DE19723519A1

DE19723519A1 - calender

Info

Publication number: DE19723519A1
Application number: DE19723519A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr Brendel; Peter Dr Svenka
Original assignee: Kuesters Beloit & Co Kg 47805 Krefeld De GmbH; Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG; Kuesters Beloit GmbH and Co KG
Current assignee: Eduard Kuesters Maschinenfabrik & Co Kg 478 GmbH
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 1998-12-10
Also published as: ATE225880T1; DE59805869D1; EP0882838A1; EP0882838B1

Abstract

At least one intermediate roller, in a calender assembly, has a keyed roller axis to take a hollow cylindrical and rotating roller core. The hollow cylinder of the roller core (10) has a vertical support at the roller axis (14), for a simple support system at the end side.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kalander zur Behandlung einer Papierbahn. Ein Kalander umfaßt einen vertikal angeordneten Stapel von Walzen, von denen bei modernen Kalandern die oberste und die unterste Walze Durch biegungseinstellwalzen sind. Die zwischen diesen beiden Walzen angeord neten Walzen sollen hier und im folgenden als "Mittelwalzen" bezeichnet werden.The invention relates to a calender for treating a paper web. A calender comprises a vertically arranged stack of rolls, of the top and bottom rollers in modern calenders are bend adjustment rollers. The arranged between these two rollers Neten rolls are referred to here and hereinafter as "middle rolls" will.

Die zu behandelnde Papierbahn durchläuft die paarweise von den Walzen begrenzten Arbeitsspalte, die gewöhnlich in Anlehnung an den angelsäch sischen Sprachgebrauch als "Nip" bezeichnet werden. In den Nips wird der Papierbahn Umformarbeit in Form von Druckspannung und Wärme zugeführt, um der Papierbahn bestimmte Oberflächeneigenschaften zu verleihen und eine gewünschte Dichte herbeizuführen. Die Nips werden zwischen einer harten Walze und einer mit einem elastischen Bezug versehenen Walze gebildet.The paper web to be treated passes through the rollers in pairs limited working column, usually based on the Anglo-Saxon sic usage can be called "nip". In the nips the Paper web forming work in the form of compressive stress and heat supplied, to give the paper web certain surface properties and bring about a desired density. The nips are between one hard roller and a roller provided with an elastic cover educated.

Im untersten Nip des Walzenstapels erzeugen die Eigengewichte der da rüber angeordneten Walzen eine resultierende Druckspannung, die ein vorgegebenes Höchstmaß nicht überschreiten darf. Die Druckspannung ver ringert sich in den einzelnen Nips von unten nach oben entsprechend den Eigengewichten der jeweils oberhalb des betreffenden Nips angeordneten Walzen. Da die Druckspannung bei der Behandlung der Papierbahn im Nip die Umformarbeit leistet, wäre es wünschenswert, sie möglichst gleich förmig auf alle Nips zu verteilen. Sie könnte beispielsweise in allen Nips auf das Niveau der im untersten Nip herrschenden Druckspannung angehoben werden und dann entsprechend auch die Umformarbeit leisten.In the bottom nip of the roll stack, the dead weights of the da are generated arranged over a resulting compressive stress, the one must not exceed the specified maximum. The compressive stress ver wrestles in the individual nips from bottom to top according to the Dead weights of each arranged above the nip in question Rollers. Since the compressive stress in the treatment of the paper web in the nip does the forming work, it would be desirable to do it as soon as possible to be distributed over all nips. You could, for example, in all Nips to the level of the compressive stress in the lowest nip are raised and then also perform the forming work accordingly.

Es ist bekannt, wenigstens das Eigengewicht der sogenannten überhängen den Lasten zu kompensieren oder sogar zu überkompensieren (WO 95/14813). Die entsprechenden Vorrichtungen greifen notwendigerweise an den mit den Walzenballen fest verbundenen Walzenzapfen an und führen zu Biegemomen ten, die auf die Walzenballen wirken, mit dem Ergebnis, daß die im Nip wirksame Druckspannung über die Länge der Walzen (oder über die Breite des Kalanders) ungleichförmig wird. Bei Überkompensation der überhän genden Lasten verstärkt sich dieser Effekt natürlich.It is known to overhang at least the dead weight of the so-called to compensate for the loads or even to overcompensate (WO 95/14813). The corresponding devices necessarily engage with the Roll bales firmly connected roller pins and lead to bending moments ten that act on the roller bales, with the result that the in the nip effective compressive stress over the length of the rollers (or across the width of the calender) becomes non-uniform. With overcompensation of the overhang This effect is of course intensified under heavy loads.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kalander zu schaffen, bei dem die an den Walzenzapfen angreifenden Kräfte keine Biegemomente an den Walzen ballen hervorrufen.The object of the invention is to provide a calender in which the forces acting on the roll neck no bending moments on the rolls cause bales.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine, vorzugsweise alle Mittelwalze(n) einen Hohlzylinder umfaßt (umfassen), der auf einer durchgehenden Achse gelagert ist. Auf diese durchgehende Achse wirken natürlich die an ihren Enden angreifenden Kräfte und de formieren sie, doch wird der als Walzenballen dienende Hohlzylinder dadurch nicht deformiert. This object is achieved in that at least one, preferably all center roll (s) comprise a hollow cylinder, which is mounted on a continuous axis. On this continuous Of course, the forces acting on their ends and de act on the axis form them, but the hollow cylinder serving as the roll bale becomes not deformed.

Das Problem der ungleichförmigen Druckspannungsverteilung über die Nip länge konnte bisher durch das Vorsehen von oberen und unteren Durch biegungseinstellwalzen und/oder Kompensieren überhängender Lasten nur zum Teil gelöst werden. Die erfindungsgemäße Mittelwalze ermöglicht nun, wenn der Hohlzylinder sich über Pendelwälzlager an der Achse abstützt, das Problem tatsächlich zu beheben. Diese Pendelwälzlager verhindern, daß Biegedeformationen auf den Hohlzylinder oder Walzenmantel übertragen werden. Wenn der Hohlzylinder sich über hydrostatische Lager an der Achse abstützt, kann eine feinfühlige Steuerung aller auf den Mantel wirkenden Kräfte erreicht werden. Solche Lager können nämlich mit einem Druck beaufschlagt werden, der ausreicht, die überhängenden Gewichte zu kompensieren sowie das Eigengewicht des Hohlzylinders teilweise oder vollständig zu kompensieren oder sogar zu überkompensieren. Man hat es dann in der Hand, die Druckspannung in den einzelnen Nips beliebig zu wählen, um beispielsweise Tiefdruckpapiere mit einer möglichst geringen Anzahl von durchlaufenen Nips zu satinieren.The problem of the uneven pressure distribution across the nip length could previously be provided by the provision of upper and lower through bend adjustment rollers and / or compensation of overhanging loads only partially solved. The center roll according to the invention now enables if the hollow cylinder is supported on the axle via spherical roller bearings, to actually fix the problem. These spherical roller bearings prevent that bending deformations are transmitted to the hollow cylinder or roll shell will. If the hollow cylinder is attached to the hydrostatic bearing Axis supports, sensitive control of everything on the jacket acting forces can be achieved. Such bearings can namely with one Pressure is applied that is sufficient to overhang the weights partially compensate for the dead weight of the hollow cylinder or to fully compensate or even overcompensate. You have it then in the hand, the compressive stress in the individual nips arbitrarily choose, for example, gravure papers with the lowest possible Number of nips passed through to satin.

In Horizontalrichtung sind die Walzen nicht abgestützt, so daß sich bei Deformationen - hervorgerufen beispielsweise durch Antriebskräfte eines Zentralantriebs - ein ungleichförmiger Nip ausbildet. Dieses Problem läßt sich aber entsprechend einem früheren Vorschlag der Anmelderin in P 196 50 576.3 dadurch lösen, daß die Drehmomente beiden jeweils einen Nip begrenzenden Walzen zugeführt werden und die Leistungen der Antriebsmo toren so geregelt werden, daß die horizontalen Deformationen der Walzen minimiert werden. Auf diese Weise läßt sich die Nipgeometrie beherr schen, und es werden keine Schubspannungen über die Papierbahn und die elastischen Walzenbezüge übertragen. Dieses Konzept ist auch bei dem Kalander gemäß der vorliegenden Erfindung mit Vorteil anwendbar.The rollers are not supported in the horizontal direction, so that at Deformations - caused, for example, by a driving force Central drive - forms a non-uniform nip. This problem However, according to an earlier proposal by the applicant in P Solve 196 50 576.3 in that the torques each have a nip limiting rollers are fed and the power of the drive motor gates are regulated so that the horizontal deformations of the rollers be minimized. In this way, the nip geometry can be mastered and there are no shear stresses over the paper web and the transfer elastic roller covers. This concept is also with the Calenders according to the present invention can be used with advantage.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachstehend unter Bezugnahme auf die se erläutert.Embodiments of the invention are in the accompanying drawings schematically illustrated and are described below with reference to the se explained.

Fig. 1 zeigt schematisch im Axialschnitt eine erste Ausführungsform einer Mittelwalze für den Kalander gemäß der Erfindung, Fig. 1 a first embodiment is a diagrammatic axial section of a center roll of the calender according to the invention,

Fig. 2 zeigt im Teil-Axialschnitt eine zweite Ausführungsform, Fig. 2 shows in partial axial section of a second embodiment,

Fig. 3 ist ein Radialschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. 3 is a radial sectional view along line 3-3 of Fig. 2,

Fig. 4 ist ein Teil-Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform, Fig. 4 is a partial axial section of a further embodiment,

Fig. 5 ist ein Radialschnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4, Fig. 5 is a radial sectional view along line 5-5 of Fig. 4,

Fig. 6 bzw. 7 sind Axialschnitte weiterer Ausführungsformen, und FIGS. 6 and 7 are axial sections of further embodiments of, and

Fig. 8 bzw. 9 zeigen in Seitenansicht Ständer von Kalandern, in denen die erfindungsgemäßen Mittelwalzen montiert sind. FIGS. 8 and 9 show in side view stand of calenders, in which the intermediate rolls according to the invention are mounted.

Fig. 1 zeigt im schematischen Axialschnitt eine Mittelwalze. Der hohl zylindrische Walzenmantel 10 ist über Pendel-Wälzlager 12 auf der Achse 14 abgestützt. Die Pendel-Wälzlager verhindern, daß Durchbiegungen der Achse 14 auf den Walzenmantel 10 übertragen werden, im Gegensatz zu herkömmlichen Walzenkonstruktionen, bei denen der Walzenballen mit Lagerzapfen versehen ist. Die Achse 14 ist als Balken ausgebildet, der sich über sphärische Schalen 16 entweder unmittelbar in dem Ständer 18 abstützt oder aber in Hebeln, die an die Ständer angelenkt sind, wie dies im Kalanderbau an sich bekannt ist. Die Mittel für den Drehantrieb des Walzenmantels sind nicht dargestellt; vorzugsweise wird man geregel te Synchron- oder Asynchronmotoren verwenden, die aus Umrichtern ge speist werden. Fig. 1 shows a center roll in schematic axial section. The hollow cylindrical roller jacket 10 is supported on the axle 14 via self-aligning roller bearings 12 . The self-aligning roller bearings prevent deflections of the axis 14 from being transmitted to the roller jacket 10 , in contrast to conventional roller designs in which the roller barrel is provided with bearing journals. The axis 14 is designed as a bar, which is supported via spherical shells 16 either directly in the stand 18 or in levers which are articulated to the stand, as is known per se in calender construction. The means for the rotary drive of the roll shell are not shown; preferably one will use regulated synchronous or asynchronous motors which are fed from converters.

Fig. 2 und 3 zeigen eine Abwandlung der Grundkonzeption nach Fig. 1. Hier sind die Pendel-Wälzlager 12 nicht direkt auf der Achse 14 abge stützt, sondern mittels Kulisse 20 in Vertikalrichtung beweglich, was eine Reduzierung des Einflusses überhängender Lasten sowie eine einfache Ständerbauweise ermöglicht. Fig. 2 and 3 show a modification of the basic design of FIG. 1. Here, the spherical roller bearing 12 is not directly abge on the axis 14 is supported but movable in vertical direction by means of gate 20, resulting in a reduction in the influence of overhanging loads as well as a simple frame construction enables.

In der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 wird die Kulisse 20 mittels einer hydrostatischen Abstützung 22 gehalten, was den Einfluß über hängender Lasten vollständig zu eliminieren vermag und eine teilweise oder vollständige Kompensation oder Überkompensation des Eigengewichts des Hohlzylinders ermöglicht. Die Anspeisung der hydrostatischen Ab stützung 22 erfolgt über die Bohrung 24 in der Achse 14. Die Rückleitung des Hydraulikfluids, Dichtungen und so weiter sind nicht dargestellt; diese Elemente sind aus den bekannten Konstruktionen von Durchbiegungs einstellwalzen an sich bekannt und können übernommen werden.In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, the link 20 is held by means of a hydrostatic support 22 , which can completely eliminate the influence of suspended loads and enables partial or complete compensation or overcompensation of the dead weight of the hollow cylinder. The supply of the hydrostatic support 22 takes place via the bore 24 in the axis 14th The return line of the hydraulic fluid, seals and so on are not shown; these elements are known per se from the known constructions of deflection adjusting rollers and can be adopted.

Die Ausführungsform nach Fig. 6 unterscheidet sich von der nach Fig. 4 durch zusätzliche hydrostatische Abstützungen 30 im Bereich der W-Punk te, wobei diese Abstützungen ähnlich der hydrostatischen Abstützung 22 ausgebildet sein können, der Einfachheit halber aber nur als Pfeil ange deutet sind. Auf diese Weise läßt sich das Linienkraftprofil egalisie ren.The embodiment according to FIG. 6 differs from that according to FIG. 4 by additional hydrostatic supports 30 in the area of the W point, these supports being able to be designed similarly to the hydrostatic support 22 , but for the sake of simplicity are only indicated as an arrow. In this way, the line force profile can be equalized.

Schließlich zeigt Fig. 7 eine Ausführungsform, bei der der Walzenmantel auf seiner gesamten Arbeitslänge hydrostatische Abstützungen 30, als Pfeil angedeutet, aufweist. Hier läßt sich eine vollständige Entkopplung der Kräfte aller Nips im Stapel erreichen.Finally, FIG. 7 shows an embodiment in which the roll shell has hydrostatic supports 30 , indicated as an arrow, along its entire working length. A complete decoupling of the forces of all nips in the stack can be achieved here.

Fig. 8 ist eine schematische Seitenansicht eines Kalanders mit fünf Walzen, von denen die drei Mittelwalzen 50, 52 und 54 erfindungsgemäß ausgebildet sind, während die obere Walze 56 und die untere Walze 58 Durchbiegungseinstellwalzen sind. Die Achsen der Mittelwalzen sind in Hebeln 60 montiert, die die genaue Positionierung der Mittelwalzen wie auch das Trennen des Walzenstapels ermöglichen. Fig. 8 is a schematic side view of a calender with five rolls, the three center rolls 50 , 52 and 54 are formed according to the invention, while the upper roll 56 and the lower roll 58 are deflection adjustment rolls. The axes of the center rolls are mounted in levers 60 which enable the center rolls to be positioned exactly as well as to separate the stack of rolls.

Fig. 9 zeigt ähnlich wie Fig. 8 einen Kalander mit den fünf Walzen 50 bis 58. Die Achsen der Mittelwalzen sind starr eingespannt; die Positio nierung der Walzenzylinder bzw. das Trennen der Walzen erfolgen mittels der Kulissenführung nach Fig. 2 und 3, gegebenenfalls unterstützt durch die hydrostatischen Abstützungen nach Fig. 4 und 5. Fig. 9 is similar to FIG. 8, a calender with the five rolls 50 to 58. The axes of the center rolls are clamped rigidly; the positioning of the roller cylinders or the separation of the rollers take place by means of the link guide according to FIGS. 2 and 3, optionally supported by the hydrostatic supports according to FIGS. 4 and 5.

Bei beiden Kalanderausführungen sind alle fünf Walzen mit einem eigenen Antrieb ausgestattet, was nur symbolisch angedeutet ist.In both calender designs, all five rolls have their own Drive equipped, which is only symbolically indicated.

Es versteht sich aber, daß die erfindungsgemäßen Mittelwalzen auch bei konventionellen Kalandern mit Zentralantrieb einsetztbar sind.It goes without saying, however, that the center rolls according to the invention also at conventional calenders with a central drive can be used.

Claims

1. Calender with an upper deflection adjustment roller, a lower deflection adjustment roller and intermediate rollers arranged between the deflection adjustment rollers, characterized in that at least one of the middle rollers comprises a hollow cylinder which can be driven to rotate and is mounted on a rotationally fixed axis.

2. Calender according to claim 1, characterized in that the Hollow cylinder is supported by roller bearings.

3. Calender according to claim 1 or 2, characterized in that the hollow cylinder is vertically displaceable relative to the axis.

4. Calender according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the hollow cylinder is supported by means of hydrostatic bearings.

5. Calender according to one of the preceding claims, characterized characterized in that all center rollers driven hollow cylin of include, which are mounted on rotationally fixed axes.

6. A method of operating a calender according to claim 4, characterized characterized in that the hydrostatic bearing with a dead weight of the hollow cylinder compensating pressure can be applied.