[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Glätten einer Materialbahn, insbesondere
einer Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einer Glättzone, durch die die Materialbahn
hindurchgeführt ist.
[0002] Bei einem aus der EP 0 361 402 A1 bekannten Kalander dieser Art sind die Glättzonen
jeweils zwischen einer beheizten Hartgußwalze und einem mit einem weichen oder elastischen
Bezug versehenen Endlosband gebildet. Ein jeweiliger Glättvorgang erfolgt somit stets
auf der der jeweiligen Hartgußwalze zugewandten Seite der Materialbahn. Demzufolge
muß jeweils eine relativ schwere, lange Aufheiz- und Abkühlzeiten mit sich bringende
beheizte Hartgußwalze eingesetzt werden, die zudem in der Regel nur mit schwerem Gerät
handhabbar ist. Dieser bekannte Kalander ist im Aufbau relativ aufwendig und kompliziert.
Ein eventuell erforderlicher Austausch der schweren und zudem zu beheizenden Walzen
ist mit einem beträchtlichen Aufwand verbunden. Die Verwendung einer beheizten Hartgußwalze
mit entsprechenden Lagerungen bringt somit in der Praxis eine Reihe von Nachteilen
mit sich, die u.a. auf deren großen Masse, den langen Aufheiz- bzw. Abkühlzeiten und
insbesondere auch dem Umstand beruhen, daß ein entsprechendes Handling nur mit schwerem
Gerät möglich ist, woraus sich auch ergibt, daß der Einsatz solcher Walzen insgesamt
äußerst kostenintensiv ist. Es muß auch zumindest eine komplette Ersatzwalze bereitgestellt
werden. Einer zonalen Erwärmung steht in der Praxis bereits der beträchtliche Aufwand
entgegen, der mit den hier in der Regel erforderlichen Induktions-Segmenten zwangsläufig
verbunden wäre.
[0003] Schließlich sind für große Walzen entsprechend hohe Drücke und hohe Temperaturen
erforderlich.
[0004] Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,
bei der die zuvor genannten Nachteile beseitigt sind und die bei möglichst einfach
gehaltenem Aufbau insbesondere auch ohne schwere beheizte Hartwalzen oder dergleichen
eine optimale Behandlung der Materialbahn und insbesondere ein optimales Satinageergebnis
gewährleistet.
[0005] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zumindest eine Glättzone
zwischen einer eine weiche oder elastische Oberfläche aufweisenden Durchbiegungseinstellwalze
und einem eine harte und glatte Oberfläche aufweisenden beheizbaren Endlosband hoher
Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, das im Bereich der Glättzone über eine innerhalb
der Bandschlaufe liegende Stützfläche geführt und innenseitig mit einem Heizmedium
so beaufschlagt ist, daß einerseits dieses Endlosband erhitzt und andererseits durch
dasselbe Heizmedium zwischen der Stützfläche und dem Endlosband ein eine hydrodynamische
Schmierung bewirkender Flüssigkeitsfilm aufgebaut wird. Als Heizmedium wird vorzugsweise
ein heißes gasförmiges Medium wie insbesondere Dampf verwendet, wobei der eine hydrodynamische
Schmierung bewirkende Flüssigkeitsfilm dann zweckmäßigerweise durch das kondensierte
Heizmedium aufgebaut wird.
[0006] Aufgrund dieser Ausbildung ergibt sich ein insgesamt wesentlich vereinfachter Aufbau
ohne die bisher üblichen schweren beheizten Walzen, wobei trotz des einfacheren Aufbaus
optimale Glätte- und Glanzwerte, d.h. optimale Satinageergebnis gewährleistet sind.
Während die nicht zu heizende Durchbiegungseinstellwalze eine weiche oder elastische
Oberfläche aufweist bzw. mit einem elastischen Mantel oder einem elastischen Belag
versehen ist, besitzt das auf der anderen Seite der Materialbahn vorgesehene beheizte
Endlosband eine harte und glatte Oberfläche, so daß der gewünschte Glättvorgang auf
der Seite des beheizten Endlosbandes erfolgt. Die weiche oder elastische Oberfläche
der Durchbiegungseinstellwalze sorgt für eine gleichmäßige Verdichtung. Mit der innenseitigen
Beaufschlagung des eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Endlosbandes mit einem
heißen gasförmigen Medium wie insbesondere Dampf wird nicht nur das Endlosband erhitzt.
Gleichzeitig ist durch das kondensierte Heizmedium zwischen der Stützfläche und dem
Endlosband auch für eine hydrodynamische Schmierung gesorgt. Durch das in der Schmierspalt
eingeschleppte Kondensat wird dort nämlich ein entsprechender Flüssigkeitsfilm aufgebaut.
Der innenseitigen Beaufschlagung des Endlosbandes mit einem gasförmigen Medium bzw.
Dampf kommt somit erfindungsgemäß eine doppelte Funktion zu. Zudem ist ein eventuell
erforderlicher Austausch eines beheizbaren Endlosbandes mit minimalem Aufwand möglich.
Mit dem beheizbaren Endlosband muß im Vergleich zu den bisher üblichen beheizten Hartgußwalzen
auch nur eine relativ geringe Masse erwärmt bzw. gekühlt werden. Es ist keine Ersatzwalze
mehr, sondern lediglich noch ein Ersatzband erforderlich, wodurch die Gesamtkosten
weiter reduziert werden. Die Erwärmung kann kostengünstig insbesondere durch Dampf
oder ein anderes gasförmiges Medium erfolgen. Eine zusätzliche Schmierung ist nicht
erforderlich. Diese wird durch das Kondensat des gasförmigen Mediums bzw. Dampfes
bewirkt. Das Endlosband hoher Wärmeleitfähigkeit kann ohne weiteres sowohl insgesamt
als auch zonal beheizt werden, wobei insbesondere auch eine zonale Beheizung problemlos
und mit minimalem Aufwand möglich ist.
[0007] Die Verwendung eines beheizbaren Endlosbandes hoher Wärmeleitfähigkeit ist zwar bereits
aus der EP 0 370 185 A1 bekannt. So ist die dort beschriebene Vorrichtung mit einem
Metallband versehen. Dieses Metallband wird jedoch von außen mittels einer Induktionsheizung
beheizt. Alternativ kann ein mit Dampf oder Heißluft beaufschlagtes nicht metallisches
Band vorgesehen sein. Auch in diesem Fall wird das Band wieder von außen beheizt.
Zudem sind bei dieser bekannten Vorrichtung beide eine jeweilige Glättzone begrenzenden
Flächen beheizt, wozu auf der einen Seite insbesondere wieder eine beheizte Walze
vorgesehen ist. Anstelle dieser beheizten Walze kann auch ein beheiztes verstellbares
Stützelement verwendet werden.
[0008] Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist das beheizbare Endlosband in Bahnlaufrichtung vor der Stützfläche mit dem Heizmedium
beaufschlagt, wodurch gegebenenfalls für eine rechtzeitige Kondensation und damit
stets auch für eine zuverlässige hydrodynamische Schmierung gesorgt ist.
[0009] Mit einer über die Bahnbreite zonengesteuerten Heizvorrichtung, mittels der das beheizbare
Endlosband zonengesteuert mit dem Heizmedium beaufschlagbar ist, ist eine weitere
Optimierung der Bahnbehandlung möglich. Dabei kann die Heizeinrichtung beispielsweise
einen zonengesteuerten Dampffeuchter oder Dampfblaskasten umfassen.
[0010] Zur Unterstützung der Kondensatbildung kann die Stützfläche durch wenigstens ein
Stützelement gebildet sein, das zumindest im Bereich dieser Stützfläche gekühlt ist.
[0011] Als beheizbares Endlosband hoher Wärmeleitfähigkeit kann beispielsweise ein Metallband
vorgesehen sein.
[0012] Um auf der betreffenden Seite der Materialbahn für möglichst optimale Glätte- und/oder
Glanzwerte zu sorgen, ist die Stützfläche zweckmäßigerweise durch wenigstens ein feststehendes,
hochsteifes Stützelement gebildet. Als Stützelement kann insbesondere ein Stützschuh
oder dergleichen vorgesehen sein.
[0013] Innerhalb der Bandschlaufe des beheizbaren Endlosbandes sind vorteilhafterweise Kondensatabführmittel
vorgesehen. Diese sind vorzugsweise in Bahnlaufrichtung hinter der Stützeinrichtung
angeordnet. Sie können beispielsweise wenigstens eine Abführrinne umfassen, wobei
beispielsweise wenigstens eine Abführrinne mit zugeordneter Rakel vorgesehen sein
kann. Alternativ oder zusätzlich kann auch wenigstens eine Absaugung vorgesehen sein.
[0014] Insbesondere durch eine geeignete Schwadenabfuhr wird der Bereich innerhalb der Bahnschlaufe
zweckmäßigerweise auf Umgebungsdruck gehalten.
[0015] Das beheizbare Endlosband kann über wenigstens eine Bandleitwalze und/oder wenigstens
eine Spannwalze geführt sein.
[0016] Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zumindest
ein eine harte und glatte Oberfläche aufweisendes beheizbares Endlosband gleichzeitig
mehreren jeweils eine weiche oder elastische Oberfläche aufweisenden Durchbiegungseinstellwalzen
zugeordnet, um mit jeder dieser Durchbiegungseinstellwalzen jeweils eine entsprechende
Glättzone zu bilden.
[0017] Sind mehrere Glättzonen vorgesehen, so kann die Materialbahn in wenigstens einer
Glättzone mit einer Seite und in wenigstens einer anderen Glättzone mit ihrer anderen
Seite mit einem beheizbaren Endlosband in Kontakt stehen.
[0018] Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
- Figur 1
- eine rein schematische Darstellung einer Glättzone einer Vorrichtung zum Glätten einer
Materialbahn und
- Figur 2
- eine rein schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung
zum Glätten einer Materialbahn mit zwei jeweils mehreren Durchbiegungseinstellwalzen
zugeordneten beheizbaren Endlosbändern.
[0019] Figur 1 zeigt in rein schematischer Darstellung eine Glättzone 10 einer Vorrichtung
12 zum Glätten einer Materialbahn 14, bei der es sich insbesondere um eine Papier-
oder Kartonbahn handeln kann.
[0020] Die Glättzone 10 ist zwischen einer einen elastischen Mantel oder elastischen Belag
aufweisenden Durchbiegungseinstellwalze 16 und einem eine harte und glatte Oberfläche
aufweisenden umlaufenden beheizbaren Endlosband 18 hoher Wärmeleitfähigkeit wie insbesondere
einem Metallband gebildet.
[0021] Im Bereich der Glättzone 10 ist das beheizbare Endlosband 18 über eine innerhalb
der Bandschlaufe liegende Stützfläche 20 eines feststehenden, hochsteifen Stützelements
22 geführt, das im vorliegenden Fall unmittelbar oberhalb der Durchbiegungsausgleichswalze
16 angeordnet und in seinem unteren, die Stützfläche 20 aufweisenden Bereich schuhartig
ausgebildet ist.
[0022] Außerhalb des Bereichs des allgemein vertikal ausgerichteten Stützelements 22 ist
das beheizbare Endlosband über mehrere Bandleitwalzen 24 und eine Spannwalze 26 geführt.
[0023] Innerhalb der durch das heizbare Endlosband 18 gebildeten Bandschlaufe ist eine Heizeinrichtung
28 angeordnet, mittels der die Innenseite des umlaufenden beheizbaren Endlosbandes
18 mit einem heißen gasförmigen Medium wie insbesondere Dampf so beaufschlagbar ist,
daß einerseits dieses Endlosband 18 erhitzt und andererseits durch das kondensierte
Heizmedium zwischen der Stützfläche 20 und dem Endlosband 18 ein eine hydrodynamische
Schmierung bewirkender Flüssigkeitsfilm 30 aufgebaut wird.
[0024] Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, ist die Heizeinrichtung 28 in Bahnlaufrichtung
L vor der Stützfläche 20 angeordnet. Im vorliegenden Fall ist sie zwischen einer linken
unteren Bahnleitwalze 24 und dem schuhartigen unteren Abschnitt des Stützelements
22 vorgesehen.
[0025] Als Heizvorrichtung 28 ist im vorliegenden Fall ein über die Bahnbreite zonengesteuerter
Dampffeuchter oder Dampfblaskasten 32 vorgesehen, mittels dem das beheizbare Endlosband
18 zonengesteuert mit dem heißen gasförmigen Medium bzw. Dampf beaufschlagbar ist.
Grundsätzlich ist auch die Verwendung irgendeiner anderen sektionalen Einspritzvorrichtung
für ein erwärmtes Fluid denkbar.
[0026] Zur Unterstützung der Kondensatbildung kann das Stützelement 22 zumindest im Bereich
der Stützfläche 20 gekühlt sein.
[0027] Innerhalb der Bandschlaufe des beheizbaren Endlosbandes 18 sind Kondensatabführmittel
32 vorgesehen, die im vorliegenden Fall in Bahnlaufrichtung L hinter der Stützfläche
20 vorgesehen sind. Diese Kondensatabführmittel 32 können beispielsweise wenigstens
eine Abführrinne, beispielsweise mit zugeordneter Rakel, und/oder wenigstens eine
Absaugung umfassen. Im vorliegenden Fall ist der Bereich innerhalb der Bandschlaufe
durch eine geeignete Schwadenabfuhr auf Umgebungsdruck gehalten.
[0028] In der Figur 2 ist in rein schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer Glättvorrichtung
mit zwei jeweils eine harte und glatte Oberfläche aufweisenden beheizbaren Endlosbändern
18 hoher Wärmeleitfähigkeit gezeigt, die jeweils gleichzeitig drei einen elastischen
Mantel oder elastischen Belag aufweisenden Durchbiegungseinstellwalzen 16 zugeordnet
sind, um mit jeder dieser Durchbiegungseinstellwalzen 16 jeweils eine entsprechende
Glättzone 10 zu bilden. Dabei ist jedes der beiden beheizbaren Endlosbänder 18 im
Bereich jeder Glättzone 10 innenseitig wieder durch jeweils wenigstens ein Stützelement
22 abgestützt, vor dem jeweils auch wieder eine Heizeinrichtung 28 angeordnet ist,
um das betreffende beheizbare Endlosband 18 so mit einem heißen gasförmigen Medium
bzw. Dampf zu beaufschlagen, daß im Bereich der jeweiligen Glättzone 10 einerseits
das betreffende Endlosband 18 erhitzt und andererseits durch das kondensierte Heizmedium
zwischen der betreffenden Stützfläche 20 und dem Endlosband 18 ein eine hydrodynamische
Schmierung bewirkender Flüssigkeitsfilm 30 aufgebaut wird. Innerhalb der Bandschlaufen
können auch wieder Kondensatabführmittel 32 (vgl. Figur 1) oder dergleichen vorgesehen
sein.
[0029] Wie anhand der Figur 2 zu erkennen ist, sind jeweils drei Glättzonen 10 vertikal
übereinander angeordnet und die beiden jeweils drei Glättzonen 10 umfassenden Zonengruppen
horizontal nebeneinander vorgesehen. Dabei ist ein beheizbares Endlosband 18 der linken
Gruppe von Glättzonen 10 und das andere beheizbare Endlosband 18 der anderen Gruppe
von Glättzonen 10 zugeordnet, wobei die Materialbahn 14 in den ersten drei Glättzonen
10 mit einer Seite und in den letzten drei Glättzonen 10 mit ihrer anderen Seite mit
dem jeweiligen beheizbaren Endlosband 18 in Kontakt steht.
[0030] Wie anhand der Figur 2 zu erkennen ist, ist die Materialbahn 14 im vorliegenden Fall
zunächst um eine linke untere Bahnleitwalze 34, anschließend allgemein nach oben durch
die ersten drei Glättzonen 10, anschließend über zwei obere Bahnleitwalzen 36, anschließend
allgemein nach unten durch die drei letzten Glättzonen 10 und anschließend über eine
untere rechte Bahnleitwalze 38 geführt. Die beiden beheizbaren umlaufenden Endlosbänder
18 sind jeweils wieder über Bahnleitwalzen 24 und wenigstens eine Spannwalze geführt.
[0031] Auch im vorliegenden Fall ist über die Heizeinrichtungen 28 jeweils wieder eine sektional
steuer- und/oder regelbare Wärmezufuhr möglich. Auch im vorliegenden Fall können die
Heizeinrichtungen 28 beispielsweise wieder durch interne Dampfblaskästen gebildet
sein. Die Stützflächen 20 der innerhalb der Bandschlaufen vorgesehenen Stützelemente
22 werden wieder hydrodynamisch durch das Kondensat des betreffenden gasförmigen Mediums
bzw. Dampfes geschmiert. Der gewünschte Glättungsvorgang erfolgt jeweils auf der Seite
des betreffenden, jeweils eine harte und glatte Oberfläche aufweisenden beheizten
Endlosbandes 18, wobei die Materialbahn 14 im vorliegenden Fall beidseitig geglättet
wird.
Bezugszeichenliste
[0032]
- 10
- Glättzone
- 12
- Glättvorrichtung
- 14
- Materialbahn
- 16
- Durchbiegungseinstellwalze
- 18
- beheizbares Endlosband
- 20
- Stützfläche
- 22
- Stützelement
- 24
- Bandleitwalze
- 26
- Spannwalze
- 28
- Heizeinrichtung
- 30
- Flüssigkeitsfilm
- 32
- Kondensatabführmittel
- 34
- Bahnleitwalze
- 36
- Bahnleitwalze
- 38
- Bahnleitwalze
- L
- Bahnlaufrichtung
1. Vorrichtung (12) zum Glätten einer Materialbahn (14), insbesondere einer Papier- oder
Kartonbahn, mit wenigstens einer Glättzone (10), durch die die Materialbahn (14) hindurchgeführt
ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eine Glättzone (10) zwischen einer eine weiche oder elastische Oberfläche
aufweisenden Durchbiegungseinstellwalze (16) und einem eine harte und glatte Oberfläche
aufweisenden beheizbaren Endlosband (18) hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, das
im Bereich der Glättzone (10) über eine innerhalb der Bandschlaufe liegende Stützfläche
(20) geführt und innenseitig mit einem Heizmedium so beaufschlagt ist, daß einerseits
dieses Endlosband (18) erhitzt und andererseits durch dasselbe Heizmedium zwischen
der Stützfläche (20) und dem Endlosband (18) ein eine hydrodynamische Schmierung bewirkender
Flüssigkeitsfilm (30) aufgebaut wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das beheizbare Endlosband innenseitig mit einem heißen gasförmigen Medium wie
insbesondere Dampf beaufschlagt ist und der eine hydrodynamische Schmierung bewirkende
Flüssigkeitsfilm (30) durch das kondensierte Heizmedium aufgebaut wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das beheizbare Endlosband (18) in Bahnlaufrichtung (L) vor der Stützfläche (20)
mit dem Heizmedium beaufschlagt ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine über die Bahnbreite zonengesteuerte Heizvorrichtung (28) vorgesehen ist,
mittels der das beheizbare Endlosband (18) zonengesteuert mit dem Heizmedium beaufschlagbar
ist, wobei Heizeinrichtung (28) einen zonengesteuerten Dampffeuchter oder Dampfblaskasten
umfaßt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützfläche (20) durch wenigstens ein Stützelement (22) gebildet ist, das
zumindest im Bereich dieser Stützfläche (20) gekühlt ist, um die Kondensatbildung
zu unterstützen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das beheizbare Endlosband (18) durch ein Metallband gebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stützfläche (20) durch wenigstens ein feststehendes, hochsteifes Stützelement
(22) und insbesondere durch wenigstens ein schuhartiges Stützelement (22) gebildet
ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb der Bandschlaufe des beheizbaren Endlosbandes (18) Kondensatabführmittel
(32) vorgesehen sind, und zwar vorzugsweise in Bahnlaufrichtung (L) hinter der Stützfläche
(20), wobei insbesondere die Kondensatabführmittel (32) wenigstens eine Abführrinne
umfassen und vorzugsweise wenigstens eine Abführrinne mit zugeordneter Rakel vorgesehen
ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kondensatabführmittel (32) wenigstens eine Absaugung umfassen.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Bereich innerhalb der Bandschlaufe auf Umgebungsdruck gehalten ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das beheizbare Endlosband (18) über wenigstens eine Bandleitwalze (24) und/oder
wenigstens eine Spannwalze (26) geführt ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein eine harte und glatte Oberfläche aufweisendes beheizbares Endlosband
(18) gleichzeitig mehreren jeweils eine weiche oder elastische Oberfläche aufweisenden
Durchbiegungseinstellwalzen (16) zugeordnet ist, um mit jeder dieser Durchbiegungseinstellwalzen
(16) jeweils eine entsprechende Glättzone (10) zu bilden.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Glättzonen (10) vorgesehen sind und daß die Materialbahn (14) in wenigstens
einer Glättzone (10) mit einer Seite und in wenigstens einer anderen Glättzone (10)
mit ihrer anderen Seite mit einem beheizbaren Endlosband (18) in Kontakt steht.