Kalander

Abstract

 Es wird ein Kalander (1) angegeben mit einem Walzenstapel, der zwei Endwalzen (4, 5) und mindestens eine Zwischenwalze (6) aufweist, wobei die Endwalzen jeweils eine in Richtung auf die Zwischenwalze (6) wirkenden Durchbiegeausgleichseinrichtungen (8, 9) aufweisen.
Bei einem derartigen Kalander soll ein Mattsatinageantrieb durchgeführt werden können, ohne daß man auf walzenspezifische Anpreßdrücke festgelegt ist, die genau so groß sein müssen, daß die Durchbiegung der Zwischenwalzen kompensiert wird.
Hierzu weist mindestens eine Endwalze (4, 5) eine zusätzliche, in Richtung von der Zwischenwalze (6) weg wirkende Durchbiegeausgleichseinrichtung (14) auf und es ist eine zusätzliche, als Durchbiegeausgleichswalze ausgebildete Zusatzwalze (12) auf der der Zwischenwalze (6) abgewandten Seite dieser Endwalze (4, 5) angeordnet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kalander mit einem Walzenstapel, der zwei Endwalzen und mindestens eine Zwischenwalze aufweist, wobei die Endwalzen jeweils eine in Richtung auf die Zwischenwalze wirkenden Durchbiegeausgleichseinrichtungen aufweisen.

[0002] Derartige Kalander sind vielfach als Superkalander ausgebildet. Sie weisen eine Vielzahl von Walzen auf, in der Regel 10 oder 12, die vertikal übereinander angeordnet sind. Die Endwalzen sind hierbei in der obersten und der untersten Position angeordnet. Sie werden dementsprechend auch als Oberwalze bzw. als Unterwalze bezeichnet.

[0003] Derartige Kalander dienen beispielsweise zum Satinieren einer Papierbahn, d.h. die Papierbahn wird durch die Spalte zwischen benachbarten Walzen geleitet. Durch geeignete Mittel werden die Walzen unter Druck aneinandergelegt. Die Papierbahn wird durch diese Behandlung einerseits verdichtet und erhält andererseits eine verbesserte Oberflächenqualität, beispielsweise einen höheren Glanz oder eine bessere Glätte. Zum Anpressen wird entweder eine der beiden Endwalzen festgelegt und die andere Walze durch Anpreßmittel, beispielsweise Hydraulikzylinder, in Richtung auf die erstgenannte Endwalze gepreßt. Oder die Oberwalze und die Unterwalze weisen gegeneinander wirkende Druckmittel auf. Die sich dabei ergebenden Durchbiegungen können durch die Durchbiegeausgleichseinrichtungen kompensiert werden, so daß alle Walzenspalte einen geradlinigen Verlauf annehmen.

[0004] Der Papierproduzent möchte nun vielfach auch eine Mattsatinage durchführen können. Ein hierfür gut geeigneter Softkalander steht oft aus Kosten- oder Platzgründen nicht zur Verfügung, so daß der Superkalander diese Funktion zusätzlich wahrnehmen muß.

[0005] Hierzu wird eine der in vertikal verschiebbaren Supporten gelagerten Walzen, in der Regel eine der Zwischenwalzen, im Walzenstapel durch ein geeignetes mechanisches Arretierungsmittel in ihrer Position befestigt. Alle unter ihr liegenden vertikal beweglichen Walzen einschließlich der als Durchbiegeausgleichswalze ausgebildeten Unterwalze werden durch den Hydraulikzylinder gegen die arretierte Walze nach oben gedrückt. Die Durchbiegung der Walzen wird wiederum durch die Durchbiegeausgleichseinrichtung der Unterwalze kompensiert.

[0006] Dieses Vorgehen hat einige Nachteile: Vielfach kann man nicht die unmittelbar über der Unterwalze liegende Walze arretieren, so daß mehrere, nicht direkt am Satinageprozeß beteiligte Walzen angetrieben werden müssen und entsprechend verschleißen. Schwerwiegender ist allerdings der Nachteil, daß der Satinagedruck praktisch nicht veränderbar ist. Er kann nur so groß sein, daß die Durchbiegung der einzelnen Walzen korrigiert wird. Mit anderen Worten kann die Anpreßkraft der nun arbeitenden Walzen nur so groß sein, wie es die Kompensation der Eigenlastdurchbiegung der arretieren Mittelwalze gestattet. Die Anpreßkraft ist also durch das Gewicht und die Breite sowie die Steifigkeit der arretierten Mittelwalzen festgelegt. Eine Veränderung der Anpreßkraft im arbeitenden Walzenspalt kann nicht vorgenommen werden, weil dies zu einer Asymmetrie des auf die Waltenbreite gemessenen Anpreßdrucks und mithin zu einer Walzgutentstellung führen würde. Wenn der Anpreßdruck zu groß wird, biegt sich die arretierte Walze nach oben durch. Wird er hingegen zu klein gewählt, biegt sie sich nach unten durch.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mattsatinagebetrieb mit Hilfe eines derartigen Kalanders durchführen zu können, ohne auf die walzenspezifischen Anpreßdrücke festgelegt zu sein.

[0008] Diese Aufgabe wird durch einen Kalander der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens eine Endwalze eine zusätzliche, in Richtung von der Zwischenwalze weg wirkende Durchbiegeausgleichseinrichtung aufweist und daß eine zusätzliche, als Durchbiegeausgleichswalze ausgebildete Zusatzwalze auf der der Zwischenwalze abgewandten Seite dieser Endwalze angeordnet ist.

[0009] Dadurch kombiniert man einen herkömmlichen Kalander mit einem zusätzlichen Kalander, der für den Mattsatinagebetrieb geeignet ist. Hierfür wird eine Walze gemeinsam verwendet, nämlich die bislang als Endwalze des einen Kalanders dienende Durchbiegeausgleichswalze. Es ist also praktisch kein zusätzlicher Bauraum notwendig, wenn man von einer geringfügigen Vergrößerung der Höhe des neuen Kalanders absieht. Auch die zusätzlich aufzubringenden Kosten halten sich in Grenzen, weil keine zusätzliche Stuhlung notwendig ist. Der zusätzliche Aufwand beinhaltet zwar, daß man die betreffende Endwalze mit einer zweiten Durchbiegeausgleichseinrichtung versieht und eine zusätzliche Durchbiegeausgleichswalze einbaut. Anders ausgedrückt, läßt sich dieser Sachverhalt auch dadurch beschreiben, daß man die als Durchbiegeeinstellwalze ausgebildete Endwalze um eine Position verschiebt und eine zweiseitig wirkende Durchbiegeeinstellwalze einbaut. Da man aber mit dem neuen Kalander den Mattsatinagebetrieb praktisch ohne Festlegung auf Drücke durchführen kann, die von der oder den Walzen bestimmt werden, kann man diesen Aufwand hinnehmen.

[0010] Die Anpreßdrücke können nun nämlich in weiten Bereichen verstellt werden. Man kann sowohl mit relativ niedrigen Drücken fahren, weil die Durchbiegeausgleichseinrichtungen der Endwalze und der Zusatzwalze auf jeden Fall zusammenwirken können und dafür sorgen, daß der Walzenspalt gerade bleibt. Wenn man mit einem Druck fahren möchte, der über die zur Kompensierung der Eigendurchbiegung notwendigen Drücke hinausgeht, dann arbeiteten die gegeneinander wirkenden Durchbiegeausgleichseinrichtungen von Endwalze und Zusatzwalze zusammen. Wenn man mit einem geringeren Druck arbeiten möchte, dann verwendet man von der Endwalze die Durchbiegeausgleichseinrichtung, die in Richtung auf die Zwischenwalze oder die Zwischenwalzen wirkt. Dies führt zu einer Druckentlastung des Walzenspalts zur Zusatzwalze hin.

[0011] In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Zusatzwalze und die zugehörige Endwalze eine gemeinsame Lagereinrichtung am Maschinengestell aufweisen. Das Maschinengestell kann beispielsweise die Stuhlung des Kalanders oder der Kalanderständer sein. Durch diese Ausgestaltung wird das Betriebsverhalten des Kalanders ansonsten nur unwesentlich geändert. Insbesondere beim Einbau der Zusatzwalze im Bereich der Unterwalze hat diese Ausgestaltung sogar Vorteile, weil dadurch die Unterwalze mit einem zusätzlichen Gewicht versehen wird, das das Absenken dieser Unterwalze beschleunigt, wenn die Walzen des Kalanders getrennt werden müssen.

[0012] Vorzugsweise ist mindestens eine der Walzen auf der Lagereinrichtung gegenüber der anderen Walze verlagerbar. Hierdurch läßt sich der Walzenspalt zwischen den beiden Walzen öffnen, so daß die Zusatzwalze tatsächlich nur dann betrieben wird, wenn der Mattsatinagebetrieb durchgeführt wird.

[0013] Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Zusatzwalze einen Träger aufweist, der über einen Hydraulikzylinder an der Lagereinrichtung abgestützt ist. Durch diese Ausbildung hat man zwei Vorteile. Zum einen ist die Endwalze fest an der Lagereinrichtung angeordnet, so daß man bei der Walzensteuerung gegenüber einem herkömmlichen Kalander praktisch keine Änderungen durchführen muß. Zum anderen ist die Zusatzwalze insgesamt verschiebbar, also nicht nur ihr Mantel. Dies vereinfacht den Aufbau.

[0014] Vorzugsweise weist mindestens eine der Walzen des Walzenpaares aus Zusatzwalze und Endwalze einen eigenen Drehantrieb auf. Der Mattsatinagebetrieb kann dann ohne Fremdantriebe durchgeführt werden.

[0015] Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Drehantrieb an der Lagereinrichtung angeordnet und mit der ortsfest auf der Lagereinrichtung angeordneten Walze verbunden ist. Man kann dann eine starre Verbindung zwischen dem Drehantrieb und der Walze vorsehen, weil sich die Positionen von Walze und Drehantrieb relativ zueinander nicht ändern.

[0016] Vorteilhafterweise ist die Lagereinrichtung am Maschinengestell beweglich angeordnet. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Zusatzwalze im Bereich der Unterwalze vorgesehen wird. Man kann dann, wenn man den Mattsatinagebetrieb durchführt, die Endwalze von den übrigen Zwischenwalzen trennen, so daß deren Verschleiß gering bleibt.

[0017] Auch ist bevorzugt, daß von dem aus Zusatzwalze und Endwalze gebildeten Walzenpaar eine Walze eine weiche und die andere Walze eine harte Oberfläche aufweist. Man kann dann mit Hilfe der Zusatzwalze einen Softkalander realisieren, der sich für die Mattsatinage an und für sich bewährt hat.

[0018] Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1

einen Kalander im Normalbetrieb,

Fig. 2

den Kalander bei der Mattsatinage,

Fig. 3

eine abgewandelte Form des Kalanders mit Zusatzwalze in oberster Position,

Fig. 4

eine Detailansicht des unteren Endes des Kalanders in der Betriebsweise nach Fig. 1 und

Fig. 5

die Detailansicht des Kalanders in der Betriebsweise nach Fig. 2.

[0019] Ein Kalander 1 weist ein Gestell 2 auf, in dem ein Walzenstapel 3 angeordnet ist. Der Walzenstapel weist eine Oberwalze 4, eine Unterwalze 5 und mehrere Zwischenwalzen 6 7 auf. Zur Bahnführung sind mehrere Leitwalzen vorgesehen. Die Oberwalze 4 und die Unterwalze 5 werden zusammenfassend auch als Endwalzen bezeichnet.

[0020] Die Oberwalze 4 und die Unterwalze 5 sind als Durchbiegeausgleichswalzen ausgebildet. Sie weisen jeweils Durchbiegeausgleichseinrichtungen 8, 9 auf, die in Richtung auf die Zwischenwalzen 6 wirken.

[0021] Die Zwischenwalzen 6 und die Unterwalze 5 sind relativ zu dem Gestell 2 beweglich. Die Oberwalze 4 ist am Gestell festgestellt. Die Zwischenwalzen sind hierzu über nicht näher dargestellte Lager am Gestell 2 befestigt. Die Unterwalze 5 ist in einer Lagereinrichtung 10 angeordnet, die mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 11 nach oben gefahren werden kann. Sobald sämtliche Walzenspalte zwischen den Zwischenwalzen 6 und der Unterwalze 5 bzw. der Oberwalze 4 geschlossen sind, kann der Hydraulikzylinder 11 auch dazu verwendet werden, den Druck in den Walzenspalten zu erhöhen. Eine Durchbiegung der Walzen 4, 5, 6 wird durch die Durchbiegeausgleichseinrichtungen 8, 9 kompensiert.

[0022] An der Lagereinrichtung 10 ist darüber hinaus eine Zusatzwalze 12 angeordnet, die ebenfalls als Durchbiegeausgleichswalze ausgebildet ist und dementsprechend eine Durchbiegeausgleichseinrichtung 13 aufweist. Diese Durchbiegeausgleichseinrichtung 13 wirkt in Richtung auf die Unterwalze 5.

[0023] Die Unterwalze 5 weist zusätzlich eine zweite Durchbiegeausgleichseinrichtung 14 auf, die in Richtung auf die Zusatzwalze 12 wirkt.

[0024] Alle Durchbiegeausgleichseinrichtungn 8, 9, 13, 14 können beispielsweise durch hydrostatisch wirkende Gleitschuhe gebildet sein, die auf einem nicht näher dargestellten Träger abgestützt sind, der die Walzen 4, 5, 12 axial durchsetzt.

[0025] Die Zusatzwalze 12 ist auf der Lagereinrichtung 10 in vertikaler Richtung verschiebbar. Sie kann also relativ zur Unterwalze 5 verschoben werden. In der in Fig. 1 dargestellten Position läßt sie einen Walzenspalt 15 zur Unterwalze 5 hin offen. Die Lagereinrichtung 10 ist aber so weit in Richtung auf die Oberwalze 4 verschoben worden, daß alle übrigen Walzenspalte geschlossen sind. Die zu behandelnde Papierbahn 16 kann dann im Normalbetrieb kalandriert werden.

[0026] Fig. 2 zeigt nun eine andere Betriebsweise, bei der alle Walzenspalte, insbesondere ein Walzenspalt 17 zwischen der Unterwalze 5 und der nächstfolgenden Zwischenwalze 6, geöffnet sind. Dafür ist der Walzenspalt 15 geschlossen, d.h. die Zusatzwalze 12 liegt unter Zwischenlage der Papierbahn 16 an der Unterwalze 5 an. Der Hydraulikzylinder 11 kann hierbei eingefahren sein. Wie im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 5 erläutert werden wird, ist an der Lagereinrichtung 10 ein eigener Hydraulikzylinder vorgesehen, der zum Verlagern der Zusatzwalze 12 auf der Lagereinrichtung dient.

[0027] In der in Fig. 2 dargestellten Betriebsweise wird die Papierbahn 16 nur durch den Walzenspalt 15 geführt. Sie wird dort matt satiniert. Zu diesem Zweck ist entweder die Unterwalze 5 oder die Zusatzwalze 12 mit einer weichen Oberfläche versehen. Die entsprechend andere Walze weist dann eine harte Oberfläche auf.

[0028] Die Drücke, die im Walzenspalt 15 herrschen, lassen sich nun in weiten Grenzen beliebig einstellen.

[0029] Einerseits kann man, wie bisher auch, einen Druck einstellen, der die Eigendurchbiegung der Unterwalze 5 kompensiert. In diesem Fall werden nur die Durchbiegeausgleichseinrichtungen 13 der Zusatzwalze 12 betätigt. Wenn man einen höheren Druck erzeugen will, wird sowohl die Durchbiegeausgleichseinrichtung 13 als auch die Durchbiegeausgleichseinrichtung 14 in Betrieb genommen. Neben der Funktion, den Walzenspalt zu begradigen, haben sie die Funktion, die notwendigen Drücke zu erzeugen.

[0030] Möchte man hingegen niedrigere Drücke erzielen, wird die Durchbiegeausgleichseinrichtung 13 und die Durchbiegeausgleichseinrichtung 9 in Betrieb genommen. Die Durchbiegeausgleichseinrichtung 9 verhindert, daß sich die Unterwalze 5 nach unten durchbiegt, wenn von der Zusatzwalze 12 nicht mehr der notwendige Gegendruck aufgebracht wird.

[0031] Fig. 3 zeigt die Möglichkeit, die Zusatzwalze 12 auch mit der Oberwalze 4 zusammenwirken zu lassen. In diesem Fall hat die Oberwalze 2 Durchbiegeausgleichseinrichtungen 8, 14, wobei letztere zwar auch von den Zwischenwalzen 6 weg wirkt, aber diesmal nach oben. In gleicher Weise wirkt die Durchbiegeausgleichseinrichtung 13 der Zusatzwalze 12 nach unten, d.h. in Richtung auf die Zwischenwalzen 6 hin.

[0032] Fig. 4 und 5 zeigen die Lagereinrichtung 10 mit der Unterwalze 5 und der Zusatzwalze 12 mit weiteren Einzelheiten.

[0033] Die Lagereinrichtung 10 weist einen Schlitten 18 auf, der am Gestell 2 vertikal verschiebbar angeordnet ist. Zum Antrieb des Schlittens 18 dient der Hydraulikzylinder 11, der in Fig. 4 unter Druck gesetzt und in Fig. 5 entlastet ist.

[0034] Auf dem Schlitten 18 ist zunächst ein Walzenträger 19 ortsfest angeordnet. Der Walzenträger 19 trägt die Unterwalze 5. Er weist zusätzlich noch einen Walzendrehantrieb 20 auf, der mit der Unterwalze 5 starr verbunden ist.

[0035] Auf dem Schlitten 18 ist zusätzlich ein weiterer Hydaulikzylinder 21 vorgesehen, der in Fig. 4 entlastet und in Fig. 5 unter Druck gesetzt ist. Auf dem Kolben dieses Hydraulikzylinders ist ein Träger 22 angeordnet, der die Zusatzwalze 12 axial durchsetzt. Auf dem Träger sind die Elemente der Durchbiegeausgleichseinrichtung 13 abgestützt. Mit Hilfe des Hydraulikzylinders 21 läßt sich der Walzenspalt 15 zwischen der Unterwalze 5 und der Zusatzwalze 12 öffnen oder schließen.

[0036] Der Hydraulikzylinder 21 kann kleiner sein als der Hydraulikzylinder 11, da er lediglich die Zusatzwalze 12 in bezug auf die Unterwalze 5 verlagern muß. Der Hydraulikzylinder 11 muß aber in der Lage sein, die Unterwalze 5 und alle Zwischenwalzen 6 anzuheben.

Ansprüche

1. Kalander mit einem Walzenstapel, der zwei Endwalzen und mindestens eine Zwischenwalze aufweist, wobei die Endwalzen jeweils eine in Richtung auf die Zwischenwalze wirkenden Durchbiegeausgleichseinrichtungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Endwalze (4, 5) eine zusätzliche, in Richtung von der Zwischenwalze (6) weg wirkende Durchbiegeausgleichseinrichtung (14) aufweist und daß eine zusätzliche, als Durchbiegeausgleichswalze ausgebildete Zusatzwalze (12) auf der der Zwischenwalze (6) abgewandten Seite dieser Endwalze (4, 5) angeordnet ist.

2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzwalze (12) und die zugehörige Endwalze (4, 5) eine gemeinsame Lagereinrichtung (10) am Maschinengestell (2) aufweisen.

3. Kalander nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Walzen (5, 12; 4, 12) auf der Lagereinrichtung (10) gegenüber der anderen Walze verlagerbar ist.

4. Kalander nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzwalze (12) einen Träger (22) aufweist, der über einen Hydraulikzylinder (21) an der Lagereinrichtung (10) abgestützt ist.

5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Walzen des Walzenpaares aus Zusatzwalze (12) und Endwalze (4, 5) einen eigenen Drehantrieb (20) aufweist.

6. Kalander nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (20) an der Lagereinrichtung (10) angeordnet und mit der ortsfest auf der Lagereinrichtung (10) angeordneten Walze (5) verbunden ist.

7. Kalander nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung (10) am Maschinengestell (2) beweglich angeordnet ist.

8. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß von dem aus Zusatzwalze (12) und Endwalze (4, 5) gebildeten Walzenpaar eine Walze eine weiche und die andere Walze eine harte Oberfläche aufweist.

Zeichnung