-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kalanders mit
mindestens einer Heizwalze, bei dem man eine Materialbahn durch
einen Nip führt,
der zwischen der Heizwalze und einem Gegenelement gebildet ist,
und dort mit erhöhtem Druck
und erhöhter
Temperatur beaufschlagt, wobei man ein Wärmeträgermedium durch die Heizwalze leitet.
Ferner betrifft die Erfindung einen Kalander mit mindestens einer
Heizwalze, die mit einer Wärmeträgermedium-Versorgungseinrichtung
verbunden ist und mit einem Gegenelement einen Nip bildet, durch den
eine Materialbahn geführt
ist, und mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines vorbestimmten
Drucks im Nip.
-
Die
Erfindung wird im folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel
für eine
Materialbahn beschrieben. Sie ist aber auch bei anderen Materialbahnen
anwendbar, die auf ähnliche
Weise behandelt werden, beispielsweise eine Kartonbahn.
-
Eine
Papierbahn wird im Verlauf ihrer Herstellung satiniert, d.h. sie
wird durch einen Nip geleitet und dort mit einem gewissen Druck
und mit einer erhöhten
Temperatur beaufschlagt. Mit diesem Verfahrensschritt werden zwei
Wirkungen erzielt. Zum einen wird die Papierbahn verdichtet. Zum
anderen wird die Oberfläche
der Papierbahn geglättet.
Dies betrifft insbesondere die Seite der Papierbahn, die an der
Heizwalze anliegt. Die Heizwalze ist als glatte und harte Walze
mit einer nicht nachgiebigen Oberfläche ausgerüstet. Wenn beide Seiten der
Papierbahn auf ähnliche
Weise geglättet
werden sollen, dann sind in der Regel zwei Nips erforderlich, wobei die
Papierbahn in dem einen Nip mit einer Seite und im anderen Nip mit
der anderen Seite an der glatten Heizwalze anliegt.
-
Der
Nip kann in einer ersten Ausgestaltung zwischen zwei Walzen ausgebildet
sein, wobei neben der glatten harten Walze eine sogenannte "weiche" Walze zum Einsatz
kommt, also eine Walze mit einer elastischen und damit in gewissem
Umfang nachgiebigen Oberfläche.
In einer anderen Ausgestaltung kann der Nip auch als sogenannter "Breitnip" ausgebildet sein.
In diesem Fall wirkt die Heizwalze mit einer Schuhwalze zusammen,
die einen umlaufenden Mantel aufweist, der durch einen Anpreßschuh über einen
vorbestimmten Umfangsbereich gegen die Heizwalze gedrückt wird.
Der Mantel kann auch durch ein umlaufendes Band ersetzt werden.
-
In
allen Fällen
ist es erforderlich, der Heizwalze fortlaufend Wärme zuzuführen, weil die durch den Nip
laufende Papierbahn Wärme
aufnimmt und damit abtransportiert.
-
Man
möchte
nun einen derartigen Kalander mit einer möglichst hohen Geschwindigkeit
fahren. Um unter dieser Voraussetzung noch ausreichende Wärmemengen
in die Papierbahn eintragen zu können,
ist es erforderlich, die Oberfläche
der Heizwalze auf eine relativ hohe Temperatur zu bringen. Hierzu wird
ein Wärmeträgermedium
verwendet, das beispielsweise durch peripher angeordnete Bohrungen geleitet
wird, also Kanäle,
die dicht unter der Oberfläche
parallel zur Achse der Heizwalze verlaufen. Dieses Wärmeträgermedium
kann heißes
Wasser, heißes Öl oder Dampf
sein.
-
In
der Regel arbeitet ein Kalander mit einer derartigen Heizwalze zufriedenstellend.
Dies gilt insbesondere dann, wenn man über längere Zeit unter gleichbleibenden
Bedingungen arbeiten kann.
-
Wenn
sich allerdings die Produktionsbedingungen häufiger ändern, beispielsweise durch
einen wiederholten Sortenwechsel, dann benötigt man für die Änderung der Produktionsbedingungen
relativ lange Zeit. Die Heizwalze benötigt sowohl beim Abkühlen als
auch beim Aufheizen aufgrund ihrer thermischen Trägheit relativ
viel Zeit, um einen neuen Zustand zu erreichen. So rechnet man beispielsweise mit
Abkühlgeschwindigkeiten
von maximal 1°C
pro Minute. Wenn beispielsweise eine neue Sorte mit einer um 30°C geringeren
Temperatur satiniert werden muß,
dann ist der Kalander praktisch für eine halbe Stunde nicht verfügbar.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verfügbarkeit des Kalanders bei
Sortenwechsel zu erhöhen.
-
Diese
Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
daß man
mit Hilfe des Wärmeträgermediums
einen ersten Wärmeanteil
und mit Hilfe einer induktiven Heizeinrichtung einen zweiten Wärmeanteil
in die Heizwalze einbringt, wobei man die induktive Heizeinrichtung
auf der Basis von papiersortenbezogenen Festgrößen steuert.
-
Mit
dieser Ausgestaltung macht man sich die Tatsache zunutze, daß eine induktive
Heizeinrichtung wesentlich schnellere Reaktionszeiten an der Walze
zeigt als eine Beheizung mit Hilfe eines Wärmeträgermediums. Andererseits ist
eine induktive Heizeinrichtung vielfach nicht in der Lage, die gesamte
Wärmemenge,
die für
die Satinage der Papierbahn erforderlich ist, aufzubringen. Dementsprechend
teilt man die "Wärmelieferung" in zwei Teilmengen
auf. Die erste Teilmenge wird nach wie vor mit Hilfe des Wärmeträgermediums
in die Heizwalze hineintransportiert. Der zweite Teil wird mit Hilfe
der induktiven Heizeinrichtung in der Heizwalze erzeugt. Die induktive
Heizeinrichtung induziert ein sich zeitlich änderndes Magnetfeld in der
Oberfläche
der Heizwalze. Dieses Magnetfeld wiederum induziert Wirbelströme, die letztendlich
die Wärme
erzeugen. Wenn man die induktive Heizeinrichtung abschaltet, dann
entfällt
der zweite Anteil der Wärme
praktisch sofort. Es ist nicht notwendig, daß hier ein Wärmeträgermedium
abkühlen
muß, was
mit zur thermischen Trägheit
der Heizwalze beiträgt.
Allerdings erfordert die Anpassung der Heizleistung an unterschiedliche
Papiersorten eine erhebliche Erfahrung des Maschinenführers. Man
kann nun die Übergangszeit
beim Sortenwechsel weiter dadurch verkürzen, daß man die neue Temperatur sozusagen
auf Knopfdruck einstellen kann. Dabei kann man Einstellungswerte
verwenden, die für
bestimmte Papiersorten bekannt sind. Diese Parameter können beispielsweise
abgespeichert und von einer Steuerungseinrichtung ausgelesen werden.
-
Vorzugsweise
beläßt man den
ersten Wärmeanteil
konstant und verändert
den zweiten Wärmeanteil
in Abhängigkeit
vom Betriebszustand des Kalanders. Dies vereinfacht die Steuerung
des Kalanders. Man kann einen konstanten Volumenstrom des Wärmeträgermediums
mit konstanter Temperatur fortlaufend durch die Heizwalze leiten
und im übrigen
auf Wärmeanforderungen
mit Hilfe der induktiven Heizeinrichtung reagieren.
-
Hierbei
ist bevorzugt, daß man
den zweiten Wärmeanteil
bei einem Sortenwechsel vorübergehend
auf einen Minimalwert verringert. Dieser Minimalwert kann unter
Umständen
sogar null sein. Die Heizwalze hat dann lediglich die Temperatur,
die durch das Wärmeträgermedium
verursacht wird.
-
Vorzugsweise
deckt man mit dem Wärmeträgermedium
eine Wärme-Grundlast
ab. In der Regel ist unabhängig
von der gerade satinierten Papiersorte immer eine gewisse Wärmemenge
erforderlich. Diese Wärmemenge
kann nun mit Hilfe des Wärmeträgermediums
zugeführt
werden. Wenn mehr Wärme
erforderlich ist, dann wird die induktive Heizeinrichtung in Betrieb
genommen, wobei man ihre Heizleistung auf einen kleineren oder größeren Wert
einstellt. Damit erreicht man auch wirtschaftlich ein Optimum. Die
induktive Heizeinrichtung muß nur
noch auf die Differenz zwischen der Grundlast und einer möglichen
Spitzenlast hin ausgelegt werden.
-
Vorzugsweise
stellt man eine durch die induktive Heizeinrichtung an die Walze übertragene Heizleistung
in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit ein, mit der die Materialbahn durch den
Nip läuft. Je
höher die
Geschwindigkeit ist, desto mehr Wärme wird von der Papierbahn
aufgenommen und dementsprechend von der Heizwalze abtransportiert.
Dieser Wärmeverlust
kann auf einfache Weise durch die induktive Heizeinrichtung ausgeglichen
werden. Die induktive Heizeinrichtung muß bei einer schneller laufenden
Papierbahn lediglich mehr heizen und bei einer langsamer laufenden
Papierbahn eher weniger. Dies läßt sich
vor allem auch bei einem Sortenwechsel ausnutzen. Hier wird in der
Regel die Geschwindigkeit der Papierbahn über eine gewisse Zeitspanne herabgesetzt,
beispielsweise um einen Splice, also eine Verbindung zwischen zwei
unterschiedlichen Papierbahnen, durch den Nip laufen zu lassen.
In diesem Verfahrensabschnitt kann man die Heizleistung vermindern,
so daß die
hier satinierte Papierbahn nach wie vor verwendbar ist, also nicht
Ausschuß ist.
Dies erlaubt ein sehr wirtschaftliches Betreiben des Kalanders.
Auch bei verminderter Geschwindigkeit ist es von Vorteil, wenn man
die Heizleistung in Abhängigkeit
von der Papiersorte schnell einstellen kann.
-
Vorzugsweise
betreibt man die induktive Heizeinrichtung in Abhängigkeit
von der Drehzahl der Heizwalze. Die Drehzahl korrespondiert mit
der Umfangsgeschwindigkeit der Heizwalze. Wenn man die Drehzahl
ermittelt, hat man ein eindeutiges Kriterium für die von der induktiven Heizeinrichtung
aufzubringende Heizleistung.
-
Die
Aufgabe wird bei einem Kalander der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
daß die Heizwalze
eine auf ihre Oberfläche
wirkende induktive Heizeinrichtung aufweist, die mit einer Steuereinrichtung
verbunden ist, in der papiersortenbezogene Festgrößen als
Parameter zur Steuerung der induktiven Heizeinrichtung gespeichert
sind.
-
Wie
oben im Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert, hat die Heizwalze des
Kalanders nunmehr zwei unterschiedlich arbeitende Heizeinrichtungen,
nämlich
eine Heizeinrichtung, die in herkömmlicher Weise mit einem Wärmeträgermedium arbeitet.
Dieses Wärmeträgermedium,
beispielsweise heißes
Wasser, heißes Öl oder Dampf,
kann durch die Heizwalze geleitet werden und gibt dort einen Teil seiner
Wärme an
die Heizwalze ab. Zweckmäßigerweise
wird das Wärmeträgermedium
dabei durch periphere Bohrungen geleitet, also axial verlaufende Bohrungen,
die in der Nähe
der Umfangsfläche
angeordnet sind. Hinzu kommt nun eine weitere Wärmeerzeugung durch die induktive
Heizeinrichtung. Die induktive Heizeinrichtung ist in der Lage,
wesentlich schneller auf unterschiedliche Wärmeanforderungen zu reagieren.
Wenn die induktive Heizeinrichtung abgeschaltet wird, dann erzeugt
sie keine Wirbelströme mehr
und dementsprechend wird auch keine Wärme mehr in der Oberfläche der
Heiz walze erzeugt. Sobald also die induktive Heizeinrichtung abgeschaltet ist,
wird die Temperatur der Walze nur noch durch die mit dem Wärmeträgermedium
antransportierte Wärme
bestimmt. Umgekehrt ist die induktive Heizeinrichtung in der Lage,
an der Oberfläche
der Heizwalze relativ hohe Temperaturen zu erzeugen. Diese Temperaturen
können
durchaus über
Temperaturwerte hinausgehen, die mit einem Wärmeträgermedium bislang erzeugbar
waren. Die Steuereinrichtung ist aufgrund von Parametern, die für die zu
satinierenden Papiersorten vorliegen, in der Lage, das teilweise
komplexe Wechselspiel zwischen den beiden Heizeinrichtungen zu beherrschen
und die Heizwalze schnell auf die gewünschte Wärmeleistung zu bringen.
-
Vorzugsweise
ist die Wärmeträgermedium-Versorgungseinrichtung
auf eine Grundlast und die induktive Heizeinrichtung auf eine Oberlast
hin ausgelegt. Man kann davon ausgehen, daß für alle oder zumindest einen
Großteil
der zu satinierenden Papiersorten eine gewisse Wärmemenge erforderlich ist.
Diese Wärmemenge,
die als Grundlast bezeichnet wird, kann durch das Wärmeträgermedium antransportiert
werden. Wenn mehr Wärme
oder eine höhere
Temperatur erforderlich ist, dann wird die induktive Heizeinrichtung
in Betrieb genommen. Die Grundlast kann dabei auch so ausgelegt
sein, daß die
Heizwalze, wenn die induktive Heizeinrichtung nicht in Betrieb ist,
auf einer Temperatur verbleibt, in der sie noch handhabbar ist.
-
Vorzugsweise
liefert die Wärmeträgermedium-Versorgungseinrichtung
eine konstante Wärmemenge
und die induktive Heizeinrichtung ist mit der Steuereinrichtung
verbun den, mit der die Heizleistung veränderbar ist. Die konstante
Wärmemenge kann
beispielsweise die Grundlast abdecken. Die Steuereinrichtung steuert
dann die tatsächlich
für die Satinage
einer Papiersorte benötigte
Heizleistung.
-
Vorzugsweise
ist die Steuereinrichtung mit einer Maschinensteuerung verbunden. Üblicherweise
wird ein Kalander auf eine bestimmte Papiersorte eingestellt. Eine
derartige Einstellung beinhaltet ein Profil, in dem eine Reihe von
Parametern festgelegt ist, zumindest Druck und Temperatur in einem
Nip. Da nun bereits wesentliche Parameter über die Maschinensteuerung
zur Verfügung
stehen, kann man diese Parameter verwenden, um die Steuerung der induktiven
Heizeinrichtung zu versorgen. Zusätzliche Dateneingaben sind
dann nicht erforderlich, wodurch ein Maschinenführer deutlich entlastet wird.
-
Vorzugsweise
ist die Steuereinrichtung mit mindestens einem Sensor verbunden,
der einen Parameter der Materialbahn ermittelt, wobei die Steuereinrichtung
eine Zuordnungseinrichtung aufweist, die einen Wert des Parameters
einer Heizleistung zuordnet. Bei einem derartigen Parameter kann
es sich beispielsweise um die Feuchte der Papierbahn oder um ihre
Dicke handeln. Die Zuordnungseinrichtung kann entweder eine Kurve
oder Kurvenscharen oder auch zwei- oder mehrdimensionale Tabellen
aufweisen, in denen die Zuordnung zwischen dem Parameter und der
benötigten
Heizleistung durch die induktive Heizeinrichtung abgelegt sind.
-
Vorzugsweise
weist die induktive Heizeinrichtung mindestens eine Leiterschleife
mit zwei achsparallel zur Heizwalze angeordneten elektrischen Leitern,
die in entgegengesetzter Richtung von Strom durchflossen sind, auf.
Eine derartige Heizeinrichtung, die auch als "Induktoranordnung" bezeichnet wird, hat gegenüber herkömmlichen
induktiven Heizeinrichtungen, die mit mehreren Spulen arbeiten,
deren Wickelachse im wesentlichen radial zur Heizwalze verlaufen,
den Vorteil, daß damit
wesentlich höhere
Heizleistungen an die Heizwalze übertragbar
sind. Der Strom, der durch die Leiterschleife fließt, erzeugt
jeweils ein Magnetfeld, das jeden einzelnen Leiter umgibt. Da der
Strom in entgegengesetzter Richtung durch die beiden Leiter fließt, ergibt sich
etwa in der Mitte zwischen den beiden Leitern (bezogen auf die Umfangsrichtung
der Heizwalze) ein Maximum des Magnetfeldes. Der durch die Leiterschleife
fließende
Strom ist üblicherweise
ein Wechselstrom, so daß sich
das Magnetfeld mit der Zeit ändert.
Durch dieses sich zeitlich ändernde
Magnetfeld werden in der Oberfläche
der Heizwalze Wirbelströme
induziert, die letztendlich die Wärme erzeugen. Wenn man zusätzlich ein
Joch verwendet, das das Magnetfeld führt, dann kann man hohe magnetische
Flußdichten
und dementsprechend auch hohe Änderungen
der magnetischen Induktion in der Oberfläche der Heizwalze erreichen.
-
Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt die:
-
einzige
Fig. eine schematische Ansicht eines Kalanders.
-
Die
Figur zeigt einen Kalander 1 mit einem Walzenstapel aus
drei Walzen 2, 3, 4. Die obere Walze 2 ist
als sogenannte "weiche" Walze ausgebildet, d.h.
sie weist einen elastischen Belag 5 auf. Die untere Walze 4 ist
ebenfalls als weiche Walze ausgebildet und weist einen elastischen
Belag 6 auf. Die elastischen Beläge 5, 6 sind
jeweils auf einem Walzenkörper
angeordnet und aus Gründen
der Übersicht übertrieben
dick gezeichnet.
-
Die
mittlere Walze 3 ist als Heizwalze ausgebildet. Sie weist
eine Vielzahl von peripheren Bohrungen 7 auf, die mit einer
Wärmeträgermedium-Versorgungseinrichtung 8 verbunden
sind. Die Wärmeträgermedium-Versorgungseinrichtung 8 leitet
einen Wärmeträger mit
erhöhter
Temperatur, beispielsweise heißes
Wasser, heißes Öl oder Dampf,
durch die peripheren Bohrungen 7. Üblicherweise wird das Wärmeträgermedium
an einer Stirnseite der Heizwalze 3 eingespeist, fließt dann
durch die Heizwalze 3 hin und zurück und wird am gleichen Ende
wieder abgenommen. Andere Durchleitungskonfigurationen, etwa nur
einen Durchlauf oder drei Durchläufe über die
Länge der
Heizwalze, sind möglich.
Die Wärmeträgermedium-Versorgungseinrichtung 8 ist
dabei auf einen bestimmten Durchsatz des Wärmeträgermediums ausgelegt und ist
in der Lage, das Wärmeträgermedium
bei diesem Durchsatz auf eine bestimmte Temperatur zu erhitzen.
-
Die
Heizwalze 3 bildet mit der oberen Walze 2 einen
ersten Nip 9 und mit der unteren Walze 4 einen
zweiten Nip 10. Durch diese beiden Nips ist eine Materialbahn 11 geleitet,
die über
eine Umlenkwalze 12 zwischen den beiden Nips 9, 10 um
etwa 180° umgelenkt
wird. Natürlich
können
auch mehr als die drei dargestellten Walzen im Kalander 1 vorhanden
sein. Auch ein Kalander mit nur zwei Walzen ist möglich.
-
Zur
Erzeugung eines vorbestimmten Drucks in den Nips 9, 10 ist
jede der beiden weichen Walzen 2, 4 mit einer
Druckerzeugungseinrichtung 13, 14 versehen, so
daß die
die Nips 9, 10 durchlaufende Materialbahn 11 mit
einem vorbestimmten Druck beaufschlagt werden kann.
-
Bei
dem in der Figur dargestellten Kalander 1 handelt es sich
um einen sogenannten Kompaktkalander, bei dem die mittlere Heizwalze 3 stationär gelagert
ist und der Druck in jedem Nip 9, 10 individuell eingestellt
werden kann. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Es ist
auch möglich,
mehr als die drei dargestellten Walzen zu verwenden und den gesamten
Walzenstapel durch entsprechende Kraftgeber, die an einer oder beiden
Endwalzen angreifen, mit dem erforderlichen Druck zu beaufschlagen.
-
Die
Heizwalze 3 weist nun eine zweite Heizeinrichtung in Form
einer Induktoranordnung 15 auf. Die Induktoranordnung 15 weist
zwei elektrische Leiter 16, 17 auf, die sich parallel
zur Achse 18 der Heizwalze 3 erstrecken. Die Leiter 16, 17 werden
von einer Steuereinrichtung 19 mit einem Wechselstrom versorgt.
Die Leiter 16, 17 sind dabei in Form einer Leiterschleife
angeordnet, so daß der
Strom in den beiden Leitern 16, 17 immer in entgegengesetzter Richtung
fließt,
wie dies durch einen Punkt im Leiter 16 und ein Kreuz im
Leiter 17 angedeutet ist.
-
Die
beiden Leiter sind in einem Joch 20 angeordnet. Das Joch 20 weist
einen Rücken 21 auf, von
dem ein oberer Schenkel 22, ein mittlerer Schenkel 23 und
ein unterer Schenkel 24 in Richtung auf die Heizwalze 3 vorsteht.
Zwischen dem oberen Schenkel 22 und dem mittleren Schenkel 23 ist
der eine Leiter 16 angeordnet und zwischen dem mittleren
Schenkel 23 und dem unteren Schenkel 24 ist der andere
Leiter 17 angeordnet.
-
Wenn
nun ein Strom durch die Leiter 16, 17 fließt, dann
bildet sich ein Magnetfeld aus, das den jeweiligen Leiter 16, 17 umgibt.
Dabei hat das Magnetfeld des Leiters 16 eine Umlaufrichtung,
die der des Leiters 17 entgegengesetzt ist. Dementsprechend
ergibt sich im mittleren Schenkel 23, in dem sich die beiden
Magnetfelder überlagern,
das stärkste
magnetische Feld, also die höchste
Felddichte. Das Magnetfeld schließt sich in der Heizwalze 3,
so daß sich
in einem Bereich, der dem mittleren Schenkel 23 gegenüberliegt,
das stärkste
magnetische Feld und dementsprechend auch die stärkste magnetische Feldänderung
ergibt. Die Änderung
des magnetischen Feldes induziert in der Oberfläche der Heizwalze 3 Wirbelströme. Diese
Wirbelströme
verursachen eine elektrische Verlustleistung, die sich letztendlich
in einer Erwärmung
der Heizwalze niederschlägt.
-
Die
von der Induktoranordnung 15, d.h. der induktiven Heizeinrichtung,
bewirkte Wärmezufuhr zur
Heizwalze 3 läßt sich
in weiten Grenzen steuern. Hierzu gibt es mehrere Einflußfaktoren,
beispielsweise die Stärke
des Stroms, der durch die Leiter 16, 17 fließt, oder
seine Frequenz.
-
Da
nun mit der Induktoranordnung 15 eine weitere Möglichkeit
zur Verfügung
steht, der Heizwalze 3 Wärme zuzuführen, kann man die Wärmeträgermedium-Versorgungseinrichtung 8 schwächer dimensionieren.
Man legt sie zweckmäßigerweise
auf eine Grundlast aus, d.h. die Wärmeträgermedium-Versorgungseinrichtung
muß nur
in der Lage sein, so viel Wärmeträgermedium
in die Heizwalze 3 einzuspeisen, die für keine der zu satinierenden
Papiersorten eine zu hohe Temperatur bewirkt. Die Wärmeträgermedium-Versorgungseinrichtung 8 kann praktisch
ohne Steuerung auskommen. Sie kann nämlich einen konstanten Wärmetransport
sicherstellen.
-
Sofern
zusätzliche
Wärme,
also eine höhere Temperatur
an der Oberfläche
der Heizwalze 3, erforderlich ist, wird diese mit Hilfe
der Induktoranordnung 15 erzeugt. Die Induktoranordnung
muß also
nur noch die Leistung zur Verfügung
stellen, die der Differenz zwischen der von der Wärmeträgermedium-Versorgungseinrichtung 8 bereitgestellten Grundlast
und einer gegebenenfalls erforderlichen Spitzenlast entspricht.
-
Die
Verwendung einer derartigen induktiven Heizeinrichtung hat nun den
Vorteil, daß die
Heizwalze 3 sehr schnell auf unterschiedliche Temperaturen gebracht
werden kann, sofern diese Temperaturen oberhalb der vom Wärmeträgermedium
verursachten Temperatur liegt. Wenn beispielsweise das Wärmeträgermedium
eine Oberflächentemperatur
von 80°C bereitstellt,
dann kann man mit Hilfe der Induktoranordnung 15 durchaus
Oberflächentemperaturen
von über
200°C erzeugen.
Sobald aber die Induktoranordnung 15 abgeschaltet oder
ihre Leistung verringert wird, kühlt
die Oberfläche
der Heizwalze 3 sehr schnell auf die vom Wärmeträgermedium
verursachte Temperatur ab. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, daß die Induktoranordnung 15 die Heizwalze 3 nicht,
wie das Wärmeträgermedium, vollständig erwärmt, sondern
sich die Erwärmung
auf oberflächennahe
Bereiche beschränkt.
-
Wie
aus der Zeichnung zu erkennen ist, ist die Steuereinrichtung 19 mit
einem Drehzahlsensor 25 verbunden. Der Drehzahlsensor 25 erlaubt
eine Aussage über
die Geschwindigkeit, mit der die Materialbahn 11 durch
die Nips 9, 10 geführt wird. Man kann nun die
Induktoranordnung 15 geschwindigkeitsabhängig so
steuern, daß immer
eine ausreichende Wärmemenge
zur Übertragung
auf die Papierbahn 11 bereitgestellt wird.
-
Die
Steuereinrichtung 19 ist auch mit den Druckerzeugungseinrichtungen 13, 14 verbunden. Damit
soll dargestellt werden, daß die
Steuereinrichtung 19 auch mit einer Maschinensteuerung
verbunden sein kann, die das generelle Betriebsverhalten des Kalanders 1 vorgibt.
Man kann also die von der Induktoranordnung 15, also der
induktiven Heizeinrichtung, erzeugte Wärme an den aktuellen Betrieb des
Kalanders 1 anpassen.
-
Die
Steuereinrichtung 19 ist weiterhin mit einem Sensor 26 verbunden,
der einen Parameter der Materialbahn 11 ermittelt. Bei
diesem Parameter kann es sich beispielsweise um die Feuchtigkeit
oder die Dicke handeln. Andere Parameter sind ebenfalls möglich.
-
Die
Steuereinrichtung 19 weist nun eine Zuordnungseinrichtung 27 auf
(nur schematisch dargestellt). In der Zuordnungseinrichtung 27 ist
ein Zusammenhang abgelegt zwischen dem von Sensor 26 ermittelten
Parameter und der Wärmemenge,
die der Heizwalze 3 zugeführt werden muß, um die
Materialbahn 11 unter Berücksichtigung dieses Parameters in
gewünschter
Weise zu behandeln. Diese Zuordnung kann in Form von Kurven, in
Form von Berechnungsvorschriften oder in Form von gegebenenfalls mehrdimensionalen
Tabellen abgelegt sein.
-
Darüber hinaus
weist die Steuereinrichtung einen nicht näher dargestellten Eingang auf, über den
sie mitgeteilt bekommt, welche Papiersorte satiniert werden soll.
Dieser Eingang kann beispielsweise mit einer Auswahltastatur verbunden
sein, mit der der Maschinenführer
die jeweilige Papiersorte auswählt.
Da diese Information aber in der Regel bereits im Kalander vorhanden
ist, kann der Eingang auch mit der Kalandersteuerung verbunden sein,
die beispielsweise Druck und Geschwindigkeit im Kalander vorgibt.
-
Mit
einer derartigen Vorgehensweise läßt sich ein Kalander auch dann
sehr effektiv nutzen, wenn die Papiersorte an einem Tag sehr oft
gewechselt werden muß.
Manche Papierfabriken müssen aufgrund
von Kundenanforderungen die Papiersorte bis zu 12 mal pro Tag ändern. In
diesem Fall muß man
einfach eine der neuen Sorte entsprechende Taste drücken und
der Kalander spielt dann automatisch die für diese Sorte hinterlegten
Werte auf die Induktionsheizung auf. Damit lassen sich zum einen Übergangszeiten
beim Sortenwechsel vermindern. Zum anderen wird die Menge an Ausschuß, die ansonsten
bei einem Sortenwechsel anfällt,
drastisch reduziert.