[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/mm
2.
[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.
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).