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Die
Erfindung betrifft eine Kalanderanordnung mit mindestens zwei Kalandern
zum Kalandrieren von einer faserhaltigen Bahn wie beispielsweise Papier
oder Karton.
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Aus
dem Stand der Technik ist beispielsweise aus der
EP 1 220 965 B1 ein Kalander
bekannt, der mehrere Walzenspalte oder Nips zum Kalandrieren dadurch
verwirklicht hat, dass Kalander mit nur einem Walzenspalt in Reihe
hintereinander geschaltet sind. In Kalandern zum Kalandrieren von
Papier ist es bekannt, harte und weiche Walzen so miteinander zu
kombinieren, so dass die Walzenspalte jeweils zwischen einer harten
und einer weichen Walze gebildet werden. Dadurch wird die Oberfläche
des Papiers unterschiedlich behandelt und im Erscheinungsbild verändert,
d. h. das Papier hat gewissermaßen eine Vorder- und eine
Rückseite.
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Falls
dieser Unterschied nicht erwünscht ist, ist im Kalander
dafür zu sorgen, dass das Papier einen weiteren Walzenspalt
durchläuft, in dem das Papier auf Walzen mit der entgegengesetzten
Zusammenstellung stößt, d. h. die zuvor von der
weichen Walze kalandrierte Seite des Papiers berührt nunmehr
eine harte Walze, während die Seite des Papiers, die zuvor
auf der Seite der harten Walze war, nunmehr der weichen Walze gegenüberliegt.
Dies wird in dem vorgenannten Stand der Technik dadurch erreicht,
dass im zweiten Kalander das Walzenpaar umgedreht ist. Auf diese
Weise berührt die Seite des Papiers, das zuvor die weiche
Walze berührt hatte, nunmehr die harte Walze im zweiten
Kalander. Die analoge Überlegung gilt für die
andere Seite des Papiers.
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Kombinationen
aus harten und weichen Walzen, die beheizt werden, sind ferner der
US-A-5 123 340 beschrieben.
Ausweislich dieser Druckschrift soll jedes Paar von Walzen eines
Kalanders eine harte Walze in Form einer beheizten Metallwalze und
eine weiche Walze haben, d. h. eine mit einer nachgiebigen Schicht
beschichtete Walze. Auch die nachgiebig beschichtete Walze kann
an ihrer Oberfläche beheizt sein.
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Die
Reihenschaltung von Kalandern, wie sie in der vorgenannten Europäischen
Veröffentlichung beschrieben ist, hat jedoch den Nachteil,
dass im Falle der Wartung, wie z. B. der häufige Walzenwechsel in
Kalandern, oder bei anderen Instandsetzungsarbeiten, der gesamte
Kalander stillgelegt werden muss. Wenn der Kalander das Papier symmetrisch mittels
zwei aufeinanderfolgenden Walzenspalten behandeln soll, muss der
Lehre der Europäischen Veröffentlichung folgend
im zweiten Kalander eine umgekehrte Walzenanordnung getroffen werden
als im ersten Kalander. Dies bedeutet, dass wiederum für
jeden Kalander ein speziell angefertigter Rahmen verwendet werden
muss, wodurch die Zahl verschiedener Einzelteile spürbar
ansteigt und der Preis für solche Kalanderanlagen steigt.
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Demgegenüber
ist es Aufgabe der Erfindung, eine Kalanderanordnung vorzuschlagen,
die pannensicher ist und mit der unter Verwendung baugleicher Kalander
die gleiche Bearbeitung der zu kalandrierenden faserhaltigen Bahn
möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Kalanderanordnung gemäß Schutzanspruch
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den übrigen Ansprüchen aufgezeigt.
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Erfindungsgemäß hat
die Kalanderanordnung mindestens zwei Kalander, die jeweils einen Walzenstapel
in Form einer durchbiegungskompensierten Walze und einer Mattkalandrierwalze
haben. Beiderseits von mindestens einem der Kalander ist ein Führungswalzenpaar
vorgesehen, durch die die Bahn so gefädelt werden kann,
dass die Bahn an dem Walzenspalt des betreffenden Kalanders vorbeigeführt
werden kann, ohne diesen zu passieren.
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Dazu
kann mindestens eine Walze des Führungswalzenpaars höhenversetzt
zu den beiden Kalandrierwalzen angebracht sein, so dass ihr Umfang mindestens
auf einer Seite, d. h. oben oder unten, vertikal über den
Walzenstapel vorsteht, so dass eine über diese Führungswalze
laufende Bahn an dem Walzenstapel vorbeigeführt wird. Vorzugsweise
sind diese Führungswalzen bezüglich des Walzenstapels symmetrisch
angeordnet und es ergibt sich eine gerade Bahnführung an
dem Walzenstapel vorbei. Es ist anzumerken, dass es auch ausreichend
sein kann, wenn nur eine Führungswalze derart vom Walzenstapel
beabstandet wird, dass auch eine innerhalb der vertikalen Erstreckung
des Walzenstapels liegende Führungswalze, die eine Bahn
abgibt, in freier Sichtverbindung mit der erstgenannten Führungswalze
des anderen Walzenpaars ist, so dass hier ein freier Bahnlauf zwischen
diesen beiden Führungswalzen möglich ist.
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Die
Führungswalzen können als Ausstreichwalzen oder
Breitstreckwalzen ausgeführt sein und unmittelbar am Kalanderrahmen
oder davon getrennt unterhalb des Kalanders angeordnet sein. Bei
der Anordnung unterhalb des Kalanders bietet eine Unterbringung
unterhalb des Bodenniveaus, d. h. im Keller, Vorteile hinsichtlich
der Bauhöhen von Kalanderrahmen und/oder Gebände.
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Gleichermaßen
ist eine Ausführung der Führungswalzen als Leitwalzen
in der Erfindung anwendbar.
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Die
in dieser Beschreibung und den Ansprüchen verwendeten Begriffe
Führungswalze und Umlenkwalze umfassen nicht abschließend:
Ausstreichwalzen, Breitstreckwalzen und Leitwalzen.
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Mit
der erfindungsgemäßen Kalanderanordnung kann eine
entsprechend angeordnete Umlenkwalze gesehen werden, so dass sich
durch Hinzufügen einer einzelnen weiteren Walze die Möglichkeit ergibt,
die Bahn zunächst in einer Richtung durch den ersten Walzenspalt
zu führen, die Bahn dann zu wenden, und in Gegenrichtung
durch den anderen Walzenspalt zu führen, so dass sich zwangsläufig
die gleiche Bearbeitung beider Bahnseiten als Endergebnis ergibt.
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Zur
Vereinfachung des Aufbaus kann vorgesehen sein, dass zwischen zwei
benachbarten Kalandern ein gemeinsames Führungswalzenpaar
vorgesehen ist, es ist aber auch möglich, dass das Führungswalzenpaar
zwischen den Kalandern doppelt vorhanden ist, und lediglich Teile
davon genutzt werden, wenn diese Vorgehensweise hinsichtlich der Herstellungskosten
im Sinne der Baugleichheit der einzelnen Kalander günstig
ist, oder eine Redundanz zur Erhöhung der Betriebssicherheit
gewünscht ist.
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Für
das Kalandrieren der faserhaltigen Bahn wird eine durchbiegungskompensierte
Walze oder eine Walze mit Durchbiegungsausgleich eingesetzt. Diese
Walzenform ist dem Fachmann bekannt, so dass hier diesbezügliche
Ausführungen entfallen können. Die zweite Walze
zur Bildung des kalandrierenden Walzenspalts kann eine nachgiebig
beschichtete Walze oder eine sogenannte weiche Walze sein. Diese
Walze ist vorzugsweise beheizt oder gekühlt. Alternativ
kann auch eine beheizte oder gekühlte harte Metallwalze
mit mattierter Oberfläche eingesetzt werden, um das gewünschte
matt kalandrierte Papier zu erzeugen.
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Die
Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsformen nachfolgend
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Darin
zeigt
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1 eine
Kalanderanordnung mit einer ersten Bahnführung;
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2 eine
Kalanderanordnung mit einer zweiten Bahnführung;
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3 eine
Kalanderanordnung mit einer dritten Bahnführung; und
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4 eine
Kalanderanordnung mit einer vierten Bahnführung.
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Beginnend
mit 1 wird eine Kalanderanordnung erläutert,
die in allen Figuren baugleich dargestellt ist. Teilweise werden
Führungswalzen, die in den Figuren gezeigt sind, nicht
unmittelbar für die Bahnführung benutzt. In diesem
Fall können diese Führungswalzen entweder weggelassen
werden oder sie werden für eine andere Form der Bahnführung
bereitgehalten. Der nachfolgend verwendete Begriff erfasst auch
Breitstreckwalzen, Ausstreichwalzen und Leitwalzen.
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1 zeigt
eine Kalanderanordnung mit zwei Kalandern 10 und 20.
Der in 1 linke Kalander 10 hat ein Fundament 1,
ein Gestell 13 und Walzen 11 und 12.
Zwischen den Walzen 11 und 12 ist der Walzenspalt
gebildet, in dem die durch ihn hindurchgeführte Bahn W
in der gewünschten Weise behandelt wird. Die Walze 12 kann
eine durchbiegungskompensierte Walze sein, während die
Walze 11 eine nachgiebig beschichtete Walze oder eine beheizte Metallwalze
mit oder ohne mattierter Oberfläche sein kann.
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Der
rechte Kalander 20 hat ebenfalls Walzen 21 und 22,
die zusammen den Walzenspalt bilden und am Gestell 23 gehalten
sind. Die Walze 21 kann die gleiche Walze sein wie die
Walze 11, und die Walze 22 kann die gleiche durchbiegungskompensierte Walze
sein wie die Walze 12. Der Kalander 20 steht auf
einem Fundament 2, das über geeignete Verbindungsmittel 5 mit
dem Fundament 1 des Kalanders 10 fest verbunden
ist.
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Auf
den Fundamenten 1, 2 ist ein Gestell 6 errichtet,
das ein Paar Führungswalzen 33 und 34 trägt. Ähnliche
Führungswalzen 31 und 32 finden sich
auf der linken Seite des Kalanders 10, wobei auf eine Darstellung
des Gestells verzichtet wurde. Ein weiteres Führungswalzenpaar 35, 36 ist
auf der rechten Seite des zweiten Kalanders 20 angeordnet. Auch
hier wird auf eine Darstellung des Gestells verzichtet.
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Auf
der rechten Seite in 1 ist ein Aufroller 4 – hier
lediglich schematisch – dargestellt. Oberhalb des ersten
Kalanders 10 und des zweiten Kalanders 20 sind
zwei weitere Führungswalzen 38 bzw. 37 gezeigt,
die in 1 nicht in den Bahnverlauf 100 eingebunden
sind und deren Funktion später erläutert wird.
Ebenso ist die Führungswalze 32 in 1 ebenfalls
nicht in den Bahnverlauf 100 eingebunden und könnte
folglich auch weggelassen werden. Um verschiedene Bahnverläufe
in dieser Kalanderanordnung zu verwirklichen, ist die Walze 32 hier
vorgesehen und wird bereitgehalten.
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Die
Bahn W läuft in 1 von links nach rechts. Dabei
folgt sie dem mit dem Bezugszeichen 100 gekennzeichneten
Bahnverlauf, gemäß dem die Bahn über
die Führungswalze 31 läuft, dann den Walzenspalt 7 des
ersten Kalanders 10 durchläuft und zur oberen
Führungswalze 33 des Führungswalzenpaars 33, 34 am
Gestell 6 geführt wird. Wie 1 zeigt,
umläuft die Bahn W von dort die untere Führungswalze 34 zwischen
den Kalandern 10 und 20, passiert den Walzenstapel 21, 22 des
Kalanders 20 unter der unteren Walze 22 und erreicht
dann die Führungswalze 36. Von der Führungswalze 36 wird die
Bahn W über die Führungswalze 35 zum
Aufroller 4 geführt.
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Der
Bahnverlauf 100 in der Darstellung gemäß 1 ist
also ein Führen der Bahn durch den Walzenspalt 7 des
ersten Kalanders 10, während die Bahn W dann am
zweiten Walzenspalt 8 des zweiten Kalanders 20 vorbei
zum Aufroller 4 geführt wird. Somit kann der zweite
Kalander 20 entweder in Reserve bereitgehalten werden oder
es können Wartungsarbeiten wie ein Walzenwechsel oder ähnliches
daran durchgeführt werden. Zudem kann im Pannenfall der Betrieb
des zweiten Kalanders eingestellt und die Bahn trotzdem weiterhin
in einem Walzenspalt kalandriert werden.
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2 zeigt
in einer zur 1 baugleichen Kalanderanordnung
eine andere Bahnführung 200, die den Walzenspalt 8 des
zweiten Kalanders 20 zum Kalandrieren einsetzt, während
der erste Walzenspalt 7 des ersten Kalanders 10 umgangen
wird. Von links in 2 kommend ist die Bahn W um
die Führungswalzen 31 und 32 gewunden,
so dass die Bahn W unterhalb der unteren Walze 12 des Walzenstapels
des ersten Kalanders 10 vorbei zur Führungswalze 34 am
Gestell 6 zwischen den beiden Kalandern 10 und 20 geführt
ist. Von der Führungswalze 34 kommend ist die
Bahn W um die Walze 33 am Gestell 6 geschlungen
und wird von dort in den Walzenspalt 8 des zweiten Kalanders 20 zwischen
den Walzen 21 und 22 geführt. Dort wird
die Bahn kalandriert. Vom Walzenspalt 8 kommend ist die
Bahn um die Führungswalze 35 gelegt und läuft
von dort zum Aufroller 4. In dieser Anordnung sind die
Führungswalzen 36, 37, 38 nicht
genutzt, und könnten weggelassen werden. Um aber die mehrfache
Funktionalität der Kalanderanordnung beizubehalten, können
diese Führungswalzen auch vorgesehen und lediglich in dieser Betriebsform
ungenutzt bleiben.
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3 zeigt
eine Bahnführung 300 in einer Kalanderanordnung,
die baugleich ist mit den Kalanderanordnungen aus den 1 und 2.
Im vorliegenden Fall ist durch die Bahnführung 300 ermöglicht,
dass die Bahn W nacheinander durch beide Walzenspalte 7 und 8 der
beiden Kalander 10 und 20 geführt ist.
Mit der Bahnführung 300 ist die Bahn so durch
die Kalanderanordnung geführt, dass ihre eine Seite im
ersten Walzenspalt 7 die obere Walze 11 berührt,
während dieselbe Seite der Bahn im Walzenspalt 8 des
zweiten Kalanders 20 die untere Walze 22 berührt.
Wie oben bereits ausgeführt wurde, sind unterschiedliche
Walzen 11 und 12 bzw. 21 und 22 verwendet,
so dass durch die Bahnführung 300 in 3 ein
seitengleiches Kalandrieren der Bahn W erreicht wird.
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Im
Einzelnen wird die Bahn W in 3 von links
kommend über die Führungswalze 31 in
den Walzenspalt 7 des ersten Kalanders 10 geführt,
der zwischen den Walzen 11 und 12 ausgebildet
ist. Von dort gelangt die Bahn W zur Führungswalze 33 am Gestell 6 und
von dort kommend umläuft die Bahn die über dem
zweiten Kalander 20 angeordnete Umlenkwalze 37,
die der Einfachheit halber ohne das sie tragende Gestell dargestellt
ist. Von dort läuft die Bahn W zur Führungswalze 35 des
rechten Führungswalzenpaars 35, 36 hinter
dem zweiten Kalander 20 und läuft von dort entgegengesetzt
zu der ursprünglichen Zuführrichtung der Bahn
nun von rechts nach links in den Walzenspalt 8 des zweiten
Kalanders 20, der zwischen den Walzen 21 und 22 gebildet
ist.
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Von
dort kommend gelangt die Bahn zur Führungswalze 34,
wird umgelenkt und zur Führungswalze 36 hinter
dem zweiten Kalander 20 geführt. In der Walze 34 am
Gestell 6 ändert die Bahn ihre Laufrichtung um
nahezu 180 Grad. Von der Führungswalze 36 ist
die Bahn dann zum Aufroller 4 geführt und wird
aufgerollt. Die Führungswalzen 32 und 38 sind
in der vorliegenden Anwendung mit der Bahnführung 300 nicht
eingebunden, können aber ungenutzt vorgesehen sein.
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4 zeigt
schließlich eine Bahnführung 400 in einer
Kalanderanordnung, die baugleich mit den Kalanderanordnungen ist,
die in den 1 bis 3 gezeigt
ist. Analog der 3 wird mit der Bahnführung 400 die
Bahn auf beiden Seiten auf die gleiche Weise behandelt, indem eine
Wendeschleife vorgesehen ist, so dass die zunächst obere
Seite der Bahn im Walzenspalt 7 des ersten Kalanders 10 im zweiten
Walzenspalt 8 des zweiten Kalanders 20 unten ist.
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In 4 wird
die Bahn W von links kommend um die Führungswalze 32 geführt
und läuft von dort unter dem Walzenstapel 11, 12 des
ersten Kalanders 10 hindurch zur Führungswalze 34 des
mittleren Führungswalzenpaars am Gestell 6. Von
der Führungswalze 34 ausgehend durchläuft
die Bahn W entgegen ihrer ursprünglichen Zuführrichtung
den Walzenspalt 7 des ersten Kalanders 10 zwischen
den Walzen 11 und 12 von rechts nach links und
gelangt von dort zur Führungswalze 31. Mit Hilfe
der Führungswalze 38 wird die Bahn W nun über
den ersten Kalander 10 hinweg geführt und mittels
Führungswalze 33 an dem Gestell 6 dem
Walzenspalt 8 des zweiten Kalanders 20, der zwischen
den Walzen 21 und 22 gebildet ist, zugeführt.
Vom Walzenspalt 8 kommend umläuft die Bahn W die
Führungswalze 35, bevor sie am Aufroller 4 aufgewickelt
wird. Obwohl in 4 die Führungswalzen 37 und 36 ungenutzt
sind, können sie im Sinne anderer Bahnführungen
ungenutzt bereitgestellt sein.
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In
den vorhergehenden Ausführungen wurde ein Beispiel mit
zwei Kalandern gezeigt, die hintereinander angeordnet sind. Natürlich
können diese Kalander auch noch mehrfach vorgesehen werden,
dies hängt vom jeweiligen Erfordernis eines Kalandrierergebnisses
ab. Ferner ist anzumerken, dass die in den Figuren gezeigte symmetrische
Anordnung der Führungswalzen sowie deren symmetrischer
Abstand zum jeweiligen Walzenspalt lediglich zeichnerische Freiheit
darstellt; bei der praktischen Umsetzung der Erfindung in ausgeführten
Anlagen können die Walzen auch anders angeordnet sein,
insbesondere hinsichtlich ihrer vertikalen Positionen. Wesentlich
ist, dass die Kalanderanordnung wenigstens an einem Kalander beidseitig
des Kalanders vorhandene Führungswalzenpaare aufweist,
mit denen die Bahn an dem zugeordneten Walzenspalt vorbeigeführt
werden kann. Auf diese Weise lässt sich ein Betrieb mit nur
einem Kalander unter Umgehung des anderen Kalanders bewerkstelligen.
Durch die vorgeschlagene Maßnahme, Führungswalzen
derart vorzusehen, dass die Bahn an dem Walzenstapel vorbeigeführt werden
kann, ohne den Walzenspalt zu passieren, lassen sich auch andere
Betriebszustände wie die Bahnführungen 300 und 400 aus
den 3 und 4 verwirklichen.
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Die
in den Figuren lediglich schematisch gezeigte Kalanderanordnung
kann mit den üblichen Mitteln zum Kalandrieren, insbesondere
Hilfseinrichtungen wie Befeuchter, etc. auf fachübliche
Weise ausgerüstet werden. Dies betrifft auch die Mess-
und Regeltechnik für beispielsweise den Durchbiegungsausgleich
der Walzen bzw. die Beheizung der beheizten Walzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1220965
B1 [0002]
- - US 5123340 A [0004]