[0001] Die Erfindung betrifft einen Kalander für die zweiseitige Behandlung einer Warenbahn,
insbesondere einer Papierbahn, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Ein derartiger Kalander, wie er aus der EP 0 732 446 B1 bekannt ist, dient der abschließenden
Behandlung einer Papierbahn, damit diese einen gewünschten Wert der Glätte, des Glanzes,
der Dicke, des Bulk und dergleichen erhält. Der Einsatz von harten und weichen Walzen
ermöglicht die Ausbildung von weichen Nips, die eine wesentlich gleichmäßigere Verdichtung
bewirken als von jeweils zwei harten Walzen gebildete harte Nips. Nachteilig sind
jedoch die geringen Standzeiten der weichen Walzen aufgrund von schnellem Verschleiß,
wodurch der Instandhaltungsaufwand und die damit verbundenen Stillstandzeiten der
bekannten Kalander hoch sind.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kalander nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 zu schaffen, der sehr gute Glättergebnisse liefert und dabei billiger in der Anschaffung
und im Betrieb ist.
[0004] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
[0005] Hierdurch wird ein Kalander für eine zweiseitige Behandlung einer Warenbahn geschaffen,
der mit ausschließlich unterschiedlichen Walzen im Durchmesser und Gattung im Stapel
ausgestattet ist. Die bei Mehrwalzenkalandern auftretenden, eine Querstreifenbildung
auf dem Papier verursachenden Barringerscheinungen, die von sogenannten Starrkörperschwingbewegungen
des Kalanders hervorgerufen werden, werden durch die Verwendung unterschiedlicher
Walzendurchmesser vermieden. Mit nur drei Nips pro Warenbahnseite können auf diese
Weise sehr gute Glättergebnisse erzielt werden. Nur eine einzige weiche Walze im Stapel
ist für eine Doppelüberrollung vorgesehen.
[0006] Vibrationen des Walzensystems und des Walzengestells, die sich aus dem Zusammenspiel
von physikalisch technologischen Eigenschaften der Warenbahn und des Walzenstapels
ergeben, werden durch die unterschiedliche Durchmesserwahl der Walzen und die Walzengattung
in dem Walzenstapel vermieden. Die Durchmesserunterschiedlichkeit der Walzen im Stapel
wird durch eine gezielte und optimierte Wahl der Walzenanordnung erreicht. Ein vibrationsfreier
Betrieb des Kalanders macht eine Steigerung der Kalandriergeschwindigkeit und dadurch
der Produktivität möglich.
[0007] Vorteilhaft ist die Vereinfachung der Logistik, insbesondere in bezug auf die Lagerhaltung
und Lagerorganisation sowie den Walzenwechsel und die Instandhaltung der Walzensysteme.
Ein großer Vorteil liegt dabei in dem verringerten Instandhaltungsaufwand, wobei beim
Wechseln der schneller verschleißenden elastischen Walze nicht zwischen verschiedenen
elastischen Walzen unterschieden werden muß. Die Instandhaltungsarbeiten selbst als
auch die Lagerhaltung werden demnach deutlich verbessert. Daraus ergeben sich niedrige
Walzenwechselzeiten.
[0008] Schließlich erhöht sich die Wirtschaftlichkeit des Kalanders dadurch, daß die Lebensdauer
der Walzen auch in bezug auf die Erhaltung ihrer Oberflächengüte über lange Einsatzabschnitte
erzielt werden kann.
[0009] Ferner kann hier die Entkopplung der Walzenstapel zur Bearbeitung jeweils einer Warenbahnseite
in vollem Umfang zur Einstellung der Glättparameter genutzt werden. Es tritt dadurch
auch keine Störungsrückführung über die elastischen Beläge der elastischen Walzen
auf. Dies erhöht die Flexibilität des Kalanders in bezug auf technologische Effekte,
so daß der Kalander insbesondere für den Online-Betrieb geeignet ist.
[0010] Vorzugsweise sind die Walzendurchmesser der Zwischenwalzen kleiner als die Walzendurchmesser
der Außenwalzen, da der sich dadurch ergebende kleinere Arbeitsspalt zu höheren Druckspannungen
im Nip führt. Dies kann hier zugelassen werden, da alle die Oberflächenbeschaffenheit
und eine ungünstige Beanspruchung der elastischen Walzenbezüge der Zwischenwalzen
schädigenden Kräfte eliminiert werden, wobei dann auch die Anwendung der Regelung
der Antriebe der Walzen in einem Nippowermanagement das positive Ergebnis nachhaltig
unterstützt.
[0011] Die geringe Anzahl von Walzen und die Anordnung der Walzen im Walzenstapel kann weiterhin
zur Optimierung der Bahnführung eingesetzt werden, da bei Verwendung von zwei getrennten
Walzenstapeln diese derart höhenversetzbar nebeneinander angeordnet werden können,
daß die Weglänge der Warenbahn in einem Wechselspalt gegenüber bekannten Zweistapelausführungen
verkürzt ist, wodurch unerwünschte Veränderungen der Warenbahn vermieden werden.
[0012] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den
Unteransprüchen zu entnehmen.
[0013] Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der beigefügten Abbildung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch die Seitenansicht eines Kalanders gemäß der vorliegenden
Erfindung.
[0014] Fig. 1 zeigt einen Kalander 1 für die zweiseitige Behandlung einer Warenbahn, insbesondere
einer Papier- oder Textilbahn, dessen Walzenanordnung zwei Walzenstapel 2, 3 aus jeweils
vier Walzen 4, 5, 6, 7 und 8, 9, 10, 11 umfaßt, die übereinander angeordnet sind.
[0015] Der Walzenstapel 2 umfaßt eine obere Außenwalze 4, die als harte Walze ausgebildet
ist. Diese harte Walze 4 bildet einen Softnip mit einer weichen Zwischenwalze 5, wobei
die weiche Zwischenwalze 5 einen zweiten Softnip mit einer harten Zwischenwalze 6
bildet. Die harte Zwischenwalze 6 bildet ebenfalls einen zweiten Softnip, und zwar
mit einer unteren Außenwalze 7, die als weiche Walze ausgebildet ist. Die beiden Zwischenwalzen
5, 6 erfahren also eine Doppelüberrollung.
[0016] Die den Walzenstapel 2 aufbauenden Walzen 4, 5, 6, 7 besitzen alle voneinander abweichende
Walzendurchmesser. Die Walzendurchmesser der Zwischenwalzen 5, 6 sind dabei vorzugsweise
kleiner als die Walzendurchmesser der Außenwalzen 4, 7, wobei der Walzendurchmesser
der harten Zwischenwalze 6 vorzugsweise kleiner ist als der Walzendurchmesser der
weichen Zwischenwalze 5.
[0017] Die Walzendurchmesser der Außenwalzen 4, 7 können derart gewählt werden, daß entweder
die obere oder die untere Außenwalze einen größeren Walzendurchmesser aufweisen. Gemäß
Fig. 1 ist der Walzendurchmesser der weichen Außenwalze 7 größer als der Walzendurchmesser
der harten Außenwalze 4. Die Unterschiede in den Walzendurchmessern sind wählbar,
wobei vorzugsweise der Unterschied zwischen den Walzendurchmessern der Außenwalzen
4, 7 und der Zwischenwalzen 5, 6 größer ist als der Unterschied zwischen den Außenwalzen
4, 7 oder den Zwischenwalzen 5, 6.
[0018] Zwischen den Walzen 4, 5, 6, 7 des Walzenstapels 2 werden Arbeitsspalte gebildet,
die als Softnips ausgebildet sind, da sie jeweils zwischen einer harten Walze 4, 6
und einer weichen Walze 5, 7 ausgebildet sind. Die Arbeitsspalte durchläuft eine Warenbahn
12 in einer Durchlaufrichtung D.
[0019] Die Walzen 4, 5, 6, 7 des Walzenstapels 2 sind mindestens von einem Ende her belastbar.
Zum Schließen des Walzenstapels 2 ist ein Hydraulikzylinder 13 vorgesehen, der auch
zur Belastung des Walzenstapels 2 verwendet werden kann. Der Walzenstapel 2 dient
zum Glätten einer ersten Seite der Warenbahn 12, wobei die Seite geglättet wird, die
die jeweils harte Walze 4, 7 kontaktiert.
[0020] Zum Glätten einer zweiten Seite der Warenbahn 12 ist ein zweiter Walzenstapel 3 vorgesehen,
der die gleichen Walzen 8, 9, 10, 11 des ersten Stapels 2 in umgekehrter Reihenfolge
bezogen auf die Durchlaufrichtung der Warenbahn aufweist, d.h. die obere Außenwalze
4 ist in dem zweiten Walzenstapel 3 als untere Außenwalze 11 angeordnet, während die
untere Außenwalze 7 des ersten Stapels 2 als obere Außenwalze 8 des zweiten Walzenstapels
3 angeordnet ist. Die Zwischenwalzen 9, 10 des zweiten Walzenstapels 3 sind identisch
zu den Zwischenwalzen 5, 6 des ersten Walzenstapels 2 und haben lediglich ihre Positionen
vertauscht.
[0021] Wie bei dem ersten Walzenstapel 2 durchläuft die Warenbahn 12 den zweiten Walzenstapel
3 von oben nach unten. Die in den zweiten Walzenstapel 3 geführte Warenbahn wird dort
in dem ersten Arbeitsspalt zwischen den Walzen 8, 9, 10, 11 jeweils an ihrer zweiten
Seite geglättet, da diese die harten Walzen 9, 11 kontaktiert.
[0022] Ebenso wie bei dem ersten Walzenstapel 2 können die Walzen 8, 9, 10, 11 von mindestens
einem Ende her belastet werden. Zum Schließen des zweiten Walzenstapels ist ein weiterer
Hydraulikzylinder 14 vorgesehen, der auch zur Belastung des zweiten Walzenstapels
3 verwendet werden kann.
[0023] Zur Führung der Warenbahn 12 zwischen den Nips der Walzenstapel 2, 3 können bekannte
außen liegende Leitmittel Verwendung finden.
[0024] Zur Optimierung der Führung der Warenbahn 12, insbesondere zur Optimierung des Übergangs
von der Behandlung der einen Seite der Warenbahn 12 zur Behandlung der anderen Seite
der Warenbahn sind die beiden Walzenstapel 2, 3 derart höhenversetzt nebeneinander
angeordnet, daß der unterste Nip des ersten Walzenstapels 2 zum obersten Nip des zweiten
Walzenstapels 3 im wesentlichen benachbart ist, um eine möglichst geradlinige, kurze
Überführung der Warenbahn 12 von dem ersten Walzenstapel 2 in den zweiten Walzenstapel
3 zu ermöglichen.
[0025] Vorzugsweise sind die zwei Walzenstapel 2, 3 derart höhenversetzt nebeneinander angeordnet,
daß nur der oberste Nip des zweiten Walzenstapels 3 höher liegt als der unterste Nip
des ersten Walzenstapels 2. Hierdurch wird erreicht, daß unter Beibehaltung einer
hinreichenden Spannung der Warenbahn eine möglichst geradlinige und dadurch auch kürzeste
Führung der Warenbahn im Wechselspalt zwischen dem ersten Walzenstapel 2 und dem zweiten
Walzenstapel 3 erreicht wird.
[0026] Ferner sind die obere Walze 4, 8 und/oder die untere Walze 7, 11 vorzugsweise als
biegesteuerbare Walzen ausgebildet. Alle harten Walzen und gegebenenfalls weichen
Walzen können temperiert oder beheizt werden.
[0027] Gemäß einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
können die beiden Walzenstapel 2, 3 vertauscht sein. Der zweite Walzenstapel 3 gemäß
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bildet dann einen ersten Walzenstapel, bei dem
die obere Außenwalze eine weiche Walze ist, so daß zunächst die zweite Seite, die
die harte Zwischenwalze kontaktiert, geglättet wird, die beispielsweise von der Unterseite
einer Papierbahn gebildet wird. Der erste Walzenstapel 2 bildet dagegen einen zweiten
Walzenstapel, bei dem die obere Außenwalze 4 eine harte Walze ist, so daß die erste
Seite, die die harte Zwischenwalze kontaktiert, geglättet wird, die beispielsweise
von der Oberseite einer Papierbahn gebildet wird.
[0028] Gemäß einer ebenfalls nicht dargestellten weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung können die beiden Walzenstapel 2, 3 übereinander in einem gemeinsamen Stapel
mit getrennten Streckenlast-Kennlinien angeordnet sein.
[0029] Alternativ können die Walzen 4, 5, 6, 7 oder die Walzen 8, 9, 10, 11 der beiden Walzenstapel
2, 3 nicht nur vertikal übereinander, sondern auch geneigt übereinander angeordnet
sein.
1. Kalander für die zweiseitige Behandlung einer Warenbahn, insbesondere einer Papierbahn,
mit einer zwei Walzenstapel mit je 4 Walzen umfassenden Walzenanordnung, die harte
und weiche Walzen sowie jeweils zwischen einer harten und einer weichen Walze gebildete
Arbeitsspalte aufweist, die die Warenbahn in einer Durchlaufrichtung durchläuft, dadurch
gekennzeichnet, daß der eine Walzenstapel (2) jeweils eine harte Außenwalze (4) und
eine harte Zwischenwalze (6) als auch eine weiche Außenwalze (7) und eine weiche Zwischenwalze
(5) aufweist, die alle voneinander abweichende Walzendurchmesser besitzen, und der
andere Walzenstapel (3) die gleichen Walzen (8, 9, 10, 11) des einen Walzenstapels
(3) in umgekehrter Reihenfolge bezogen auf die Durchlaufrichtung (D) der Warenbahn
(12) aufweist.
2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzendurchmesser der Zwischenwalzen
(5, 6; 9, 10) kleiner sind als die Walzendurchmesser der Außenwalzen (4, 7; 8, 11).
3. Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzendurchmesser
der weichen Außenwalze (7; 8) größer ist als der der harten Außenwalze (4; 11).
4. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Walzenstapel
(2, 3) von zwei einzeln aufgestellten Walzenstapeln gebildet werden.
5. Kalander nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Walzenstapel (2, 3)
derart höhenversetzt nebeneinander angeordnet sind, daß nur der oberste Nip des zweiten
Walzenstapels (3) höher liegt als der unterste Nip des ersten Walzenstapels (2).
6. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Walzenstapel
(2, 3) in einem gemeinsamen Stapel mit getrennter Streckenlast-Kennlinie angeordnet
sind.
7. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Walzenstapel
(2, 3) eine Bahneinführung von oben aufweisen.