DE102005034060A1

DE102005034060A1 - Method of operating a calender and calender

Info

Publication number: DE102005034060A1
Application number: DE102005034060A
Authority: DE
Inventors: Joachim Hinz; Ulrich Rothfuss; Thomas Hermsen; Peter Dr. Wiemer; Josef Schneid; Frank Levi; Hans-Rolf Conrad
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2007-01-25
Also published as: EP1746205B1; ATE391206T1; EP1746205A1; DE502006000560D1

Abstract

A method for operating a calender with roller(s) heated by a heat transfer medium (HTM) and with a nip between the roller and a counter-element through which a sheet of material passes and is there subjected to elevated pressure and temperature, in which a first part of the heat is supplied to the roller by the HTM a second part is supplied by an inductive heater (IH) which is controlled on the basis of parameters related to paper type. An independent claim is included for a calender as above connected to an HTM supply system, with a heated roller (3) which has an IH (15) acting on its surface and connected to a control unit (19) in which values related to paper type are stored as parameters for controlling the heater (15).

Description

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.The The invention relates to a method for operating a calender with at least one heating roller, in which one passes through a material web leads a nip, formed between the heating roller and a counter element, and there with increased pressure and heightened Applied temperature, wherein a heat transfer medium passes through the heating roller. Furthermore, the invention relates to a calender with at least one Heating roller, with a heat transfer medium supply device is connected and forms a nip with a counter element through which led a material web is, and with means for generating a predetermined Pressure in the 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.The Invention will be described below with reference to a paper web as an example for one Material web described. But she is also on other material webs applicable to similar Be treated manner, for example, a board web.

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.A Paper web is calendered in the course of its manufacture, i. she is passed through a nip and there with a certain pressure and with an increased Temperature applied. This process step becomes two Effects achieved. On the one hand, the paper web is compressed. To the another is the surface smoothed the paper web. This concerns in particular the side of the paper web, which at the Heating roller is applied. The heat roller is considered a smooth and hard roller equipped with a non-compliant surface. If both sides of the Paper web on similar Smoothed way are usually two nips are required, the Paper web in which one nip with one side and in the other nip with the other side rests against the smooth heating roller.

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.Of the Nip can be formed in a first embodiment between two rollers be, in addition to the smooth hard roller, a so-called "soft" roller used comes, so a roller with an elastic and thus in a certain Extent of yielding surface. In another embodiment, the nip can also be designed as a so-called "wide nip". In this case, the heat roller cooperates with a shoe roll, having a circumferential jacket, which by a pressure shoe over a predetermined circumferential area is pressed against the heating roller. The jacket can also be replaced by a circulating belt.

In allen Fällen ist es erforderlich, der Heizwalze fortlaufend Wärme zuzuführen, weil die durch den Nip laufende Papierbahn Wärme aufnimmt und damit abtransportiert.In all cases it is necessary to continuously heat the heating roller, because the through the nip running paper web heat absorbs and thus transported away.

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.you would like to now such a calender with the highest possible speed drive. To under this condition still sufficient amounts of heat to register in the paper web, it is necessary the surface bring the heating roller to a relatively high temperature. For this purpose is a heat transfer medium used, for example, passed through peripherally arranged holes becomes, thus channels, close to the surface parallel to the axis of the heating roller. This heat transfer medium can be hot Water, hot oil or steam be.

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.In As a rule, a calender works satisfactorily with such a heating roller. This is especially true if you are under constant for a long time Conditions can work.

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.If However, the production conditions change more frequently, for example by a repeated change of grade, then you need to change the production conditions relatively long time. The heating roller is required both when cooling as even when heating due to their thermal inertia relative a lot of time to reach a new state. For example, one calculates with cooling rates of a maximum of 1 ° C per minute. For example, if a new variety with a 30 ° C lower Temperature must be calendered, then the calender is practically unavailable for half an hour.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verfügbarkeit des Kalanders bei Sortenwechsel zu erhöhen.Of the Invention is based on the object, the availability of the calender at To increase grade change.

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.These Task is characterized by a method of the type mentioned by solved, that he with the help of the heat transfer medium a first heat share and by means of an inductive heating device, a second heat component in the heating roller, wherein the inductive heating device controlled on the basis of paper-type fixed variables.

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.This embodiment makes use of the fact that an inductive heating device has significantly faster reaction times on the roller than heating by means of a heat transfer medium. On the other hand, an inductive heating device is often unable to apply the entire amount of heat required for the calendering of the paper web. Accordingly, one divides the "heat delivery" in two subsets. The first subset is still transported into the heating roller with the aid of the heat transfer medium. The second part is generated by means of the inductive heating device in the heating roller. The induk The heating device induces a time-varying magnetic field in the surface of the heating roller. This magnetic field in turn induces eddy currents, which ultimately generate the heat. If you turn off the inductive heater, then eliminates the second portion of the heat almost immediately. It is not necessary that a heat transfer medium must cool down here, which contributes to the thermal inertia of the heating roller. However, the adaptation of the heating power to different types of paper requires considerable experience of the machine operator. It is now possible to further shorten the transitional period when changing grades by setting the new temperature at the touch of a button, so to speak. You can use setting values that are known for certain paper types. These parameters can be stored, for example, and read out by a control device.

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.Preferably you leave that first heat share constant and changed the second heat share dependent on from the operating condition of the calender. This simplifies the control of the calender. You can a constant volume flow of the heat transfer medium Conduct continuously through the heating roller at a constant temperature and otherwise on heat requirements react with the help of the inductive heating device.

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.in this connection is preferred that one the second heat share temporarily when changing the variety reduced to a minimum value. This minimum value can be below circumstances even zero. The heat roller then has only the temperature, through the heat transfer medium is caused.

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.Preferably one covers with the heat transfer medium a heat base load from. As a rule, it is independent always a certain amount of heat from the straight calendered paper required. This amount of heat can now with the help of the heat transfer medium supplied become. If more heat is required, then the inductive heater is in operation taking their heating power to a smaller or larger value established. This also achieves an economic optimum. The inductive heating device must only still on the difference between the base load and one possible Peak load to be laid out.

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.Preferably one sets a transmitted through the inductive heating device to the roller heating power dependent on from the speed with which the web of material passes through the Nip is running. ever higher the Speed is, the more heat is from the paper web taken and transported accordingly from the heating roller. This heat loss can be easily compensated by the inductive heating device become. The inductive heater must be at a faster running Only heat paper web more and at a slower running Paper web rather less. This can be especially when you are using a variety change. Here is in the Usually lowered the speed of the paper web over a certain period of time, for example, a splice, ie a connection between two different paper webs to run through the nip. In this section of the procedure, one can reduce the heat output, So that the Here satined paper web is still usable, so not Committee is. This allows a very economical operation of the calender. Even at reduced speed, it is advantageous if you the heating power depending can quickly adjust the paper type.

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.Preferably operates the inductive heating device in dependence from the speed of the heating roller. The speed corresponds with the peripheral speed of the heating roller. When you look at the speed determined, one has a clear criterion for that of the inductive heating device applied heating power.

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.The Task is in a calender of the type mentioned by solved, that the heating roller one on their surface having acting inductive heating, which with a control device in the paper-based fixed quantities as Parameters for controlling the inductive heating device stored are.

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.As explained above in connection with the method, the heating roller of the calender now has two different working heaters, namely a heater which operates in a conventional manner with a heat transfer medium. This heat transfer medium, for example, hot water, hot oil or steam, can be passed through the heat roller and there is a part of its heat to the heating roller. Appropriately, the heat transfer medium is passed through peripheral holes, so axially extending holes, which are arranged in the vicinity of the peripheral surface. In addition, there is now a further heat generation by the inductive heating device. The inductive heating device is able to respond much faster to different heat requirements. If the inductive heating device is turned off, then it generates no more eddy currents and accordingly no heat is generated in the surface of the heating roller. As soon as the inductive heating device is switched off, the temperature of the roller is determined only by the heat transported with the heat transfer medium. Conversely, the inductive heating device is capable of producing relatively high temperatures on the surface of the heating roller. These Temperatures can well exceed those that could previously be achieved with a heat transfer medium. The control device is able to control the sometimes complex interplay between the two heaters and quickly bring the heat roller to the desired heat output due to parameters that are present for the papers to be calendered.

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.Preferably is the heat transfer medium supply device on a base load and the inductive heater on a top load laid out. One can assume that for all or at least one large part the paper types to be calendered a certain amount of heat is required. This amount of heat, which is called the base load can be transported by the heat transfer medium become. If more heat or a higher one Temperature is required, then the inductive heater put into operation. The base load can also be designed this way be that the Heating roller when the inductive heating device is not in operation, remains at a temperature in which it is still manageable.

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.Preferably supplies the heat transfer medium supply device a constant amount of heat and the inductive heating device is connected to the control device verbun the, with which the heating power is changeable. The constant Amount of heat can For example, cover the base load. The control device controls then the actual for the calendering needed a paper type Heating capacity.

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.Preferably the control device is connected to a machine control. Usually a calender is set to a specific paper type. A such setting involves a profile in which a number of Parameters is set, at least pressure and temperature in one Nip. There are already essential parameters via the machine control to disposal You can use these parameters to control the inductive To provide heating device. Additional data entries are then not required, whereby a machine operator is significantly relieved.

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.Preferably if the control device is connected to at least one sensor, determining a parameter of the material web, wherein the control device an allocation device having a value of the parameter assigns a heating power. With such a parameter can For example, it is the moisture of the paper web or their Thick act. The allocation device can either be a curve or family of curves or even two- or multi-dimensional tables in which the association between the parameter and the required Heating power are stored by the inductive heating device.

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.Preferably the inductive heating device has at least one conductor loop with two electrical conductors arranged parallel to the axis of the heating roller, which are traversed by electricity in the opposite direction. Such a heater, which is also referred to as "inductor arrangement", has over conventional inductive heaters that work with multiple coils, whose winding axis extend substantially radially to the heating roller, the advantage of that much higher Heating power to the heating roller transferable are. The current flowing through the conductor loop generates each a magnetic field surrounding each individual conductor. Since the Current flows in opposite direction through the two conductors, results approximately in the middle between the two conductors (relative to the circumferential direction the heating roller) a maximum of the magnetic field. The through the conductor loop flowing Electricity is usual an alternating current, so that the magnetic field changes with time. Through this time-changing Magnetic field will be in the surface the heating roller eddy currents induced, which ultimately generate the heat. If you add one Yoke used, which carries the magnetic field, then one can high magnetic flux densities and accordingly also high changes reach the magnetic induction in the surface of the heating roller.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt die:The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment described in conjunction with the drawing. In it shows:

einzige Fig. eine schematische Ansicht eines Kalanders.single Fig. A schematic view of a calender.

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.The figure shows a calender 1 with a roll stack of three rolls 2 . 3 . 4 , The upper roller 2 is designed as a so-called "soft" roller, ie it has an elastic coating 5 on. The lower roller 4 is also designed as a soft roll and has an elastic coating 6 on. The elastic coverings 5 . 6 are each arranged on a roller body and drawn exaggeratedly thick for reasons of clarity.

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.The middle roller 3 is designed as a heating roller. It has a large number of peripheral holes 7 on that with a heat transfer medium supply device 8th are connected. The heat transfer medium supply device 8th conducts a heat carrier at elevated temperature, such as hot water, hot oil or steam, through the peripheral bores 7 , Usually, the heat transfer medium at an end face of the heating roller 3 fed, then flows through the heat roller 3 back and forth and is taken off at the same end again. Other pass-through configurations, such as just one pass or three passes over the length of the heat roller, are possible. The heat transfer medium supply device 8th is designed for a specific throughput of the heat transfer medium and is able to heat the heat transfer medium at this throughput to a certain temperature.

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.The heating roller 3 forms with the upper roller 2 a first nip 9 and with the lower roller 4 a second nip 10 , These two nips is a web of material 11 passed through a guide roller 12 between the two nips 9 . 10 is deflected by about 180 °. Of course, more than the three illustrated rollers in the calender 1 to be available. Even a calender with only two rolls is possible.

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.To generate a predetermined pressure in the nips 9 . 10 is each of the two soft rolls 2 . 4 with a pressure generating device 13 . 14 provided so that the the nips 9 . 10 continuous material web 11 can be applied with a predetermined pressure.

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.In the calender shown in the figure 1 it is a so-called compact calender, in which the middle heating roller 3 is stored stationary and the pressure in each nip 9 . 10 can be adjusted individually. However, this is not mandatory. It is also possible to use more than the three illustrated rolls and to apply the required pressure to the entire stack of rolls by means of corresponding force transmitters which act on one or both end rolls.

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.The heating roller 3 now has a second heater in the form of an inductor 15 on. The inductor arrangement 15 has two electrical conductors 16 . 17 on, which is parallel to the axis 18 the heating roller 3 extend. The ladder 16 . 17 be from a controller 19 supplied with an alternating current. The ladder 16 . 17 are arranged in the form of a conductor loop, so that the current in the two conductors 16 . 17 always flowing in opposite directions, as by a point in the ladder 16 and a cross in the ladder 17 is indicated.

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.The two ladders are in a yoke 20 arranged. The yoke 20 has a back 21 on, of which an upper thigh 22 , a middle thigh 23 and a lower thigh 24 towards the heating roller 3 protrudes. Between the upper thigh 22 and the middle leg 23 is the one ladder 16 arranged and between the middle leg 23 and the lower leg 24 is the other leader 17 arranged.

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.If now a current through the ladder 16 . 17 flows, then forms a magnetic field, which is the respective conductor 16 . 17 surrounds. The magnetic field of the conductor has 16 a direction of rotation, that of the conductor 17 is opposite. Accordingly, results in the middle leg 23 , in which the two magnetic fields overlap, the strongest magnetic field, ie the highest field density. The magnetic field closes in the heating roller 3 , so that in a region of the middle leg 23 opposite, giving the strongest magnetic field and, accordingly, the strongest magnetic field change. The change of the magnetic field induced in the surface of the heating roller 3 Eddy currents. These eddy currents cause an electrical power loss, which ultimately results in a heating of the heating roller.

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.The of the inductor arrangement 15 , ie the inductive heating device, caused heat to the heating roller 3 can be controlled within wide limits. There are several influencing factors, for example the strength of the current flowing through the conductors 16 . 17 flows, or its frequency.

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.Now with the inductor arrangement 15 Another option is available, the heating roller 3 Heat to supply, you can the heat transfer medium supply device 8th dimension smaller. It expediently puts them on a base load, ie the heat transfer medium supply device must only be able to so much heat transfer medium in the heat roller 3 feed, which causes too high a temperature for any of the types of paper to be calendered. The heat transfer medium supply device 8th can do without control. It can ensure a constant heat transfer.

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.If additional heat, so a higher temperature at the surface of the heat roller 3 , is necessary, this with the help of the inductor arrangement 15 generated. The inductor arrangement must therefore only provide the power available, the difference between that of the heat transfer medium supply device 8th provided base load and any necessary peak load.

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.The use of such an inductive heating device now has the advantage that the heating roller 3 can be brought to different temperatures very quickly, provided that these temperatures is above the temperature caused by the heat transfer medium. For example, if the heat transfer medium provides a surface temperature of 80 ° C, then you can with the help of the inductor arrangement 15 certainly produce surface temperatures of over 200 ° C. But as soon as the inductor order 15 shut down or their power is reduced, cools the surface of the heating roller 3 very quickly on the temperature caused by the heat transfer medium. This is due, inter alia, to the fact that the inductor arrangement 15 the heating roller 3 not, as the heat transfer medium, completely heated, but the heating is limited to near-surface areas.

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.As can be seen from the drawing, the control device 19 with a speed sensor 25 connected. The speed sensor 25 allows a statement about the speed with which the material web 11 through the nips 9 . 10 to be led. One can now use the inductor arrangement 15 speed-dependent control so that always a sufficient amount of heat to transfer to the paper web 11 provided.

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.The control device 19 is also with the pressure generating devices 13 . 14 connected. This is to show that the control device 19 may also be associated with a machine control that controls the overall performance of the calender 1 pretends. So you can from the inductor 15 , ie the inductive heating, generated heat to the current operation of the calender 1 to adjust.

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.The control device 19 is still with a sensor 26 connected, which has a parameter of the material web 11 determined. For example, this parameter may be moisture or thickness. Other parameters are also possible.

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.The control device 19 now has an allocation device 27 on (shown only schematically). In the allocation device 27 is a relationship between that of sensor 26 determined parameters and the amount of heat that the heating roller 3 must be supplied to the web 11 to treat in the desired manner, taking into account this parameter. This assignment can be stored in the form of curves, in the form of calculation instructions or in the form of possibly multi-dimensional tables.

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.Furthermore the controller has an input, not shown, on the she gets notified, which type of paper should be satined. For example, this input can be connected to a selection keyboard be with the machine operator select the paper type. Since this information is usually already present in the calender is, the input can also be connected to the calender control, which specifies, for example, pressure and speed in the calender.

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.With Such a procedure can be a calender even then Use very effectively if the paper type in a day very often must be changed. Some paper mills must be due from customer requirements to change the paper type up to 12 times a day. In In this case you have to just press a button corresponding to the new variety and The calender will then automatically play the deposit for this variety Values on the induction heating on. This allows for a transitional periods reduce the grade change. On the other hand, the amount of scrap that otherwise occurs during a change of variety, drastically reduced.

Claims

Method for operating a calender with at least one heating roller, in which one passes a material web through a nip, which is formed between the heating roller and a counter-element, and there applied with increased pressure and elevated temperature, wherein a heat transfer medium passes through the heating roller, characterized characterized in that with the aid of the heat transfer medium, a first heat component and with the aid of an inductive heating device introduces a second heat component into the heating roller, wherein the inductive heating device is controlled on the basis of paper type-related fixed variables.

Method according to claim 1, characterized in that that he the first heat share leaves constant and the second heat share depending on Operating condition of the calender changed.

Method according to claim 2, characterized in that that he the second heat share temporarily when changing the variety reduced to a minimum value.

Method according to claim 2 or 3, characterized that he with the heat transfer medium a heat base load covers.

Method according to one of claims 2 to 4, characterized that he a heat output transmitted to the roller by the inductive heater dependent on of the speed with which the material web passes through the nip is running.

Method according to claim 5, characterized in that that he the inductive heating device as a function of the speed of the Heating roller operates.

Calender with at least one heat roller, which is connected to a heat transfer medium supply device and egg with a counter element Nip, through which a material web is guided, and with a device for generating a predetermined pressure in the nip, characterized in that the heating roller ( 3 ) an inductive heating device acting on its surface ( 15 ) provided with a control device ( 19 ) in the paper sort-related fixed quantities as parameters for controlling the inductive heating device ( 15 ) are stored.

Calender according to claim 7, characterized in that the heat transfer medium supply device ( 8th ) to a base load and the inductive heating device ( 15 ) is designed for a top load.

Calender according to claim 7 or 8, characterized in that the heat transfer medium supply device ( 8th ) provides a constant amount of heat and the inductive heating device ( 15 ) with the control device ( 19 ) is connected, with which the heating power is variable.

Calender according to Claim 9, characterized in that the control device ( 19 ) with a machine control ( 13 . 14 ) connected is.

Calender according to Claim 9 or 10, characterized in that the control device ( 19 ) with at least one sensor ( 26 ), which has a parameter of the material web ( 11 ), wherein the control device ( 19 ) an allocation device ( 27 ), which assigns a value of the parameter to a heating power.

Calender according to one of claims 7 to 11, characterized in that the inductive heating device ( 15 ) at least one conductor loop with two paraxial to the heating roller ( 3 ) arranged electrical conductors ( 16 . 17 ), which are traversed by electricity in the opposite direction.