offset. A stack of rollers that made up is formed of several rollers, has a variety of natural frequencies. Here are not the natural frequencies of the individual rollers, such as natural bending frequencies, meant, but the natural vibrations, which arise from the vibrating roller masses on the spring and damper systems of the intermediate Plastic coverings of the "soft" rollers result. An ongoing Calender generates excitation forces, their frequencies are made up of multiples of the roller speeds. These excitation forces can be inhomogeneous, Anisotropies or geometry errors (out-of-roundness) are justified his. Fluctuations in paper thickness can also occur the roll of paper passing through the calender stimulate. A paper web entering the calender is very rough before the smoothing process. moreover a paper web is never free of basis weight or Variations in thickness. If you analyze these fluctuations with the help of an FFT analysis on their frequencies, so you usually put a broadband noise in which all frequencies are included. If one of these excitation frequencies meets a natural frequency, this is the answer to the calender's vibration system with increased vibrations. Due to the Variety of possible pathogens and variety of These resonance points can be made into possible forms of natural vibration do not deal constructively. Usually the vibration system is so damped and the excitation forces are so small that the resulting ones Swinging movements are not directly disturbing. about a more or less long period characterize itself however, these oscillating movements in the plastic coverings of the elastic rollers.

Üblicherweise werden die zur Eigenfrequenz nächstliegenden ganzzahligen Vielfachen der Walzendrehfrequenz als Muster auf den Walzen eingeprägt. Hierdurch erfolgt eine Rückkopplung der Schwingung. Die Schwingungsausschläge nehmen dann exponentiell zu. Sie äußern sich einerseits in einem erhöhten Schallpegel (bis mehr als 120 dB(A)) und andererseits in periodischen Dickenschwankungen der durchlaufenden Papierbahn. In der Praxis werden unterschiedliche Zeiträume beobachtet, in denen sich diese Rückkopplungserscheinungen, die sich in Barrings äußern, ausbilden. Meist vergehen einige Tage oder Wochen, bis diese Erscheinung so stark angewachsen ist, daß sie den Produktionsprozeß stört.Usually the closest to the natural frequency integer multiples of the roll rotation frequency embossed as a pattern on the rollers. This is done a feedback of the vibration. The vibration rashes then increase exponentially. You express yourself on the one hand in an increased sound level (up to more than 120 dB (A)) and on the other hand in periodic fluctuations in thickness the continuous paper web. In practice different periods are observed in who are experiencing these feedback phenomena express in barrings, train. Most of them pass Days or weeks until this phenomenon grew so much is that it disrupts the production process.

Von diesen Eigenfrequenzen sind nicht alle kritisch. Frequenzen, die relativ niedrig sind, wirken sich in der Regel nicht störend auf die Walzen aus. Frequenzen, die relativ hoch sind, erzeugen zwar unter Umständen Barrings auf der Papierbahn. Diese Querstreifen liegen dann aber so dicht nebeneinander, daß sie im Grunde nicht unterscheidbar sind. Die Eigenschwingungen lassen sich mit bekannten numerischen Verfahren berechnen, beispielsweise mit Verfahren, die mit finiten Elementen arbeiten. Programme hierfür sind kommerziell erhältlich. Ein Programm, mit dem die Eigenschwingungen berechnet werden können, ist unter dem Namen "Ansys" erhältlich.Not all of these natural frequencies are critical. Frequencies that are relatively low affect usually not disturbing the rollers. frequencies that are relatively high may generate Barrings on the paper web. These horizontal stripes lie but then so close together that they are basically are indistinguishable. Let the natural vibrations calculated using known numerical methods, for example with methods using finite elements work. Programs for this are commercially available. A program that calculates the natural vibrations is available under the name "Ansys".

Wenn man nun eine Walze in periodischen Zeitabständen, also mit einer gewissen Regelmäßigkeit, quer zur Pressenebene versetzt, dann greift man in das Schwingungssystem ein. Wenn man davon ausgeht, daß sich die elastische Oberfläche einer weichen Walze aufgrund dieser Schwingungen verformt, dann wird durch den Walzenversatz die Schwingung zwar nicht beseitigt, der Angriffspunkt der Schwingung auf der Walze wird aber verändert. Now if you put a roller in periodic intervals, with a certain regularity, across the press level then you reach into the vibration system on. If one assumes that the elastic Surface of a soft roller due to this Vibrations deformed, then by the roller offset the vibration is not eliminated, the point of attack the vibration on the roller is changed.

Damit kann man erreichen, daß ein Barring-Muster, das sich ausgebildet hat, wieder umgeformt wird. Man kann damit entweder verhindern, daß die Walze überarbeitet werden muß, oder man kann zumindest den Zeitpunkt der Überarbeitung hinausschieben und damit die Standzeit der Walze vergrößern.This can be used to achieve a barring pattern, the has formed, is reshaped. One can thereby either preventing the roller from being revised must be, or at least the time of the Postpone revision and thus the service life enlarge the roller.

Vorzugsweise sind die Zeitabstände kürzer als eine Einprägezeit, in der sich sichtbare Barring-Muster an der Oberfläche der elastischen Walze zeigen. Die Einprägezeiten sind aus Erfahrung bekannt. Sie liegen beispielsweise bei mehreren Tagen. Wenn man die Zeitabstände kürzer wählt und einen Walzenversatz beispielsweise jeden Tag vornimmt, also etwa alle 24 Stunden, dann kann man relativ sicher sein, daß eine Einprägung des Barring-Musters an der Oberfläche der weichen Walze noch nicht sichtbar geworden ist. Man kann dieses Barring-Muster also wieder beseitigen oder jedenfalls umprägen, bevor die produzierte Papierbahn zu Ausschuß wird.The time intervals are preferably shorter than an impression time, in the visible barring pattern on the Show the surface of the elastic roller. The stamping times are known from experience. For example, they lie for several days. If you look at the time intervals selects shorter and a roll offset, for example every day, about every 24 hours, then you can be relatively certain that an imprint of the Barring pattern on the surface of the soft roller has not yet become visible. You can use this barring pattern So remove it again or at least change it, before the paper web produced is rejected becomes.

Vorzugsweise wird eine weiche Walze versetzt. Damit greift man unmittelbar an dem Ort an, an dem eine Störung zu befürchten ist. Erfahrungen haben gezeigt, daß damit die Ausprägung von Barring-Mustern an der weichen Walze am besten vermieden wird.A soft roller is preferably moved. In order to one attacks directly at the place where a disturbance is to be feared. Experience has shown that thus the expression of barring patterns on the soft Roller is best avoided.

Vorzugsweise wählt man eine Versatzstrecke nach dem Zufallsprinzip aus. Das Zufallsprinzip stellt jedenfalls statistisch sicher, daß die Walze nicht immer um die gleiche Strecke versetzt wird. Die Gefahr, daß man durch den Versatz die Walze immer nur an zwei gleichen Positionen arbeiten läßt und sich gerade dort besonders starke Barring-Erscheinungen ausbilden, wird dadurch klein gehalten.It is preferable to choose an offset route at random out. The random principle anyway statistically certain that the roller is not always around same distance is moved. The danger that one due to the offset, the roller only ever on two of the same Positions work and especially there This creates strong barring phenomena kept small.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß man eine Versatzstrecke vorgibt und eine Abweichung davon durch das Zufallsprinzip bestimmt wird. Man wählt also eine besonders geeignete Versatzstrecke und läßt Variationen um diese Versatzstrecke nur in bestimmten Größenordnungen zu. Damit ist sichergestellt, daß man sich tatsächlich im optimalen Bereich oder zumindest in der nähe des Optimums bewegt.It is particularly preferred that an offset distance pretends and a deviation from it by chance is determined. So you choose one in particular suitable offset distance and allows variations this offset distance only in certain orders of magnitude to. This ensures that you are actually in the optimal range or at least close to the optimum emotional.

Vorzugsweise wählt man eine Versatzstrecke, bei der sich eine Weglängenveränderung an der Oberfläche der Walze im Bereich von der Hälfte bis zu einem Viertel einer Wellenlänge ergibt, die zu einer kritischen Eigenfrequenz des Walzenstapels gehört. Der Weglängenunterschied ergibt sich dabei zwischen zwei Nips, und zwar wird die Weglänge zwischen zwei Nips auf der einen Hälfte der Walze um die entsprechende Strecke größer, während sie auf der anderen Seite entsprechend kleiner wird. Diese Vorgehensweise hat mehrere Vorteile. Zum einen ist der Versatz relativ klein. Er liegt in der Regel in der Größenordnung von 10 mm, vielfach auch darunter, so daß sich durch den Versatz keine nennenswerte Änderung in der Geometrie des Walzenstapels ergibt. Man kann also nach wie vor davon ausgehen, daß die Preßkräfte auch in der Pressenebene wirken. Zum anderen hat diese Ausgestaltung den Vorteil, daß sich eine Barring-Bildung bei der kritischen Eigenfrequenz nicht ergibt oder zumindest zeitlich sehr stark verzögert wird. Hierbei geht man von folgender Überlegung aus. Über die Zeit können sich nur die Wellenlängen auf einem Walzenumfang aufaddieren, deren ganzzahliges Vielfaches gleich dem Walzenumfang ist. Alle anderen Wellenlängen löschen sich mit der Zeit selbst wieder aus. Demnach sind ganzzahlige Vielfache der Walzendrehfrequenzen, die in der Nähe einer Eigenfrequenz liegen, mögliche Frequenzen, die sich als Barring ausbilden. Die Anzahl der sich abbildenden Wellenlängen hängt allerdings nicht nur von der Nähe zur Eigenfrequenz ab, sondern auch von der Schwingungsform. Die Schwingungsform ist entscheidend dafür, ob sich ein gerades ganzzahliges Vielfaches oder ein ungerades ganzzahliges Vielfaches der Walzendrehfrequenz abbildet. Bei einem geradzahligen Vielfachen wird die elastische Walze bei jeder Welle sozusagen von beiden Seiten aus belastet. Bei einem ungeradzahligen Vielfachen steht eine Belastung auf einer Seite einer Entlastung auf der anderen Seite gegenüber. Wenn man nun einen Weglängenunterschied auf der Oberfläche der Walze von einer viertel Wellenlänge bewirkt, erfolgt eine Phasenverschiebung der Wellen um π/2. In diesem Fall koppeln die beiden Nips, an denen die weiche Walze beteiligt ist, nicht mehr direkt miteinander ein. Eine Rückkopplung der einzelnen Nips zu sich selbst kann nur durch eine zeitliche Veränderung der Walzendrehzahl gestört werden.It is preferable to choose an offset distance in which there is a change in path length on the surface of the Roll in the range from half to a quarter a wavelength that results in a critical natural frequency heard of the roll stack. The path length difference arises between two nips, and indeed, the path length between two nips on one Half of the roller larger by the appropriate distance, while being smaller on the other hand becomes. This approach has several advantages. To the for one, the offset is relatively small. It lies in the Usually on the order of 10 mm, often too underneath, so that there are no noteworthy ones due to the offset Changes in the geometry of the roll stack results. So you can still assume that the press forces also act in the press plane. On the other hand this configuration has the advantage that a Barring formation at the critical natural frequency does not result or at least very much delayed becomes. Here one proceeds from the following consideration out. Only the wavelengths can change over time add up one roller circumference, the whole number of which The multiple is equal to the circumference of the roller. All other Wavelengths erase themselves over time out. So integer multiples of the roll rotation frequencies, that are close to a natural frequency, possible frequencies that form as barring. The number of wavelengths that form depends, however not only from the proximity to the natural frequency, but also from the shape of the vibration. The waveform is crucial for whether there is an even integer A multiple or an odd integer Mapped multiple of the roll rotation frequency. At a The elastic roller is an even multiple each wave loaded from both sides, so to speak. An odd multiple is a burden on one side of a discharge on the other Side opposite. Now if you have a path length difference on the surface of the roller by a quarter Causes wavelength, there is a phase shift the waves around π / 2. In this case, the two couple Nips in which the soft roller is involved do not more directly with each other. A feedback of the individual Nips to yourself can only be through a temporal Changes in the roller speed can be disturbed.

Bevorzugterweise wählt man die Versatzstrecke im Bereich von einem Viertel bis zu einem Achtel der Wellenlänge. Man kann den Weglängenunterschied auf der Oberfläche der Walze um eine viertel Wellenlänge dadurch erzeugen, daß man bei jedem Nip eine achtel Wellenlänge hinzufügt (auf der einen Walzenhälfte) oder entfernt (auf der anderen Walzenhälfte). Der Versatz kann damit insgesamt relativ klein gehalten werden. It is preferable to choose the offset distance in the area from a quarter to an eighth of the wavelength. You can see the path length difference on the surface the roller by a quarter wavelength generate an eighth wavelength for each nip added (on one half of the roller) or removed (on the other half of the roller). So the offset can be kept relatively small overall.

Vorzugsweise bestimmt man die Zeitabstände nach dem Zufallsprinzip. Auch hier wird vermieden, daß sich durch die Wahl fester Zeitabstände "stationäre" Zustände ergeben, die einer Ausbildung von Barring-Mustern förderlich sein können.The time intervals are preferably determined at random. It is also avoided here that the choice of fixed time intervals results in "stationary" states, conducive to the formation of barring patterns could be.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß man einen Zeitabstand vorgibt und Abweichungen davon durch das Zufallsprinzip bestimmt. Man bleibt also mit den Zeitabständen zwischen den einzelnen Versatzbewegungen der Walze in einem bestimmten Rahmen oder in einer bestimmten Größenordnung und variiert diese.Größenordnung lediglich innerhalb bestimmter Grenzen, beispielsweise ±20%.It is particularly preferred here that a time interval pretends and deviations from it by chance certainly. So you stay with the time intervals between the individual offset movements of the Roller in a certain frame or in a certain Order of magnitude and varies, only on the order of magnitude within certain limits, for example ± 20%.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1

eine schematische Darstellung eines Kalanders,

Fig. 2

verschiedene Möglichkeiten zum Einstellen eines Versatzes einer Walze und

Fig. 3

eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Ausbildung eines Barring-Musters.

The invention is described below with reference to a preferred embodiment in connection with the drawing. Show here:

Fig. 1

a schematic representation of a calender,

Fig. 2

different ways of adjusting an offset of a roller and

Fig. 3

a schematic representation for explaining the formation of a barring pattern.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Kalander 1 mit zwei Endwalzen 2, 3, die als Durchbiegungswalzen ausgebildet sind, und drei Mittelwalzen 4 - 6, die zusammen einen Walzenstapel bilden. Der Walzenstapel weist eine Walzenebene 7 auf, in der die Achsen aller Walzen 2 - 6 liegen, wenn die Walzen 2 - 6 exakt übereinander angeordnet sind. In dieser Walzenebene 7 liegt für die Zwecke der nachfolgenden Beschreibung auch die Preßrichtung, d.h. die Richtung, in der die Walzen 2 - 6 gegeneinander gedrückt werden.Fig. 1 shows schematically a calender 1 with two end rolls 2, 3, which are designed as deflection rollers and three center rollers 4-6, which together form one Form the roll stack. The roll stack has a roll plane 7, in which the axes of all rollers 2 - 6 lie when the rollers 2 - 6 are arranged exactly one above the other are. In this roller plane 7 lies for the For the purpose of the following description also the pressing direction, i.e. the direction in which the reels 2-6 pressed against each other.

Weitere Einzelheiten des Kalanders sind nur schematisch dargestellt, wie ein Antrieb 8, oder ganz weggelassen, wie Mittel zur Beheizung von einzelnen Walzen. Die beiden Endwalzen 2, 3 und die mittlere Walze 5 weisen aber einen elastischen Belag 9 auf, der übertrieben dick dargestellt ist.Further details of the calender are only schematic shown as a drive 8, or omitted entirely, like means for heating individual rollers. The two End rollers 2, 3 and the middle roller 5 have an elastic covering 9, which is excessively thick is shown.

Die Walzen 2 - 6 bilden beim Betrieb des Kalanders in bekannter Weise Nips 10 - 13, durch die eine zu behandelnde Materialbahn geführt wird. Alle Nips sind hier als sogenannte weiche Nips ausgebildet, da sie von einer harten und von einer weichen Walze begrenzt werden.The rollers 2 - 6 form during operation of the calender in known manner nips 10-13, through which one to be treated Material web is guided. All nips are here formed as so-called soft nips because they are from a hard and limited by a soft roller.

Die mittlere Walze 5 kann nun in periodischen Zeitabständen um eine Strecke X quer zur Walzenebene 7 versetzt werden. Die Stecke X bildet dementsprechend einen Versatz der Walze. Dieser Versatz kann auf verschiedene Weise eingestellt werden. Die hierzu notwendigen Überlegungen sollen zunächst anhand von Fig. 3 erläutert werden.The middle roller 5 can now periodically offset by a distance X transversely to the roller plane 7 become. The path X accordingly forms one Offset of the roller. This offset can vary Way to be set. The considerations necessary for this are first to be explained with reference to FIG. 3 become.

In Fig. 3 dargestellt sind die Walze 5, die darüber befindliche Walze 4 und die darunter befindliche Walze 6. Mit übertrieben großen Amplituden sind verschiedene Bezugswelligkeiten dargestellt, und zwar eine Welligkeit, bei der sieben Wellen um den Umfang der Walze 5 herumlaufen, eine mit acht Wellen und eine mit neun Wellen. Die Anzahlen n = 7, 8, 9 wurden aus Gründen der Übersicht gewählt. Bei realen Walzen stellen sich über den Umfang der Walze entsprechend mehr Wellen ein, beispielsweise in der Größenordnung von 30 bis 50. Bei derart vielen Wellen, die um den Umfang der Walze 5 verlaufen, kann man in erster Näherung davon ausgehen, daß bei einer kleinen Versatzbewegung der Walze 5 gegenüber der Walzenebene 7, die kleiner ist als eine Wellenlänge, die Krümmung der Walze 5 keine Rolle spielt.3 shows the roller 5, the one above it Roller 4 and the roller 6 below. With exaggerated amplitudes there are different reference ripples shown, namely a ripple, in which seven shafts run around the circumference of the roller 5, one with eight waves and one with nine waves. The numbers n = 7, 8, 9 were for the sake of clarity selected. With real rollers, stand over the Perimeter of the roller correspondingly more waves, for example in the order of 30 to 50. At the number of waves around the circumference of the roller 5 in the first approximation, one can assume that with a small offset movement of the roller 5 opposite the roller plane 7, which is smaller than one Wavelength, the curvature of the roller 5 does not matter plays.

Wenn man nun die Walze 5 um den Versatz X versetzt, wird erreicht, daß die Entfernung zwischen den beiden Nips 11, 12 auf der einen Seite der Walzenebene 7 um 2X vergrößert und auf der anderen Seite um diese 2X verkleinert wird. Man kann nun diesen Versatz X entweder völlig dem Zufall überlassen, wozu ein nicht näher dargestellter Zufallsgenerator vorgesehen ist. In vielen Fällen ist es aber günstiger, wenn man diesen Versatz X in der Größenordnung einer viertel Wellenlänge X = λ/4 oder einer achtel Wällen X = λ/8 wählt. Der Zufallsgenerator gibt dann lediglich kleinere Abweichungen von diesen Sollgrößen vor, beispielsweise Abweichungen um ± 30%. Damit wird vermieden, daß die Walze 5 immer wieder zwangsweise an die gleichen Positionen kommt und dort möglicherweise bestimmte Barring-Muster ausgeprägt werden.If you now shift the roller 5 by the offset X, is achieved that the distance between the two Nips 11, 12 on one side of the roller plane 7 by 2X enlarged and reduced by this 2X on the other side becomes. You can now use this offset X either completely left to chance, for which a not shown Random number generator is provided. In many In cases, however, it is more favorable if this offset X in the order of a quarter wavelength X = λ / 4 or one eighth ramparts X = λ / 8. The random number generator then there are only minor deviations from ahead of these target values, for example deviations of ± 30%. This prevents the roller 5 from repeatedly forcibly comes to the same positions and there certain barring patterns may be pronounced.

Durch den Walzenversatz, der eine Wegverlängerung zwischen den beiden Nips 11, 12 von einer viertel Wellenlänge λ/4 bewirkt, ist davon auszugehen, daß sich bei der gleichen Erregung durch die Kopplung mit den beiden Nachbarwalzen die Störungen getrennt voneinander mit halber Intensität einprägen, so daß theoretisch eine Verdoppelung der Standzeit zu erzielen ist. Wenn man nun vor dem sichtbaren Einprägen eines neuen Barring-Musters die Walze 5 wieder versetzt, beispielsweise in Richtung auf die Pressenebene 7 zu, dann ergibt sich eine Umprägung der Oberfläche 9 der weichen Walze 5.Due to the roller offset, which is a path extension between the two nips 11, 12 of a quarter wavelength λ / 4 causes, it can be assumed that at the same excitement from coupling with the two Neighboring rolls with the disturbances separately impress half intensity, so that theoretically a The service life can be doubled. If now before a new Barring pattern is visibly imprinted the roller 5 moved again, for example in Direction to press level 7, then results embossing the surface 9 of the soft roller 5.

Die Vorgehensweise zur Berechnung eines Vorgabewertes für den Versatz soll nun an einem Beispiel erläutert werden. Der Kalander soll eine Nenngeschwindigkeit von 1280 m/min aufweisen, d.h. alle Walzen sollen sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 1.280 m/min drehen. Hierbei wird angenommen, daß die Walze 4 einen Durchmesser von 870 mm, die Walze 5 einen Durchmesser von 874 mm und die Walze 6 einen Durchmesser von 878 mm hat. Der Walzenumfang errechnet sich dementsprechend zu 2733,1855 mm, 2745,7520 mm und 2758,3184 mm.The procedure for calculating a default value for the offset will now be explained using an example become. The calender should have a nominal speed of 1280 m / min, i.e. all rollers should be with rotating at a peripheral speed of 1,280 m / min. It is assumed here that the roller 4 has a diameter of 870 mm, the roller 5 has a diameter of 874 mm and the roller 6 a diameter of 878 mm Has. The roll circumference is calculated accordingly 2733.1855 mm, 2745.7520 mm and 2758.3184 mm.

Mit einem Finite-Elemente-Verfahren wurde zuvor festgestellt, daß eine Systemeigenfrequenz fe von 277,3120 Hz existiert, wobei die Systemeigenfrequenzform asymmetrisch zur Walze 5 liegt.Using a finite element method, it was previously determined that a system natural frequency fe of 277.3120 Hz exists with the system natural frequency form asymmetrical to the roller 5.

Aus den oben genannten Walzenumfängen und der beabsichtigten Produktionsgeschwindigkeit, d.h. der Nenngeschwindigkeit, errechnet sich eine Walzendrehfrequenz fw von 7,8053 Hz, 7,7696 Hz bzw. 7,7342 Hz für die Walzen 4, 5, 6. Aus dem Quotienten fe/fw ergibt sich damit eine theoretische Barringanzahl von 35,5287, 35,6920 und 35,8554 für die Walzen 4, 5, 6. Als nächstliegende Barringzahl wird die nächstliegende ganze ungerade Zahl angenommen. Dies ist die Zahl 35. Ohne den Versatz würde man davon ausgehen, daß sich auf der Walze 5 ein Barring-Muster ausbildet mit einer Wellenlänge, die dem Umfang (2745,752 mm) geteilt durch 35 entspricht, also eine Wellenlänge von 78,4501 mm.From the roll sizes mentioned above and the intended Production speed, i.e. the nominal speed, a roll rotation frequency is calculated fw of 7.8053 Hz, 7.7696 Hz and 7.7342 Hz for the rollers 4, 5, 6. This gives the quotient fe / fw a theoretical Barring number of 35.5287, 35.6920 and 35.8554 for rollers 4, 5, 6. As the closest Barring number becomes the closest integer odd number accepted. This is the number 35. Without the offset it would one assume that 5 on the roller Barring pattern forms with a wavelength that the Circumference (2745.752 mm) divided by 35 corresponds to a wavelength of 78.4501 mm.

Wenn man nun die Walze 5 wiederholt um den Walzenversatz X = 78,4501 mm/8 = 9,8063 mm mit einer zufallsbedingten Abweichung von ±20% versetzt, dann ist mit einer sehr großen Wahrscheinlichkeit davon auszugehen, daß sich eine Barring-Bildung mit dieser Wellenlänge nicht oder nur sehr spät zeigt. Die Standzeit der elastischen Walze 5 wird durch den Versatz X drastisch vergrößert. Der Versatz in der Größenordnung von etwa 10 mm ist auch so klein, daß sich die geometrischen Verhältnisse im Walzenstapel nicht nennenswert mindern.If you now repeat the roller 5 by the roller offset X = 78.4501 mm / 8 = 9.8063 mm with a random Deviation of ± 20% is offset with a very high probability to assume that there is a barring formation at that wavelength does not show or shows very late. The service life of the elastic Roller 5 becomes drastic due to the offset X. increased. The offset on the order of about 10 mm is also so small that the geometric Do not significantly reduce the conditions in the roller stack.

Der Walzenversatz X muß nicht sehr häufig vorgenommen werden. Wenn Erfahrungswerte zeigen, daß sich ein Barring-Muster nach etwa fünf Betriebstagen ausbildet, dann reicht es aus, wenn man die Walze 5 etwa alle 24 oder etwa alle 48 Stunden um den Versatz X versetzt. Auch bei der Wahl der Zeitabstände kann man nach dem Zufallsprinzip vorgehen und einen festen Wert, beispielsweise 24 Stunden, vorgeben, von dem dann ein Zufallsgenerator Abweichungen erzeugt, so daß die Walze in einem Bereich von 22 bis 26 Stunden versetzt wird. Auch dies dient dazu zu verhindern, daß sich ein bestimmtes Muster an der Oberfläche der Walze ausbildet.The roll offset X does not have to be carried out very frequently become. If empirical values show that there is a barring pattern after about five days of operation, then it is sufficient if you roll 5 about every 24 or offset X approximately every 48 hours. You can also choose the time intervals according to the Proceed randomly and have a fixed value, for example 24 hours, pretend that then a random number generator Deviations generated, so the roller is shifted in a range of 22 to 26 hours. This also serves to prevent that a certain Pattern forms on the surface of the roller.

Der periodische Walzenversatz ist besonders vorteilhaft bei Kalandern, die mehrere Systemeigenfrequenzen aufweisen. Dadurch, daß man den Walzenversatz nicht über einen längeren Zeitraum fest einstellt, sondern ihn von Zeit zu Zeit ändert, ist es möglich, die Erscheinungen von praktisch allen Systemeigenfrequenzen zu beseitigen.The periodic roll offset is particularly advantageous in calenders that have multiple system natural frequencies. By not having the roll offset a longer period of time, but instead of Changes from time to time, it is possible to change the appearances to eliminate practically all natural frequencies of the system.

Fig. 2 zeigt nun verschiedene Möglichkeiten, um den Walzenversatz zu bewirken. Die Erläuterung erfolgt in allen Fällen am Beispiel der Mittelwalze 5, die in einem Lagergehäuse 30 gelagert ist, das sich am vorderen Ende eines Hebels 31 befindet.Fig. 2 now shows different ways to To cause roll misalignment. The explanation is given in all cases using the example of the center roller 5, which in one Bearing housing 30 is mounted, which is on the front End of a lever 31 is located.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2a ist der Hebel 31 mit einem Lagerpunkt 32 in einer Exzenterbüchse 33 gelagert. Wenn die Exzenterbüchse 33 verdreht wird, dann ändert sich die Position der Walze 5 in horizontaler Richtung.In the exemplary embodiment according to FIG. 2a, the lever is 31 stored with a bearing point 32 in an eccentric sleeve 33. If the eccentric bushing 33 is rotated, then the position of the roller 5 changes in horizontal Direction.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2b ist der Hebel 31 in einem Kulissenstein 34 gelagert, der in einem Gehäuse 35 durch einen Linearantrieb 36, der nur schematisch dargestellt ist, im Gehäuse 35 verschoben werden kann. Der Linearantrieb kann beispielsweise als Gewindespindel realisiert werden. Auch mit einer Gewindespindel sind relativ genaue Verstellbewegungen möglich.In the embodiment according to FIG. 2b, the lever is 31 stored in a sliding block 34, which is in a housing 35 by a linear drive 36, which is only schematic is shown, can be moved in the housing 35. The linear drive can be used, for example, as a threaded spindle will be realized. Also with a threaded spindle relatively precise adjustment movements are possible.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2c ist der Hebel 31 längenveränderbar ausgebildet, was durch einen Doppelpfeil 37 dargestellt ist. Der Hebel 31 kann beispielsweise eine Teleskop- oder eine Prismenführung aufweisen. Der Antrieb der beiden gegeneinander verschiebbaren Teile des Hebels kann ebenfalls über eine Gewindespindel (nicht näher dargestellt) erfolgen. In the exemplary embodiment according to FIG. 2 c, the lever 31 adjustable in length, which is indicated by a double arrow 37 is shown. The lever 31 can for example have a telescopic or a prismatic guide. The drive of the two movable against each other Parts of the lever can also be threaded (not shown).

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2d ist das Lagergehäuse 30 über ein Drehgelenk 38 mit dem Hebel 31 verbunden. Das Drehgelenk 38 ist am unteren Ende einer Befestigungsplatte 39 angeordnet, die wiederum am Hebel 31 befestigt ist. Eine Anbringung am oberen Ende ist selbstverständlich auch möglich. Ein schematisch dargestellter Kippantrieb 40 ist vorgesehen, um das Lagergehäuse 30 gegenüber dem Hebel 31 um ein definiertes Maß zu kippen.2d is the bearing housing 30 connected to the lever 31 via a swivel joint 38. The swivel 38 is at the lower end of a mounting plate 39 arranged, which in turn on the lever 31 is attached. An attachment is at the top of course also possible. A schematically represented Tilt drive 40 is provided around the bearing housing 30 compared to the lever 31 by a defined amount to tip.

Der Verstellweg ist hierbei so ausgelegt, daß er zu einem Versatz X aus der Pressenebene 7 oder in sie hinein führt, der wiederum ausreicht, um eine Ausbildung eines Barring-Musters auf der Oberfläche der elastischen Walze zu stören oder wieder zu beseitigen. Um ein Barring-Muster wieder zu beseitigen, kann es zweckmäßig sein, den Versatz X = λ/4 ± 20% zu wählen, also einen Weglängenunterschied von λ/2 auf der Oberfläche der Walze 5 zu bewirken, wobei λ die Wellenlänge des neu aufgetretenen Barring-Musters ist. In vielen Fällen wird aber auch ein regelmäßiger Versatz von λ/8 ± 20% ausreichen, um eine Ausbildung eines Barring-Musters bis zur Sichtbarkeit zu verhindern. Der Versatz erfolgt zweckmäßigerweise abwechselnd nach außen und nach innen. Er kann automatisch vorgenommen werden, wobei die in Fig. 2 dargestellten Versatzkonstruktionen motorisch angetrieben sind.The adjustment path is designed so that it becomes one Offset X from the press level 7 or into it leads, which in turn is sufficient to train a Barring pattern on the surface of the elastic roller to disrupt or eliminate. To a barring pattern to eliminate again, it may be appropriate to choose the offset X = λ / 4 ± 20%, i.e. a path length difference of λ / 2 on the surface of the roller 5 to effect, where λ is the wavelength of the newly occurred Barring pattern is. In many cases, however a regular offset of λ / 8 ± 20% is also sufficient, the formation of a barring pattern up to visibility to prevent. The offset is conveniently done alternating outside and inside. He can can be carried out automatically, wherein the in Fig. 2nd offset structures shown motor driven are.

Claims (9)

Verfahren zum Betreiben eines Kalanders mit einem Walzenstapel, der in einer Pressenebene zwei. Endwalzen und dazwischen mehrere Mittelwalzen aufweist, wobei mindestens eine Walze eine elastische Oberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Walze in periodischen Zeitabständen quer zur Pressenebene versetzt wird.Method for operating a calender with a roll stack, the two in a press plane. End rolls and a plurality of middle rolls in between, at least one roll having an elastic surface, characterized in that at least one roll is displaced periodically at right angles to the press plane. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitabstände kürzer sind als eine Einprägezeit, in der sich sichtbare Barringmuster an der Oberfläche der elastischen Walze zeigen.A method according to claim 1, characterized in that the time intervals are shorter than an impression time in which visible barring patterns appear on the surface of the elastic roller. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weiche Walze versetzt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that a soft roller is displaced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Versatzstrecke nach dem Zufallsprinzip ausgewählt wird. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that an offset distance is selected at random. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Versatzstrecke vorgegeben und eine Abweichung davon durch das Zufallsprinzip bestimmt wird.Method according to claim 4, characterized in that an offset distance is specified and a deviation therefrom is determined by the random principle. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Versatzstrecke gewählt wird, bei der sich eine Weglängenveränderung an der Oberfläche der Walze im Bereich von der Hälfte bis einem Viertel einer Wellenlänge ergibt, die zu einer kritischen Eigenfrequenz des Walzenstapels gehört.Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that an offset path is selected in which there is a path length change on the surface of the roller in the range from half to a quarter of a wavelength which belongs to a critical natural frequency of the roller stack. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Versatzstrecke im Bereich von einem Viertel bis zu einem Achtel der Wellenlänge gewählt wird.Method according to Claim 6, characterized in that the offset distance is selected in the range from a quarter to an eighth of the wavelength. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitabstände nach dem Zufallsprinzip bestimmt werden.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the time intervals are determined at random. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitabstand vorgegeben wird und Abweichungen davon durch das Zufallsprinzip bestimmt werden.Method according to claim 8, characterized in that a time interval is predetermined and deviations therefrom are determined by the random principle.

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