(19)
(11)EP 0 972 881 B1

(12)EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45)Hinweis auf die Patenterteilung:
24.09.2003  Patentblatt  2003/39

(21)Anmeldenummer: 99112385.2

(22)Anmeldetag:  29.06.1999
(51)Int. Kl.7D21G 1/00, D21G 1/02

(54)

Kalander

Calender

Calandre


(84)Benannte Vertragsstaaten:
DE FI FR GB

(30)Priorität: 17.07.1998 DE 19832214

(43)Veröffentlichungstag der Anmeldung:
19.01.2000  Patentblatt  2000/03

(73)Patentinhaber: Voith Paper Patent GmbH
89522 Heidenheim (DE)

(72)Erfinder:
  • Beckers, Ralf, Dipl.-Ing.
    47906 Kempen (DE)
  • Hinz, Joachim, Dipl.-Ing.
    47906 Kempen (DE)
  • Wöhner, Thomas, Dipl.-Ing.
    46145 Oberhausen (DE)

(74)Vertreter: Knoblauch, Andreas, Dr.-Ing. et al
Schlosserstrasse 23
60322 Frankfurt
60322 Frankfurt (DE)


(56)Entgegenhaltungen: : 
EP-A- 0 825 295
US-A- 3 016 819
DE-U- 8 801 758
  
      
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Kalander mit einem Ständer und einem Walzenstapel, dessen Unterwalze eine Durchbiegungseinstellwalze ist, wobei ein Mantel über eine in Richtung der Mittelebene des Walzenstapels wirkende Durchbiegungseinstelleinrichtung auf einen gegen Rotation gesicherten Träger abgestützt ist, der an beiden Enden in durch Belastungsvorrichtungen verstellbaren Lagerblöcken gehalten ist.

    [0002] Bei einem bekannten Kalander dieser Art (DE 196 33 671 A1), der für die Behandlung von Papier bestimmt ist, besitzt der Mehrwalzenstapel eine vertikale Mittelebene. Die Lagerblöcke für die als Durchbiegungseinstellwalzen ausgebildeten Unterwalzen werden in einer Linearführung am Ständer gehalten und geführt. Unterhalb der Lagerblöcke wirkt jeweils eine Belastungsvorrichtung in Form eines Hydraulikzylinders, der die Anpreßkraft der Unterwalze gegen die in Hebeln über der Unterwalze gelagerten Mittelwalzen des Kalanders und schließlich gegen die ortsfest gelagerte Oberwalze erzeugt. Bei dieser Linearführung treten Reibungskräfte auf, welche die Belastungskräfte verfälschen und insbesondere zu ungleichmäßigen Belastungen an beiden Walzenenden führen.

    [0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitgehende reibungsfreie Bewegung der Unterwalzen-Lagerblöcke zu ermöglichen.

    [0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Lagerblock mit einem einzigen am Ständer schwenkbar gelagerten Schwenkhebel verbunden ist und daß die Wirkrichtung der Durchbiegungseinstelleinrichtung bei einer Verstellung der Lagerblöcke mit Hilfe eine Korrekturvorrichtung, die ein längs einer Führungsbahn verschiebbares Führungselement aufweist, im wesentlichen aufrechterhalten bleibt.

    [0005] Durch Verwendung der Schwenkhebel wird die bei einer Bewegung der Lagerblöcke der Unterwalze auftretende Reibung ganz erheblich reduziert. Wendet man allerdings dieses bei an Hebeln gelagerten Mittelwalzen bekannte Prinzip bei einer als Durchbiegungseinstellwalze ausgelegten Unterwalze an, ändert sich die Wirkrichtung der Durchbiegungseinstelleinrichtung, also beispielsweise einer Reihe von hydrostatischen Stützelementen. Wenn aber die Abweichung der Wirkrichtung von der Mittelebene des Walzenstapels mehr als 1 oder 1,5° beträgt, treten zusätzliche Mantelspannungen auf, die eine unzulässige Größe erreichen können. Dieses Problem ergibt sich insbesondere dort, wo die Unterwalze im Arbeitsbetrieb nicht immer die gleiche Stellung hat, sei es daß sich die Durchmesser der Walzen im Stapel ändern, sei es daß nur der unterste Nip geschlossen werden soll, während alle übrigen Nips geöffnet sind. Die Unterwalze muß dabei viel weniger weit angehoben werden als wenn alle Nips geschlossen werden müßten.

    [0006] Um diesem Nachteil zu begegnen, ist die Korrekturvorrichtung vorgesehen. Bei einer Verstellung der Lagerblöcke der Unterwalze verschiebt sich das Führungselement längs der Führungsbahn und wirkt hierbei auf die Durchbiegungseinstelleinrichtung ein, so daß diese ihre Wirkrichtung beibehält.

    [0007] Vorzugsweise ist die Führungsbahn am Ständer angebracht und das Führungselement ist mit dem Lagerblock bewegbar. Die Unterbringung der Führungsbahn am Ständer macht in der Praxis keine Schwierigkeiten. Durch die Bewegung des Lagerblocks wird die Korrektur ausgelöst.

    [0008] Wenn der Träger, wie dies üblich ist, an seinen Enden fest mit dem Lagerblock verbunden ist, empfiehlt es sich, daß der Lagerblock gelenkig mit dem Schwenkhebel verbunden ist und das Führungselement trägt.

    [0009] Eine ebenfalls bevorzugte Alternative besteht darin, daß der Lagerblock fest mit dem Schwenkhebel verbunden ist, daß der Träger im Lagerblock zumindest um einen begrenzten Winkel drehbar ist und daß ein das Führungselement tragender Korrekturhebel mit dem Träger fest verbunden ist. Hier wird demnach die Drehwinkellage des Trägers, die für die Wirkrichtung der Durchbiegungseinstelleinrichtung verantwortlich ist, vom Korrekturhebel direkt geändert.

    [0010] Mit Vorteil weist die Führungsbahn eine zweiseitige Begrenzung auf, ist also als Nut oder Schlitz ausgebildet. Dies ergibt eine sichere Führung.

    [0011] Vielfach ist es jedoch erwünscht, daß die Führungsbahn durch eine Anlagefläche gebildet ist, gegen die das Führungselement durch Andruckmittel gehalten ist. Dies führt zu einer spielfreien Verstellung.

    [0012] Vorzugsweise sind die Andruckmittel dadurch gebildet , daß die Kräfte der Belastungsvorrichtung außerhalb der Mittelebene der Unterwalze an den Lagerblöcken angreifen. Ein geringer Seitenversatz der Belastungskräfte führt zu einer sicheren Anlage des Führungselements an der Führungsbahn.

    [0013] Optimal wäre es, wenn die Korrekturvorrichtung die Kreisbogenform der Hebelbewegung exakt ausgleichen würde. In den meisten Fällen reicht es aber auch schon aus, daß die Führungsbahn geradlinig verläuft und mit der Mittelebene des Walzenstapels einen kleinen Winkel von 10° bis 15° bildet.

    [0014] Außerdem ist es günstig, daß das Führungselement eine Laufrolle ist. Hiermit wird die Reibung nochmals reduziert.

    [0015] Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Hierin zeigen:
    Fig. 1
    einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Kalander,
    Fig. 2
    schematisch eine abgewandelte Ausführungsform und
    Fig. 3
    schematisch eine weitere Ausführungsform.


    [0016] In Fig. 1 ist der untere Teil eines Walzenstapels 1 veranschaulicht. Dargestellt ist eine Unterwalze 2 und ein Teil der nächstfolgenden Mittelwalze 3. Die Unterwalze 2 ist als Durchbiegungseinstellwalze ausgeführt; sie besitzt daher einen Mantel 4, der über eine angedeutete Durchbiegungseinstelleinrichtung 5 auf einem Träger 6 abgestützt ist. Dieser ist fest in einen Lagerblock 7 eingespannt und daher gegen Rotation gesichert. Der Lagerblock 7 ist durch den Kolben 8 einer Belastungsvorrichtung 9 von unten belastbar, so daß die Walzen des Walzenstapels 1 durch Anheben des Lagerblocks 7 zusammengefahren und dann entsprechend belastet werden können.

    [0017] Die Durchbiegungseinstelleinrichtung 5 ist lediglich schematisch veranschaulicht. Sie besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer Reihe von Stützelementen 10, die radial verschieblich am Träger 6 angeordnet sind, wodurch die Wirkrichtung bestimmt ist, die mit der Mittelebene E des Walzenstapels übereinstimmen sollte. Es kommen aber auch andere Arten der Durchbiegungseinstelleinrichtung in Betracht, beispielsweise eine Walze mit Druckräumen zwischen Träger und Mantel, die durch Längs- und Querdichtungen abgegrenzt sind.

    [0018] Ein Schwenkhebel 11 ist um eine fest am Ständer 12 angebrachte Schwenkachse 13 schwenkbar. Sie trägt am anderen Ende mittels eines Gelenks 14 den Lagerblock 7. Als Korrekturvorrichtung 15 ist am Ständer 12 eine gerade Führungsbahn 16 vorgesehen, die zur Mittelebene E des Walzenstapels 1 eine geringe Neigung hat. Längs dieser Führungsbahn ist ein Führungselement 17 in der Form einer Laufrolle verschiebbar, die am Lagerblock 7 angeordnet ist. Ein sicherer Andruck der Laufrolle 17 an der Führungsbahn 16 wird dadurch bewirkt, daß die Belastungskraft F2 um den Abstand e gegenüber der Mittelebene E des Walzenstapels 1, in welcher die Reaktionskraft F1 herrscht, versetzt ist. Das dadurch entstehende Drehmoment drückt das Führungselement 17 gegen die Führungsbahn 16.

    [0019] Wenn der Lagerblock 7 eine tiefergelegene Arbeitsstellung einnehmen muß, schwenkt der Schwenkhebel 11 nach unten. Gleichzeitig wird der Lagerblock 7 um das Gelenk 14 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt. Beide Bewegungen überlagern sich derart, daß die Durchbiegungseinstelleinrichtung 5 ihre Wirkrichtung im wesentlichen in der Mittelebene E beibehält.

    [0020] In Fig. 2 sind für entsprechende Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen gegenüber Fig. 1 verwendet. Unterschiedlich ist im wesentlichen, daß das Gelenk 114 zwischen dem Schwenkhebel 111 und dem Lagerblock 107 unterhalb der Achse der Unterwalze angeordnet ist. Über dem Gelenk 114 befindet sich das Führungselement 117 in der Form einer Laufrolle, die an einer geradlinigen, am Ständer 112 angebrachten Führungsbahn 116 anliegt. Um einen entsprechenden Andruck an der Führungsbahn zu erzeugen, ist die Belastungskraft F2 in einem Abstand e gegenüber der Mittelebene E, wo die Reaktionskraft F1 wirkt, angeordnet. Das hier entstehende Drehmoment hält den Kontakt an der Führungsbahn aufrecht. Auch hier überlagert sich der Schwenkbewegung des Schwenkhebels 111 eine gegenläufige Schwenkbewegung des Lagerblocks 107, so daß im Effekt die Wirkrichtung der Durchbiegungseinstelleinrichtung in der Vertikalebene verbleibt.

    [0021] Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden für entsprechende Teile um 200 gegenüber Fig. 1 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Unterschiedlich ist im wesentlichen: Der Lagerblock 207 ist fest am Schwenkhebel 211 befestigt. Das Ende des Trägers 206 ist drehfest mit einem Korrekturhebel 218 verbunden, der an seinem anderen Ende das Führungselement 217 in der Form einer Laufrolle trägt. Diese greift in eine schlitzförmige Führungsbahn 216 ein.

    [0022] Ein Verschwenken des Schwenkhebels 211 nach unten verlagert auch das Führungselement 217 nach unten. Hierdurch wird aber gleichzeitig der Träger 206 entgegen des Uhrzeigersinnes verschwenkt, so daß in der Überlagerung die Durchbiegungseinstelleinrichtung 205 ihre Wirkrichtung in der Mittelebene E des Walzenstapels beibehält.

    [0023] Der Winkel zwischen der Führungsbahn und der Mittelebene des Walzenstapels 2 richtet sich nach den örtlichen Gegebenheiten. Insbesondere kommen kleine Wickel von etwa 10 oder 15° in Betracht, in manchen Fällen auch größere Winkel von 20 bis 30°.

    [0024] Die Reibung ist in allen Fällen sehr gering, weil sie bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 lediglich in den Gelenken der Schwenkhebel 11 oder 111 und an den Führungselementen 17 oder 117 auftritt. Beim dritten Ausführungsbeispiel ist das eine Gelenk des Schwenkhebels durch die Verdrehbarkeit des Trägers 206 im Lagerblock 207 ersetzt.


    Ansprüche

    1. Kalander mit einem Ständer (12; 112; 212) und einem Walzenstapel (1), dessen Unterwalze (2; 102; 202) eine Durchbiegungseinstellwalze ist, wobei ein Mantel (4; 104; 204) über eine in Richtung der Mittelebene (E) des Walzenstapels (1) wirkende Durchbiegungseinstelleinrichtung (5; 205) auf einen gegen Rotation gesicherten Träger (6; 106; 206) abgestützt ist, der an beiden Enden in durch Belastungsvorrichtungen verstellbaren Lagerblöcken (7; 107; 207) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerblock (7; 107; 207) mit einem einzigen am Ständer (12; 112; 212) schwenkbar gelagerten Schwenkhebel (11; 111; 211) verbunden ist und daß die Wirkrichtung der Durchbiegungseinstelleinrichtung (5; 205) bei einer Verstellung der Lagerblöcke (7; 107; 207) durch eine Korrekturvorrichtung (15; 115; 215), die ein längs einer Führungsbahn (16; 116; 216) verschiebbares Führungselement (17; 117; 217) aufweist, im wesentlichen, nämlich mit einer Abweichung von maximal 1,5°, aufrechterhalten bleibt.
     
    2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (16; 116; 216) am Ständer (12; 112; 212) angebracht und das Führungselement (17; 117; 217) mit dem Lagerblock (7; 107; 207) bewegbar ist.
     
    3. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerblock (7; 107) gelenkig mit dem Schwenkhebel (11; 111) verbunden ist und das Führungselement (17; 117) trägt.
     
    4. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerblock (207) fest mit dem Schwenkhebel (211) verbunden ist, daß der Träger (206) im Lagerblock (207) zumindest um einen begrenzten Winkel drehbar ist und daß ein das Führungselement (217) tragender Korrekturhebel (218) mit dem Träger (206) fest verbunden ist.
     
    5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (216) eine zweiseitige Begrenzung aufweist.
     
    6. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (16; 116) durch eine Anlagefläche gebildet ist, gegen die das Führungselement (17, 117) durch Andruckmittel gehalten ist.
     
    7. Kalander nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckmittel dadurch gebildet sind, daß die Kräfte (F2) der Belastungsvorrichtung (9) außerhalb der Mittelebene (E) der Unterwalze (2) an den Lagerblöcken (7; 107) angreifen.
     
    8. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (16; 116; 216) geradlinig verläuft und mit der Mittelebene (E) des Walzenstapels (1) einen kleinen Winkel von 10° bis 15° bildet.
     
    9. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (17; 117; 217) eine Laufrolle ist.
     


    Claims

    1. Calender comprising a stand (12; 112; 212) and a roll stack (1), whose bottom roll (2; 102; 202) is a controlled deflection roll, a cover (4; 104; 204) being supported by a deflection control device (5; 205), which acts in the direction of the mid-plane (E) of the roll stack (1), on a support (6; 106; 206) which is secured against rotation and which, at both ends, is held in bearing blocks (7; 107; 207) which can be adjusted by loading devices, characterized in that each bearing block (7; 107; 207) is connected to a single pivoting lever (11; 111; 211) which is pivotably mounted on the stand (12; 112; 212), and in that the active direction of the deflection control device (5; 205) is substantially maintained, specifically with a deviation of at most 1.5°, during an adjustment of the bearing blocks (7; 107; 207) by a correction device (15; 115; 215) which has a guide element (17; 117; 217) which can be displaced along a guide track (16; 116; 216).
     
    2. Calender according to Claim 1, characterized in that the guide track (16; 116; 216) is fitted to the stand (12; 112; 212) and the guide element (17; 117; 217) can be moved with the bearing block (7; 107; 207).
     
    3. Calender according to Claim 1 or 2, characterized in that the bearing block (7; 107) is connected to the pivoting lever (11; 111) in an articulated manner and bears the guide element (17; 117).
     
    4. Calender according to Claim 1 or 2, characterized in that the bearing block (207) is firmly connected to the pivoting lever (211), in that the support (206) can be rotated in the bearing block (207), at least by a limited angle, and in that a correction lever (218) which bears the guide element (217) is firmly connected to the support (206).
     
    5. Calender according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the guide track (216) is bounded on both sides.
     
    6. Calender according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the guide track (16; 116) is formed by a contact surface, against which the guide element (17, 117) is held by pressure means.
     
    7. Calender according to Claim 6, characterized in that the pressure means are formed by the forces (F2) of the loading device (9) acting on the bearing blocks (7; 107) outside the mid-plane (E) of the bottom roll (2).
     
    8. Calender according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the guide track (16; 116; 216) runs rectilinearly and forms a small angle of 10° to 15° with the mid-plane (E) of the roll stack (1).
     
    9. Calender according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the guide element (17; 117; 217) is a running roller.
     


    Revendications

    1. Calandre comprenant un montant (12 ; 112 ; 212) et un empilage de cylindres (1), dont le cylindre du dessous (2 ; 102 ; 202) est un cylindre à ajustement en flexion dont un bandage (4 ; 104 ; 204) est en appui, par l'intermédiaire d'un dispositif de réglage de flexion (5 ; 205) travaillant dans la direction du plan médian (E) de l'empilage de cylindres (1), sur un support (6 ; 106 ; 206) assuré en rotation qui est maintenu, à ses deux extrémités, dans des blocs-paliers (7 ; 107 ; 207) ajustables par des dispositifs applicateurs de charge, caractérisée en ce que chaque bloc-palier (7 ; 107 ; 207) est raccordé à un seul levier pivotant (11 ; 111 ; 211) monté avec une aptitude de rotation sur le montant (12 ; 112 ; 212), et en ce que la direction effective du dispositif de réglage de flexion (5 ; 205) est substantiellement maintenue, à savoir avec un écart de 1,5° maximum, lors d'un ajustage des blocs paliers (7 ; 107 ; 207) par un dispositif correcteur (15 ; 115 ; 215) présentant un élément de guidage (17 ; 117 ; 217) pouvant coulisser en suivant une glissière (16 ; 116 ; 216).
     
    2. Calandre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la glissière (16 ; 116 ; 216) est mise en place sur le montant (12 ; 112 ; 212) et en ce que l'élément de guidage (17 ; 117 ; 217) est mobile avec le bloc-palier (7 ; 107 ; 207).
     
    3. Calandre selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le bloc-palier (7 ; 107) est articulé au levier pivotant (11 ; 111) et porte l'élément de guidage (17 ; 117).
     
    4. Calandre selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le bloc-palier (207) est assemblé à liaison complète au levier pivotant (211), en ce que le support (206) peut tourner dans le bloc-palier (207), au moins d'un angle limité, et en ce qu'un levier de correction (218) portant l'élément de guidage (217) est assemblé à liaison complète au support (206).
     
    5. Calandre selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la glissière (216) présente une délimitation bilatérale.
     
    6. Calandre selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la glissière (16 ; 116) est formée par une surface de butée contre laquelle l'élément de guidage (17 ; 117) est maintenu par des moyens de pression.
     
    7. Calandre selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens de pression consistent en ce que les efforts (F2) du dispositif applicateur de charge (9) agissent au niveau des blocs-paliers (7 ; 107) à l'extérieur du plan médian (E) du cylindre du dessous (2).
     
    8. Calandre selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la glissière (16 ; 116 ; 216) est linéaire et décrit un petit angle de 10° à 15° avec le plan médian (E) de l'empilage de cylindres (1).
     
    9. Calandre selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'élément de guidage (17 ; 117 ; 217) est un galet de roulement.
     




    Zeichnung