Kalander

Abstract

 Kalander zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn (1) mit mindestens einem Langnip (2) zwischen zwei Pressflächen (3, 4) und mindestens einer Heizeinrichtung (5) zum Erwärmen der Papier- oder Kartonbahn (1) für ein Glätten unter Anwendung von Druck und Temperatur, wobei mindestens eine Pressfläche (3) gebildet wird von einem Druckschuh (6) mit einem umlaufenden Endlosband (7), das im Bereich des Langnips (2) auf dem innerhalb der Bandschlaufe angeordneten Druckschuh (6) sich abstützt, wobei das Endlosband (7) ein Grundband aufweist, das mit einer weichen äußeren Beschichtung versehen ist, deren Materialstärke im Bereich von 0,1 - 2 mm liegt bei einer Oberflächenhärte von 60 - 98 Shore D, und die Beschichtung des Endlosbandes (7) vor dem Langnip (2) aufheizbar ist zur Bildung einer warmen Außenhaut des Endlosbandes (7).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kalander nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Aus EP 0 967 324 ist eine Vorrichtung zum Glätten einer Materialbahn wie insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn bekannt, die wenigstens eine Glättzone aufweist, durch die die Materialbahn hindurchgeführt wird. Zumindest eine Glättzone ist zwischen einer eine weiche oder elastische Oberfläche aufweisenden Durchbiegungseinstellwalze und einem eine harte und glatte Oberfläche aufweisenden Endlosband hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet, das im Bereich der Glättzone über eine innerhalb der Bandschlaufe liegenden Stützfläche geführt ist. Innenseitig ist die Bandschlaufe mit einem Heizmedium beaufschlagbar, so dass dieses Endlosband erhitzt wird. Nachteilig ist der hohe Energieaufwand für die Beheizung der Bandschlaufe. Die weiche Gegenwalze bedarf zudem wiederholter Wartungsarbeiten durch Abschleifen des weichen Bezuges zur Entfernung von im Betrieb eingeprägter Markierungen.

[0003] Aus DE 101 57 687 A1 ist ein Kalander zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn bekannt, die einen Nip aufweist, der zwischen einer beheizbaren Walze und einem umlaufenden Mantel gebildet ist. Der Mantel wird unter der Wirkung eines Stützelements über einen vorbestimmten Umfangsbereich an die Walze angedrückt. Um die Bahn besser zu glätten, ist ein zusätzliches beheiztes Band durch den Nip geführt. Es wird also ein beheiztes Band zwischen der Bahn und dem Mantel durch den Nip geführt. Der Energieaufwand ist auch hier hoch.

[0004] Aus DE 39 20 204 C2 ist eine Vorrichtung zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn bekannt, die eine Glättzone zwischen zwei zueinander weisenden Flächen bildet. Die Flächen verlaufen zueinander parallel, sind beheizbar und zueinander einstellbar, so dass die Bahn einem definierten Pressdruck ausgesetzt werden kann. Eine Fläche ist dabei vorzugsweise ein Mantel einer Walze. Die andere Fläche wird mittels eines endlosen, flexiblen Bandes gebildet. Das Band ist in Richtung zu dem Walzenmantel mittels eines anpressbaren Stützelementes abgestützt. Dieses weist eine zum Band konkave Abstützfläche auf, die zu dem Radius des Walzenmantels komplementär ausgebildet ist. Anstelle des Mantels der Walze kann auch ein flexibles Band verwendet werden, das auf bekannte Weise über Rollwalzen geführt und in der Glättzone zu einer konvexen Form mittels eines Stützelements geformt wird. Bei Verwendung eines Metallbandes hat dieses den Vorteil einer guten Beheizbarkeit, beispielsweise mittels Induktionsheizung. Eine Beheizung mit Dampf oder Heißluft kommt zur Anwendung, wenn es sich um ein Nichtmetall-Band handelt. Eine weitere Ausführungsform sieht endlose, flexible Bänder vor, die die beiden Flächen bilden. Sie sind zueinander auf bekannte Weise definiert anpressbar. Um die Bahn besser zu glätten, ist wiederum ein hoher Energieaufwand erforderlich.

[0005] Aus AT 502 000 B1 ist ferner ein Band für eine Verarbeitungsvorrichtung bekannt, die für die Behandlung einer Faserbahn gedacht ist. Die Verarbeitungsvorrichtung weist einen Bandlauf auf, der so ausgebildet ist, dass er um wenigstens ein Führungselement läuft, und wobei außerhalb dieses Bandlaufes wengistens ein Gegenelement vorgesehen ist, das eine Kontaktfläche zu dem Band schafft, so dass zwischen dem Band und dem Gegenelement eine Bahnverarbeitungszone besteht, durch die die zu behandelnde Bahn hindurchläuft. Für eine verbesserte Bandlösung ist vorgesehen, dass das Band einen Schichtaufbau mit einer äußeren Metallschicht aufweist, die für den Kontakt mit einer zu behandelnden Faserbahn gedacht ist, und wenigstens einer Rückenschicht, die mit der Innenfläche der Metallschicht verbunden ist. Die äußere Metallschicht besitzt eine Dicke innerhalb eines Bereiches von etwa 0,1 - etwa 0,3 mm. Die dünne Metallschicht ermöglicht, die Wärme rasch vom Band auf die Materialbahn zu übertragen. Das Erwärmen der Metallschicht des Bandes und eine rasche Übertragung von dort auf die Bahn kann gefördert werden, wenn man die Rückenschicht aus einem Wärme isolierenden oder schlecht leitenden Material herstellt. In diesem Falle wird die Wärme von der Metallschicht nur gegen die Bahn hin übertragen und gleichzeitig kühlt die Metallschicht rasch ab. Nachteilig ist aber, dass die Wärmespeicherkapazität eines solchen dünnen Metallbandes gering ist. Es besteht deshalb die Gefahr, dass die übertragene Wärmemenge im Langnip variiert und dadurch die Bahn ungleichmäßig geglättet wird.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kalander zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn mit mindestens einem Langnip der genannten Art zu schaffen, der die Bahn besser glättet.

[0007] Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0008] Hierdurch wird ein Kalander zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn mit mindestens einem Langnip geschaffen, der eine Soft-Glättung in einem Langnip realisiert und dabei wenig Energieaufwendung erfordert, weil nur die Außenhaut des Endlosbandes aufgeheizt werden braucht. Die Wärmespeicherkapazität der weichen Außenhaut ist auch bei einer dünnen Schicht gut.

[0009] Eine Wärmeübertragung von der warmen Außenhaut auf die Papier- oder Kartonbahn kann durch Wärmeleitung auf einer Verweilstrecke vor dem Langnip erfolgen.

[0010] Dabei kann für einen zusätzlichen Wärmeeintrag eine Beheizung im Langnip vorgesehen sein.

[0011] Bevorzugt ist, dass die äußere Beschichtung eine Oberflächengüte aufweist, die für die Glättung vorteilhaft ist. Dabei ist ferner bevorzugt, dass der Elastizitätsmodul der äußeren Beschichtung geringer ist als der des Grundbandes, damit Druck und Temperatur im Langnip gleichmäßig übertragen werden.

[0012] Vorzugsweise ist die äußere Beschichtung berührungslos aufheizbar. Besonders bevorzugt ist die Aufheizung mittels Mikrowellen. Vorzugsweise erfolgt der Energieeintrag dabei über die äußere Beschichtung und nicht über das Material des Grundbandes. Die äußere Beschichtung besteht dann vorzugsweise aus einem Material mit einem möglichst hohen dielektrischen Verlustfaktor, um die Erhitzung mit Mikrowellen auf die Beschichtung zu beschränken. Vorzugsweise ist die äußere Beschichtung aus PTFE, Silikon oder PU-Harz hergestellt. Durch Materialzusätze ist deren dielektrische Konstante beeinflussbar. Für das Grundband kann als Material Metall vorgesehen sein, das durch Mikrowellen nicht beheizbar ist.

[0013] Der Langnip kann begrenzt werden durch einen Druckschuh mit umlaufendem Endlosband in Verbindung mit einer Gegenwalze als Gegenelement oder in Verbindung mit einem zweiten Druckschuh innerhalb einer Bandschlaufe. Die Bandschlaufe kann entsprechend dem Endlosband ausgebildet sein. Das Gegenelement kann beheizbar sein, um zusätzlich Wärmeenergie auf die Papier- oder Kartonbahn vor und/oder im Langnip zu übertragen. Dadurch kann die Bahn beidseitig beheizt den Langnip durchlaufen, wodurch eine beidseitige Glättung möglich ist.

[0014] Der oder die Druckschuhe können für die Einstellung eines Druckprofils im Nip ausgebildet sein.

[0015] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0016] Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kalanders,

Fig. 2 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kalanders.

[0017] Die Erfindung betrifft einen Kalander zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn 1 mit mindestens einem Langnip 2 zwischen zwei Pressflächen 3, 4 und einer Heizeinrichtung 5 zum Erwärmen der Papier- oder Kartonbahn 1 für ein Glätten unter Anwendung von Druck und Temperatur.

[0018] Gemäß Fig. 1 wird die mindestens eine Pressfläche 3 gebildet von einem Druckschuh 6 mit einem umlaufenden Endlosband 7, das im Bereich des Langnips 2 auf dem innerhalb einer Bandschlaufe angeordneten Druckschuh 6 sich abstützt. Der Druckschuh kann in bekannter Weise an einem feststehenden Träger 8 angeordnet sein. Das Endlosband 7 kann angetrieben sein oder durch die laufende Bahn 1 bewegt werden. Der Druckschuh 6 besitzt in bekannter Weise eine Pressfläche 3, die konkav oder konvex gekrümmt sein kann und komplementär ausgebildet ist zu der Pressfläche 4 eines Gegenelementes 9. Eine hydrodynamische und/oder hydrostatische Schmierung des Endlosbandes 7 an der Pressfläche 3 des Druckschuhs 6 erfolgt ebenfalls in bekannter Weise.

[0019] Das Endlosband 7 ist flexibel ausgebildet und weist ein Grundband auf, das mit einer weichen äußeren Beschichtung versehen ist, deren Materialstärke im Bereich von 0,1 - 2 mm liegt bei einer Oberflächenhärte von 60 - 98 Shore D. Die Beschichtung des Endlosbandes ist vor dem Langnip 2 aufheizbar mittels der Heizeinrichtung 5 zur Bildung einer warmen Außenhaut des Endlosbandes 7.

[0020] Zur Übertragung von Wärmeenergie auf die Papier- oder Kartonbahn 1 kontaktiert die warme Außenhaut die Bahn 1 auf einer Verweilstrecke kleiner 0,7 sec. vor dem Langnip 2. Die Heizeinrichtung 5 ist dazu mit einem wählbaren Abstand vor dem Langnip 2 positioniert.

[0021] Die äußere Beschichtung weist eine Oberflächengüte von Ra 0,1 - 0,5 µm auf, und der Elastizitätsmodul der äußeren Beschichtung ist geringer als der Elastizitätsmodul des Grundbandes, wodurch die Softglättung der Bahn 1 verbessert wird. Die Druckbeständigkeit der äußeren Beschichtung liegt bei 5 - 35 N/mm².

[0022] Die äußere Beschichtung des Endlosbandes 7 wird berührungslos aufgeheizt. Die Heizeinrichtung 5 wird dazu vorzugsweise von einem Mikrowellenerzeuger gebildet, der die Beheizung mittels Mikrowellen vornimmt. Für einen Energieeintrag im Wesentlichen nur in der äußeren Beschichtung des Endlosbandes 7 besteht das Grundband des Endlosbandes 7 vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff und/oder einem Textilmaterial, insbesondere unter Verwendung metallischer Fasern. Als Textilmaterial sind Gewebe, Gewirke, Filze usw. einsetzbar.

[0023] Die äußere Beschichtung ist vorzugsweise aus PTFE (Polytetrafluorethylen), Silikon oder PU-Harz hergestellt, wobei Materialzusätze den dielektrischen Verlustfaktor erhöhen können. Auch eine innerhalb der Bahnschleife des Endlosbandes 7 angeordnete Heizung wirkt dann vorzugsweise im Wesentlichen nur auf die äußere Beschichtung, die im Langnip 2 in Kontakt tritt mit der Bahn 1. Die Heizenergie zum Aufheizen der Oberfläche der Bahn 1 wird dann im Wesentlichen nur in die äußere Beschichtung des Endlosbandes 7 eingeleitet. Die äußere Beschichtung kann beispielsweise auf das Grundband aufgeschweißt sein.

[0024] Das Endlosband 7 wird durch Umlenkwalzen 10 als Bandschlaufe umgelenkt. Die Bahn 1 wird dabei so geführt, dass diese das Endlosband 7 berührt im Bereich einer Umlenkwalze 10, die das Endlosband 7 in den Langnip 2 lenkt. Eine zusätzliche Heizung 15 kann außerhalb des Endlosbandes 7 vorgesehen sein, um die Erwärmung der äußeren Beschichtung weiter zu verbessern und/oder um zusätzlich das Grundband des Endlosbandes 7 aufzuheizen, wobei die äußere Beschichtung die Wärme zur Bahn 1 durchleitet. Die zusätzliche Heizung 15 wird vorzugsweise von Infrarotstrahlern oder von einer Induktionseinrichtung gebildet. Das Gegenelement 9 kann ferner als Thermowalze ausgebildet sein.

[0025] Die andere Pressfläche 4 wird gemäß Fig. 1 durch ein Gegenelement 9 in Form einer Gegenwalze gebildet. Die Gegenwalze kann beheizbar sein, so dass die Bahn 1 beidseitig aufgeheizt den Langnip durchlaufen kann. Ein beidseitiges Glätten in dem einen Langnip ist dadurch möglich.

[0026] Gemäß Fig. 2 kann die andere Pressfläche 4 durch einen innerhalb einer Bandschlaufe 11 liegenden Druckschuh 12 mit feststehendem Träger 13 gebildet werden. Die Bandschlaufe 11 ist als Stahlband oder entsprechend dem Endlosband 7 ausgebildet. Die Bandschlaufe 11 ist durch die Heizung 5 aufheizbar. Wie das Endlosband 7, kann die Bandschlaufe 11 zweistufig aufheizbar sein, wofür eine zusätzliche äußere Heizung 15 vorgesehen ist. Die beiden Endlosbänder 7, 11 können nach Art eines Transportbandes mit Ober- und Untertrum ausgebildet sein, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Bahn 1 wird dann auf einer Verweilstrecke vor dem Langnip 2 sandwichartig zwischen den Endlosbändern 7, 11 in den Langnip 2 geführt. Die Wärmeübertragung auf dieser Verweilstrecke vor dem Langnip 2, die vorzugsweise unter 0,7 sec. liegt, ist dadurch optimiert. Die Bahn 1 kann dann an der Oberseite und der Unterseite kurz vor dem Langnip 2 mit Wärmeenergie behandelt werden. Zur Lenkung der Bahn 1 in diese Verweilstrecke kann eine Breitstreckwalze 14 vorgesehen sein.

[0027] Die Pressflächen 3, 4 können für die Einstellung eines Druckprofils im Langspalt 2 ausgebildet sein.

Ansprüche

1. Kalander zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn (1) mit mindestens einem Langnip (2) zwischen zwei Pressflächen (3, 4) und mindestens einer Heizeinrichtung (5) zum Erwärmen der Papier- oder Kartonbahn (1) für ein Glätten unter Anwendung von Druck und Temperatur, wobei mindestens eine Pressfläche (3) gebildet wird von einem Druckschuh (6) mit einem umlaufenden Endlosband (7), das im Bereich des Langnips (2) auf dem innerhalb der Bandschlaufe angeordneten Druckschuh (6) sich abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass das Endlosband (7) ein Grundband aufweist, das mit einer weichen äußeren Beschichtung versehen ist, deren Materialstärke im Bereich von 0,1 - 2 mm liegt bei einer Oberflächenhärte von 60 - 98 Shore D, und die Beschichtung des Endlosbandes (7) vor dem Langnip (2) aufheizbar ist zur Bildung einer warmen Außenhaut des Endlosbandes (7).

2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung von Wärmeenergie die Papier- oder Kartonbahn (1) die warme Außenhaut auf einer Verweilstrecke kleiner 0,7 sec. vor dem Langnip (2) kontaktiert.

3. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Beschichtung eine Oberflächengüte von Ra 0,1 - 0,5 µm aufweist.

4. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastizitätsmodul der äußeren Beschichtung geringer ist als der Elastizitätsmodul des Grundbandes.

5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeständigkeit der äußeren Beschichtung bei 5 - 35 N/mm² liegt.

6. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Beschichtung berührungslos aufheizbar ist.

7. Kalander nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung mittels Infrarotstrahlung, Mikrowellen oder Induktion erfolgt.

8. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundband aus Metall und/oder einem Textilmaterial besteht.

9. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Beschichtung aus PTFE (Polytetrafluorethylen), Silikon oder PU-Harz gebildet ist.

10. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Pressfläche (4) durch eine Gegenwalze (9) gebildet ist.

11. Kalander nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenwalze (9) beheizbar ist.

12. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Pressfläche (4) durch ein innerhalb einer Bandschlaufe (11) liegenden Druckschuh (12) gebildet ist.

13. Kalander nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandschlaufe (11) als Stahlband oder entsprechend dem Endlosband (7) ausgebildet ist.

14. Kalander nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandschlaufe (11) beheizbar ist.

15. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Endlosband (7) und gegebenenfalls eine Bandschlaufe (11) zweistufig aufheizbar sind.

16. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressfläche(n) (3, 4) für die Einstellung eines Druckprofils ausgebildet ist (sind).

Zeichnung