WO2016062843A1 - Kalander-profilierung - Google Patents

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WO2016062843A1
WO2016062843A1 PCT/EP2015/074563 EP2015074563W WO2016062843A1 WO 2016062843 A1 WO2016062843 A1 WO 2016062843A1 EP 2015074563 W EP2015074563 W EP 2015074563W WO 2016062843 A1 WO2016062843 A1 WO 2016062843A1
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WO
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calender according
coil
core
calender
pressing element
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/074563
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English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Kohnen
Jan Flemming REICH
Ralf Beckers
Kerstin HARDT
Eugen Schnyder
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent Gmbh filed Critical Voith Patent Gmbh
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0253—Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature
    • D21G1/028—Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature using electrical means
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0253—Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature
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    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0253—Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature
    • D21G1/0286—Regulating the axial or circumferential temperature profile of the roll

Definitions

  • the invention relates to a calender with at least one gap formed by two pressed-together pressing elements with a circumferential surface for the treatment of a running paper, cardboard or other material web and at least one inductive, in zones transverse to the direction of rotation controllable heater of a pressing element.
  • the material web is guided through the gap and thereby acted upon with an increased pressure and at an elevated temperature.
  • the pressing elements are designed as rotating rollers.
  • solutions with one or two circumferential bands are possible as pressing elements.
  • zonally controllable heating devices are used.
  • the object of the invention is therefore to equalize the temperature transitions between the zones.
  • the heating device has at least one induction coil with a coil core, which consists of several separate, transverse to the circulation or web running direction juxtaposed core elements whose distance to be heated pressing element is variable.
  • the change in the position of the core elements can be used to influence the amount of energy input in the corresponding section and thus also the temperature of this section. To what extent this takes place depends essentially on the design of the spool core.
  • the core elements may in this case consist of ferromagnetic and / or ferrimagnetic material.
  • open coil cores are used in these induction heaters for the pressing element.
  • an increase in the distance of a core element of the coil core from the pressing element also leads to a larger air gap between the core element and pressing element and consequently to a lower energy input associated with a lower heating of this section of the pressing element.
  • a reduction in distance results in a greater input of energy and thus also a greater heating of the corresponding section of the pressing element.
  • the coil Since the coil has a common coil core, the course of induction between the core elements of the coil core and thus also the temperature between the zones of the pressing element transversely to the circumferential direction in a simple and effective manner.
  • the distance between the core elements of a coil core can be very small in contrast to adjacent separate induction heaters.
  • the change in the distances between the core elements and the pressing element should be used in particular when the maximum desired temperature change in the pressing element is less than 30 °.
  • the coil In order to induce a magnetic field which at least partially penetrates the pressing element, the coil should be formed by at least one winding of electrical current conductors with sections running transversely to the direction of rotation, which sections are traversed in opposite directions by the alternating electrical current. Accordingly, the parallel and transverse to the circumferential direction portions of the winding extend over all zones of this coil to be influenced.
  • the coil core should surround the winding except on the side facing the pressing element.
  • the pressing element to be heated or the part of the pressing element to be heated should consist of an electrically conductive, but preferably not very good conductive, ideally ferromagnetic material.
  • a comprehensive possibility for influencing the temperature profile transversely to the direction of rotation results when the distance between each core element of a coil core of a coil to be heated pressing element separately changeable and / or the width of the core elements is transverse to the direction of rotation equal.
  • the distance between a plurality of core elements of a coil core of a coil can be changed together and / or the width of the core elements is different transversely to the direction of rotation.
  • this can be achieved by arranging only one coil in the direction of rotation of the pressing element.
  • the core elements of the coil cores adjacent in the circumferential direction can be connected to each other or made in one piece.
  • several coils can be arranged side by side transversely to the direction of rotation, of which at least one coil has a coil core with a plurality of separate core elements.
  • the heater is particularly simple when at least one, preferably all coils extend over the entire width of the material web.
  • a calender according to the invention can be used for a variety of possible applications.
  • the treatment of paper board or other pulp webs is mentioned on the one hand, and the treatment of nonwovens, the so-called 'nonwoven', on the other hand.
  • special embodiments of the invention may be provided.
  • At least one heating may be provided on the calender.
  • at least one of the two pressing elements-which are often designed as press rolls-optionally also both pressing elements are also heated from the inside, preferably by means of a fluid as the heat carrier.
  • This may advantageously be a heated calender roll, a bending compensator roll or a bending roll.
  • the inductive heating device according to the invention then serves as supplementary heating. Your task may be to set the temperature profile across the width of the roller. It is possible with such an embodiment, bring a large part of the introduced into the roll heating power, ⁇ inside ', while the profiling from the outside with relative low energy input takes place. This can be economically useful for the operator if the heating fluid, eg steam or similar. cheap is available.
  • the inductive heating device may therefore be advantageous in that it increases the surface temperature of the roller still further than would be possible by means of the fluid from the inside alone.
  • the possibility of profiling still exists here.
  • each of the pressing elements has its own inductive heating device
  • only one pressing element (usually a pressing roller) in each calender will have a heating device according to the invention.
  • the inductively heated roll with a thermal insulation. This isolation can e.g. be designed so that the roll shell is provided against heat dissipation in the radial direction, that is, inwardly into the roll with an insulating layer. Additionally or alternatively, an isolation of the front ends of the roller may be provided.
  • Edge regions can be specifically profiled or leveled by a larger number of core elements.
  • each of the two edge regions comprises less than 20%, preferably less than 10% of the calender width.
  • more than 2 core elements preferably more than 5 core elements, particularly preferably more than 10 core elements, can be arranged.
  • the calender is able to equalize a temperature drop in the edge region while the temperature in the center region remains relatively constant across the width in many applications. In extreme cases, it may even be sufficient that only the edge regions have core elements, while the middle region has no reinforcing core elements.
  • the winding of the induction coil will be uniform in many applications across the width of the pressing element, in other applications it may be advantageous to deviate from this uniformity.
  • the winding may have a higher density in order to achieve a higher temperature input than in others.
  • inductive heating devices frequently heat up considerably during operation, it is advantageously possible for them to be provided with cooling.
  • This cooling can be done by means of a cooling fluid.
  • a water-based cooling fluid will be used.
  • the winding is designed in the form of -ideally substantially parallel-metallic pipes which extend over the width of the calender.
  • the cooling can take place in such a way that the cooling fluid flows through the pipeline.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a calender
  • Figure 2 longitudinal view of a heater 5
  • Figure 3a + b a cross section through a heater 5
  • the calender according to FIG. 1 is formed by a stack of rolls consisting of two pressing elements 2, 3 pressed against each other and circulating. Both pressing elements 2, 3 are each designed as a rotating roller, wherein the upper roller has a roll shell made of steel with a correspondingly hard surface.
  • the lower roll can also have a hard surface or a plastic coating to form an elastic surface, as required.
  • the upper roller an inductive and in zones transverse to the web running direction 4 of the web 1 and thus also transversely to the direction of rotation 9 of the roller controllable heater 5 is assigned.
  • the temperature profile of the roll shell can be influenced transversely to the web running direction 4. For example, as an overheating of the web edges or damage to the plastic lining of the opposite lower roller outside the extension of the material web 1 can be prevented.
  • the diameter curve of the upper roll over the web width can be changed via the temperature. This has for thickness profiling of the material web 1 in particular importance if the lower roller also has a hard surface.
  • the heater 5 is formed in the interest of a large heating power of several in the direction of rotation 9 of the pressing element 2 successively arranged induction coils 6. These coils 6 extend over the entire width of the material web 1 and, according to FIGS. 3a + b, have a common coil core 7 made of a ferrite or a package of insulated iron sheets.
  • the coils 6 are each formed by a winding of electrical current conductors.
  • the individual turns of the winding have two parallel and transverse to the direction of rotation 9 extending and extending over the entire coil length sections which are traversed in opposite directions by an alternating current.
  • the spool core 7 is open to the roll, i. the coil core 7 surrounds, except on the side facing the pressing element 2.3, the winding.
  • all coils 6 have a common coil core 7, which consists of a plurality of transverse to the direction of rotation 9 juxtaposed core elements 8 to simplify the construction.
  • the distance between these core elements 8 to be heated pressing element 2.3 is variable. In this way, the energy input of the coil 6 and thus the heating in the corresponding zone can be changed. If the roll mantle of the upper roll is to be heated more strongly in one zone, then the corresponding core element 8 is guided closer to the roll mantle and vice versa. Investigations have shown that a temperature change of up to 30 ° is possible over a distance change of approx. 15 mm. Because of the small distance between the core elements 8, the transition between the zones in terms of energy input and thus temperature is constant.
  • the change in the distance of the core elements 8 can be done electrically, hydraulically, pneumatically or manually.
  • all the core elements 8 are of equal width, the width being between 75 and 100 mm.
  • the distance to the press element 2 to be heated can be controlled separately even with all core elements 8. If the core elements 8 are formed by only one or a few iron sheets, then even very small zone widths can be realized.
  • FIG. 4c shows a spool core 7 with core elements 8 of different widths, which are all separately controllable. Especially at the edge of the material web 1 narrower zones and thus core elements 8 may be advantageous.

Landscapes

  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kalander mit wenigstens einem, von zwei gegeneinander gedrückten Presselementen (2, 3) mit umlaufender Oberfläche gebildeten Spalt zur Behandlung einer laufenden Papier-, Karton- oder einer anderen Materialbahn (1) und zumindest einer induktiven, in Zonen quer zur Umlaufrichtung (9) steuerbaren Heizeinrichtung (5) eines Presselementes (2, 3). Dabei sollen die Temperaturübergänge zwischen den Zonen dadurch vergleichmäßigt werden, dass die Heizeinrichtung (5) wenigstens eine Induktionsspule (6) mit einem Spulenkern (7) besitzt, der aus mehreren separaten, quer zur Umlaufrichtung (9) nebeneinander angeordneten Kernelementen (8) besteht, deren Abstand zum zu beheizenden Presselement (2, 3) veränderbar ist.

Description

Kalander-Profilierung
Die Erfindung betrifft einen Kalander mit wenigstens einem, von zwei gegeneinander gedrückten Presselementen mit umlaufender Oberfläche gebildeten Spalt zur Behandlung einer laufenden Papier-, Karton- oder einer anderen Materialbahn und zumindest einer induktiven, in Zonen quer zur Umlaufrichtung steuerbaren Heizeinrichtung eines Presselementes. Bei einem derartigen Kalander wird die Materialbahn durch den Spalt geführt und dabei mit einem erhöhten Druck und mit einer erhöhten Temperatur beaufschlagt. Üblicherweise sind die Presselemente dabei als rotierende Walzen ausgebildet. Jedoch sind auch Lösungen mit einem oder zwei umlaufenden Bändern als Presselemente möglich.
Um insbesondere das Temperaturprofil und bei Walzen auch deren Durchmesserprofil quer zur Bahnlaufrichtung beeinflussen zu können, kommen zonal steuerbare Heizeinrichtungen zum Einsatz.
Wegen des hohen Wirkungsgrades erfolgt dies, wie in der DE 10 2005 019 475 beschrieben, oft auf induktive Weise, wobei mehrere separat steuerbare Induktionsspulen quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinander angeordnet sind.
Probleme bereiten hierbei allerdings die Übergänge zwischen den Spulen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Temperaturübergänge zwischen den Zonen zu vergleichmäßigen.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Heizeinrichtung wenigstens eine Induktionsspule mit einem Spulenkern besitzt, der aus mehreren separaten, quer zur Umlauf- bzw. Bahnlaufrichtung nebeneinander angeordneten Kernelementen besteht, deren Abstand zum zu beheizenden Presselement veränderbar ist. Über die Lageveränderung der Kernelemente lässt sich die Höhe des Energieeintrags im entsprechenden Abschnitt und damit auch die Temperatur dieses Abschnitts beeinflussen. In welchem Umfang dies erfolgt, hängt wesentlich von der Gestaltung des Spulenkerns ab. Die Kernelemente können hierbei aus ferro- und/oder ferrimagnetischem Material bestehen.
Im Allgemeinen kommen bei diesen Induktionsheizungen zum Presselement hin offene Spulenkerne zum Einsatz. In diesem Fall führt eine Abstandsvergrößerung eines Kernelementes des Spulenkerns vom Presselement auch zu einem größeren Luftspalt zwischen Kernelement und Presselement und folglich zu einem geringeren Energieeintrag verbunden mit einer geringeren Aufheizung dieses Abschnitts des Presselementes. Umgekehrt hat eine Abstandsverminderung einem stärkeren Energieeintrag und somit auch eine stärkere Aufheizung des entsprechenden Abschnitts des Presselementes zur Folge.
Da die Spule einen gemeinsamen Spulenkern besitzt, vergleichmäßigt sich der Verlauf der Induktion zwischen den Kernelementen des Spulenkerns und somit auch der Temperatur zwischen den Zonen des Presselementes quer zur Umlaufrichtung auf einfache und wirksame Weise.
Begünstigt wird dies noch dadurch, dass der Abstand zwischen den Kernelementen eines Spulenkerns im Unterschied zu benachbarten separaten Induktionsheizungen sehr klein sein kann.
Außerdem sind so auch sehr kleine Zonenbreiten von weniger als 50 mm realisierbar. Zum Einsatz gelangen sollte die Veränderung der Abstände der Kernelemente zum Presselement insbesondere dann, wenn die maximal angestrebte Temperaturveränderung beim Presselement kleiner als 30° ist. Hierzu genügt es den Abstand zwischen Kernelement und Presselement um höchstens 100 mm vorzugsweise höchstens 50 mm zu verändern. Zur Induzierung eines, das Presselement zumindest teilweise durchdringenden Magnetfeldes sollte die Spule von wenigstens einer Wicklung elektrischer Stromleiter mit quer zur Umlaufrichtung verlaufenden Abschnitten gebildet werden, welche gegensinnig vom elektrischen Wechselstrom durchflössen werden. Dementsprechend erstrecken sich die parallel und quer zur Umlaufrichtung verlaufenden Abschnitte der Wicklung über alle zu beeinflussende Zonen dieser Spule.
Im Interesse einer hohen Induktion der Spule sollte der Spulenkern außer auf der zum Presselement weisende Seite die Wicklung umschließen. Man spricht hier auch vom offenen Spulenkern. Jedoch sind auch einfacherer Kernformen möglich.
Zur Aufheizung mittels Induktion kommt es im Wesentlichen infolge der im Presselement induzierten Wirbelströme und eventuell durch Ummagnetisierungsverluste. Daher sollte das zu beheizende Presselement bzw. der zu beheizende Teil des Presselementes aus einem elektrisch leitfähigen, möglichst aber nicht sehr gut leitfähigen, idealerweise ferromagnetischem Material bestehen.
Eine umfassende Möglichkeit zur Beeinflussung des Temperaturprofils quer zur Umlaufrichtung ergibt sich, wenn der Abstand jedes Kernelementes eines Spulenkernes einer Spule zum zu beheizenden Presselement separat änderbar und/oder die Breite der Kernelemente quer zur Umlaufrichtung gleich ist.
Für eine spezielle Anpassung an die Gegebenheiten des Einsatzes kann es aber ebenso vorteilhaft sein, wenn der Abstand mehrerer Kernelemente eines Spulenkernes einer Spule gemeinsam änderbar und/oder die Breite der Kernelemente quer zur Umlaufrichtung unterschiedlich ist.
Wird ein besonders einfacher Aufbau angestrebt, so kann dies dadurch erreicht werden, dass in Umlaufrichtung des Presselementes nur eine Spule angeordnet ist. Insbesondere für die Übertragung einer hohen Heizleistung ist es allerdings von Vorteil, wenn in Umlaufrichtung des Presselementes mehrere Spulen hintereinander angeordnet sind. In diesem Fall können auch die Kernelemente der in Umlaufrichtung benachbarten Spulenkerne miteinander verbunden oder einstückig ausgeführt werden.
Falls sich die zu übertragende Heizleistung zwischen den Zonen zu stark unterscheidet, so können quer zur Umlaufrichtung mehrere Spulen nebeneinander angeordnet werden, von denen zumindest eine Spule einen Spulenkern mit mehreren, separaten Kernelementen besitzt.
Besonders einfach gestaltet sich die Heizeinrichtung jedoch, wenn sich zumindest eine, vorzugsweise alle Spulen über die gesamte Breite der Materialbahn erstrecken. Ein erfindungsgemäßer Kalander kann für eine Vielzahl möglicher Anwendungen eingesetzt werden. Beispielhaft sei hier zum einen die Behandlung von Papier- Karton- oder anderen Zellstoffbahnen erwähnt, zum anderen die Behandlung von Vliesstoffen, den sogenannten .Nonwovens'. Um den spezifischen Anforderungen dieser unterschiedlichen Anwendungsfelder gerecht zu werden, können spezielle Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen sein.
So kann beispielsweise neben der erfindungsgemäßen induktiven Heizeinrichtung noch mindestens eine Beheizung am Kalander vorgesehen sein. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zumindest eines der beiden Presselemente - die häufig als Presswalzen ausgeführt sind-, gegebenenfalls auch beide Presselemente auch noch von innen, bevorzugt mittels eines Fluids als Wärmeträger beheizt sind. Es kann sich hierbei vorteilhafterweise um eine beheizte Kalanderwalze, eine Biegeausgleichs- oder Biegeeinstellwalze handeln. Die erfindungsgemäße induktive Heizeinrichtung dient dann als Ergänzungsheizung. Ihre Aufgabe kann es sein, das Temperaturprofil über die Breite der Walze einzustellen. Es ist mit einer solchen Ausführung möglich, einen großen Teil der in die Walze eingebrachten Heizleistung ,νοη innen' einzubringen, während die Profilierung von aussen mit relativ geringem Energieeintrag erfolgt. Die kann für den Betreiber ökonomisch sinnvoll sein, wenn das Heizfluid, z.B. Dampf o.ä. günstig zur Verfügung steht.
In anderen Fällen kann die induktive Heizeinrichtung daher vorteilhaft sein, dass sie die Oberflächentemperatur der Walze noch weiter erhöht, als es mittels des Fluids von innen alleine möglich wäre. Die Möglichkeit der Profilierung besteht hier jedoch noch weiterhin.
In anderen Anwendungen, wie z.B. bei Nonwovens, haben Versuche ergeben, dass in vielen Anwendungen - beispielsweise bei sehr dünnen Produkten - nur relativ wenig Wärmeenergie aus dem Kalander verloren geht. Diese Energie kann bequem durch die erfindungsgemäße induktive Heizeinrichtung nachgeführt werden. Eine zusätzliche Beheizung eines Presselements ist in diesem Fall nicht notwendig. Diese Elemente können daher ohne innere Beheizung ausgeführt werden, was den gesamten Kalander deutlich vergünstigt.
Während es prinzipiell möglich ist, dass jedes der Presselemente über eine eigene, induktive Heizeinrichtung verfügt, wird in vielen vorteilhaften Ausführungen jedoch in jedem Kalander nur ein Presselement (in der Regel eine Presswalze) über eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung verfügen. Insbesondere bei Kalandern ohne zusätzliche innere Beheizung der Presswalzen kann es vorteilhaft sein, die induktiv beheizte Walze mit einer thermischen Isolierung zu versehen. Diese Isolierung kann z.B. so ausgeführt sein, dass der Walzenmantel gegen Wärmeabfluss in radialer Richtung, also nach innen in die Walze hinein mit einer Isolierschicht versehen ist. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Isolierung der stirnseitigen Enden der Walze vorgesehen sein.
Sowohl bei Kalandern mit innerer Beheizung als auch bei Kalandern ohne innere Beheizung kann es in manchen Fällen vorteilhaft sein, die Kernelemente so anzuordnen bzw. aufzuteilen, dass der große Mittenbereich des Kalanders aus einem einzelnen Kernelement besteht oder gegebenenfalls sogar gar kein Kernelement aufweist, während die Randbereiche durch eine größere Anzahl von Kernelementen gezielt profilierbar bzw. egalisierbar sind. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, wenn jeder der beiden Randbereiche weniger als 20%, bevorzugt weniger als 10% der Kalanderbreite umfasst. In jedem Randbereich können beispielsweise mehr als 2 Kernelemente, bevorzugt mehr als 5 Kernelemente, besonders bevorzugt mehr als 10 Kernelemente angeordnet sein. Mit einer derartigen Ausführung ist der Kalander in der Lage, einen Temperaturabfall im Randbereich zu egalisieren, während die Temperatur im Mittenbereich in vielen Anwendungen über die Breite relativ konstant bleibt. Im Extremfall kann es sogar ausreichend sein, dass nur die Randbereiche Kernelemente aufweisen, während der Mittenbereich keine verstärkenden Kernelemente aufweist.
Während die Wicklung der Induktionsspule in vielen Anwendungen über die Breite des Presselements betrachtet gleichmäßig ausgeführt sein wird, kann es bei anderen Anwendungen vorteilhaft sein, von dieser Gleichmäßigkeit abzuweichen. So kann die Wicklung zur Erzielung eines höheren Temperatureintrags in manchen Regionen, speziell in einer oder beiden Randbereichen eine höhere Dichte aufweisen, als in anderen.
Da sich induktive Heizeinrichtungen im Betrieb häufig stark aufheizen, kann vorteilhafterweise eine Kühlung derselben vorgesehen sein. Diese Kühlung kann mittels eines Kühlfluids erfolgen. In vielen Anwendungen wird ein wasserbasiertes Kühlfluid verwendet werden.
Insbesondere kann in vorteilhaften Anwendungen vorgesehen sein, dass die Wicklung in Form von -idealerweise im Wesentlichen parallelen- metallischen Rohrleitungen ausgeführt ist, die sich über die Breite des Kalanders erstrecken. In diesem Fall kann die Kühlung dergestalt erfolgen, dass die Rohrleitung mit dem Kühlfluid durchströmt werden.
Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. ln der beigefügten Zeichnung zeigt:
Figur 1 : einen schematischen Querschnitt durch einen Kalander;
Figur 2: Längsansicht einer Heizeinrichtung 5;
Figur 3a+b: einen Querschnitt durch eine Heizeinrichtung 5 und
Figur 4a-c: einen Längsschnitt durch unterschiedliche Heizeinrichtungen 5.
Der Kalander gemäß Figur 1 wird von einem Walzenstapel aus zwei gegeneinander gedrückten und umlaufenden Presselementen 2,3 gebildet. Beide Presselemente 2,3 sind jeweils als eine rotierende Walze ausgebildet, wobei die obere Walze einen Walzenmantel aus Stahl mit dementsprechend harter Oberfläche aufweist.
Die untere Walze kann je nach Anforderung ebenfalls eine harte Oberfläche oder einen Kunststoffbelag zur Bildung einer elastischen Oberfläche besitzen.
Die beiden Walzen bilden zusammen den Glättspalt, durch den die Faserstoffbahn, insbesondere eine Papierbahn geführt wird, um zur schonenden Glättung oder Prägung mit einem erhöhten Druck und auch mit einer erhöhten Temperatur beaufschlagt zu werden.
Hierzu ist der oberen Walze eine induktive und in Zonen quer zur Bahnlaufrichtung 4 der Materialbahn 1 und damit auch quer zur Umlaufrichtung 9 der Walze steuerbare Heizeinrichtung 5 zugeordnet.
Durch eine unterschiedliche Aufheizung des Walzenmantels der oberen Walze kann einerseits das Temperaturprofil des Walzenmantels quer zur Bahnlaufrichtung 4 beeinflusst werden. Beispielsweise kann so eine Überhitzung der Bahnränder oder eine Beschädigung des Kunststoffbelags der gegenüberliegenden, unteren Walze außerhalb der Erstreckung der Material bahn 1 verhindert werden.
Andererseits kann über die Temperatur auch der Durchmesserverlauf der oberen Walze über die Bahnbreite verändert werden. Dies hat zur Dickenprofilierung der Materialbahn 1 insbesondere dann Bedeutung, wenn die untere Walze ebenfalls eine harte Oberfläche aufweist. Wie in Figur 2 zu erkennen, wird die Heizeinrichtung 5 im Interesse einer großen Heizleistung von mehreren in Umlaufrichtung 9 des Presselementes 2 hintereinander angeordneten Induktions-Spulen 6 gebildet. Diese Spulen 6 erstrecken sich über die gesamte Breite der Materialbahn 1 und besitzen gemäß den Figuren 3a+b einen gemeinsamen Spulenkern 7 aus einem Ferrit oder einem Paket von isolierten Eisenblechen.
Zur Erzeugung eines in den Walzenmantel der oberen Walze reichenden Magnetfeldes werden die Spulen 6 von je einer Wicklung elektrischer Stromleiter gebildet. Die einzelnen Windungen der Wicklung haben dabei je zwei parallel und quer zur Umlaufrichtung 9 verlaufende und sich über die gesamte Spulenlänge erstreckende Abschnitte, die gegensinnig von einem Wechselstrom durchflössen werden.
Um den Magnetfluss zu verstärken und durch den Walzenmantel zu richten, ist der Spulenkern 7 zur Walze hin offen, d.h. der der Spulenkern 7 umschließt, außer auf der zum Presselement 2,3 weisenden Seite, die Wicklung.
Bei dem hier gezeigten Beispiel haben alle Spulen 6 zur Vereinfachung der Konstruktion einen gemeinsamen Spulenkern 7, der aus einer Vielzahl von quer zur Umlaufrichtung 9 nebeneinander angeordneten Kernelementen 8 besteht.
Wesentlich ist jedoch, dass der Abstand dieser Kernelemente 8 zum zu beheizenden Presselement 2,3 veränderbar ist. Auf diese Weise kann der Energieeintrag der Spulen 6 und damit auch die Aufheizung in der entsprechenden Zone verändert werden. Soll der Walzenmantel der oberen Walze in einer Zone stärker aufgeheizt werden, so wird das entsprechende Kernelement 8 näher an den Walzenmantel geführt und umgekehrt. Untersuchungen haben ergeben, dass über eine Abstandsveränderung von ca. 15 mm eine Temperaturveränderung von bis zu 30° möglich ist. Wegen des geringen Abstandes zwischen den Kemelementen 8 verstetigt sich der Übergang zwischen den Zonen hinsichtlich Energieeintrag und damit auch Temperatur.
Die Abstandsveränderung der Kernelemente 8 kann elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder manuell erfolgen.
Bei dem in Figur 4a dargestellten Spulenkern 7 sind alle Kernelemente 8 gleichbreit, wobei die Breite zwischen 75 und 100 mm liegt. Zur umfassenden Beeinflussung des Temperaturprofils lässt sich auch bei allen Kernelementen 8 der Abstand zum zu beheizenden Presselement 2 separat steuern. Werden die Kernelemente 8 von nur einem oder wenigen Eisenblechen gebildet, dann sind auch sehr kleine Zonenbreiten realisierbar.
Im Unterschied dazu sind bei Figur 4b einzelne Kernelemente 8 des Spulenkerns 7 zu Gruppen zusammengefasst und nur gemeinsam änderbar. Dies kann bei der Anpassung an den speziellen Einsatz und einen einfachen Aufbau von Vorteil sein.
Figur 4c wiederum zeigt einen Spulenkern 7 mit unterschiedlich breiten Kernelementen 8, die alle separat steuerbar sind. Besonders am Rand der Material bahn 1 können schmalere Zonen und damit Kernelemente 8 vorteilhaft sein.

Claims

Patentansprüche
1 . Kalander mit wenigstens einem, von zwei gegeneinander gedrückten Presselementen (2,3) mit umlaufender Oberfläche gebildeten Spalt zur
Behandlung einer laufenden Papier-, Karton- oder einer anderen Material bahn (1 ) und zumindest einer induktiven, in Zonen quer zur Umlaufrichtung (9) steuerbaren Heizeinrichtung (5) eines Presselementes (2,3), dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (5) wenigstens eine Induktionsspule (6) mit einem Spulenkern (7) besitzt, der aus mehreren separaten, quer zur Umlaufrichtung (9) nebeneinander angeordneten Kernelementen (8) besteht, deren Abstand zum zu beheizenden Presselement (2,3) veränderbar ist.
2. Kalander nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand jedes Kernelementes (8) eines Spulenkernes (7) einer Spule (6) zum zu beheizenden
Presselement (2,3) separat änderbar ist.
3. Kalander nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand mehrerer Kernelemente (8) eines Spulenkernes (7) einer Spule (6) gemeinsam änderbar ist.
4. Kalander nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Kernelemente (8) quer zur Umlaufrichtung (9) gleich ist.
5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Breite der Kernelemente (8) quer zur Umlaufrichtung (9) unterschiedlich ist.
6. Kalander nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Umlaufrichtung (9) des Presselementes (2,3) nur eine
Spule (6) angeordnet ist.
7. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in
Umlaufrichtung (9) des Presselementes (2,3) mehrere Spulen (6) hintereinander angeordnet sind.
8. Kalander nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass quer zur Umlaufrichtung (9) mehrere Spulen nebeneinander angeordnet sind.
9. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest eine, vorzugsweise alle Spulen (6) über die gesamte Breite der Material bahn (1 ) erstrecken.
10. Kalander nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (6) von wenigstens einer Wicklung elektrischer Stromleiter mit quer zur Umlaufrichtung (9) verlaufenden Abschnitten gebildet werden, welche in unterschiedlicher Richtung vom elektrischen Strom durchflössen werden.
1 1 . Kalander nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkern (7) außer auf der zum Presselement (2,3) weisenden Seite, die Wicklung umschließt.
12. Kalander nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu beheizende Presselement (2,3) aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht.
Kalander nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Presselement (2,3), bevorzugt beide Presselemente (2,3) mit einer zusätzlichen Beheizung versehen ist.
14. Kalander nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Beheizung des zumindest einen Presselements (2,3) mittels eines Fluids als Wärmeträger erfolgt.
15. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Presselement über maximal eine Heizeinrichtung verfügt, insbesondere dass der gesamte Kalander nur über genau eine Heizeinrichtung verfügt.
16. Kalander nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (6) mit einer Kühlung versehen ist.
PCT/EP2015/074563 2014-10-24 2015-10-23 Kalander-profilierung WO2016062843A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014221623 2014-10-24
DE102014221623.0 2014-10-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016062843A1 true WO2016062843A1 (de) 2016-04-28

Family

ID=54364294

Family Applications (1)

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PCT/EP2015/074563 WO2016062843A1 (de) 2014-10-24 2015-10-23 Kalander-profilierung

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