EP1318235A2 - Process and calender for smoothing a fibrous web - Google Patents
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- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
- D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
- D21G1/006—Calenders; Smoothing apparatus with extended nips
Definitions
- the invention relates to a method for smoothing a Fibrous web, in particular a paper or cardboard web, where the web is passed through a nip.
- the invention further relates to a calender for smoothing a fibrous web, in particular a paper or Cardboard web, with a nip.
- Paper or cardboard webs usually have to be in the course of their manufacturing process are smoothed. there a surface should be created that will be better later can be printed.
- one roller is a soft roller trained, i.e. it shows one within certain limits compliant surface on while the other roller designed as a hard roller with a smooth surface is.
- the smoothness of the smooth surface should decrease then emboss on the surface of the web.
- the invention has for its object the smoothness to improve the web.
- This task is carried out in a method of the type mentioned at the beginning kind of solved that one as a nip one Breitnip chooses between a roller and a circumferential pressed against the roller by a support shoe Coat is formed, and that one with the roller a peripheral speed that operates from the rotational speed of the coat deviates.
- the coat can be designed in different ways.
- One option is to use a relatively stiff one Coat that is elastic enough to adhere to the Adjust the curvature of the roller, but otherwise practical rotates like a roller. This coat can be provided with washers on the front.
- Another One option is to use a less rigid one Belt that is circulated over support rollers with the pulleys practically defining a polygon. Such a band can also be relatively thin his.
- the roller is preferably rotated at a higher peripheral speed than the coat.
- the roller scored so a certain lead over the coat. This is easier to implement because the roller is lighter can drive as the coat.
- the roller is preferably heated. A heated one The roller emits heat to the web in the wide nip. The heat promotes the smoothing process so that you get an even better one Watch the smoothness increase of the web in the nip.
- the roller is preferably rotated at a peripheral speed, which is greater than the running speed the train. This ensures that actually a friction smoothing on the side of the track takes place, which rests on the roller.
- the jacket from a material at least its coefficient of friction with the web is 1.5 times greater than the coefficient of friction the web opposite the surface of the roller. This ensures that the main relative movement between the web and the roller, i.e. the element limiting the wide nip with the smoother surface. The web will run at the higher speed the roller, so to speak, held onto the jacket, because the frictional forces are greater here.
- the task is with a calender of the aforementioned Art solved in that the nip as a wide nip is formed between a roller and a circumferential pressed against the roller by a support shoe Sheath is formed, and that the roller is a first Speed control device and the Sheath a second speed control device having both speed influencing devices different peripheral speeds of roller and jacket.
- This design has the advantage that the web in the wide nip with much lower compressive stresses acted upon as in a normal nip that is between two rollers is formed.
- the decrease in Compressive stress is compensated for by the increased Dwell time of the web in the Breitnip, caused by a greater extension of the wide nip in the circumferential direction given is.
- the different speeds are influenced by the speed control devices realized both as a drive can also be designed as a brake.
- the Control of jacket and roller speeds is relatively easy to implement in this way.
- the jacket preferably has one opposite the web larger coefficient of friction than the roller the web on. This means that if there is a difference in the peripheral speeds of roller and If the roller moves relative to the web rather than the coat relative to the web. Because the roller usually then has the smoother surface an improved friction smoothing.
- the roller is preferably heated. Via a heated The roller can apply heat to the web in the wide nip, which further promotes the smoothing process.
- the jacket preferably has a brake.
- the The roller can be driven instead. Because an additional Usually drive through the web that through which Breitnip runs, is the brake on the coat a relatively easy way to speed up of the coat differently than that Roller speed.
- the calender 1 has a roller 3, which is a hard, smooth Has surface, for example a polished Steel roll.
- the roller 3 does not work with a second one Roll together, but with a coat 4, the under the effect of a support shoe 5 over a predetermined one Circumferential area pressed against the surface of the roller 3 becomes.
- the support shoe 5 has a pressure surface 6, whose curvature is adapted to the curvature of the roller 3 is.
- the pressure surface 6 is lubricated, for example through hydrostatic lubrication so that the jacket 4 can slide over the support shoe 5 with little friction.
- the Jacket 4 is so flexible and resilient that he from the one that is usually prevalent over its scope convex shape in the area of the support shoe 5 a can take on a concave shape.
- the coat 4 is usually formed from a plastic.
- the jacket 4 is guided over support rollers 7, 8, 9, so that the peripheral surface of the jacket 4 practically one circulation in the way the circumferential surface of a roller describes.
- the smoothing process is also supported by a heating device 12, which acts on the roller 3.
- the heater is here acting on the roller 3 from the outside Heater shown.
- This heater 12 can, for example, inductively, with infrared rays, with hot air or in some other way from the outside Roller 3 act.
- this heater 12 or in addition to such a heater 12 it is also possible to supply a heat transfer medium to the roller 3, for example through peripheral holes that arranged in the vicinity of the outer diameter of the roller 3 are.
- the roller 3 is thus a heated roller Give off heat to the continuous web 2 in the Breitnip 10 can.
- a control device 13 is provided the the peripheral speed of the roller 3 on the one hand and the peripheral speed of the jacket 4 on the other hand controls.
- the control device 13 acts on this a drive 14 of the roller 3 and on a brake 15, with one of the support rollers 7-9, preferably that Breitnip 10 closest in the feed direction Support roller 9 is braked.
- the roller 3 has a higher rotational speed receives as the coat 4.
- the speed differences can be significant.
- the roller 3 can rotate so that its peripheral speed is three times faster than the peripheral speed of the coat 4.
- the roller 3 also rotates at a higher peripheral speed than the speed of the web 2.
- the jacket 4 compared to the Web has a greater coefficient of friction than the roller 3 opposite the web 2.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Glätten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem die Bahn durch einen Nip geleitet wird. Ferner betrifft die Erfindung einen Kalander zum Glätten einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papieroder Kartonbahn, mit einem Nip.The invention relates to a method for smoothing a Fibrous web, in particular a paper or cardboard web, where the web is passed through a nip. The invention further relates to a calender for smoothing a fibrous web, in particular a paper or Cardboard web, with a nip.
Papier- oder Kartonbahnen müssen in der Regel im Laufe ihres Herstellungsverfahrens geglättet werden. Dabei soll eine Oberfläche erzeugt werden, die später besser bedruckt werden kann.Paper or cardboard webs usually have to be in the course of their manufacturing process are smoothed. there a surface should be created that will be better later can be printed.
Es ist hierzu bekannt, die Bahn durch mindestens einen Nip zu leiten, der zwischen zwei Walzen ausgebildet ist. In der Regel ist die eine Walze als weiche Walze ausgebildet, d.h. sie weist eine in gewissen Grenzen nachgiebige Oberfläche auf, während die andere Walze als harte Walze mit einer glatten Oberfläche ausgebildet ist. Die Glätte der glatten Oberfläche soll sich dann in die Oberfläche der Bahn einprägen.It is known to do this by passing the web through at least one To guide nip that is formed between two rollers is. As a rule, one roller is a soft roller trained, i.e. it shows one within certain limits compliant surface on while the other roller designed as a hard roller with a smooth surface is. The smoothness of the smooth surface should decrease then emboss on the surface of the web.
Bei der Glättung gibt es mehrere Einflußfaktoren, die sich zwar positiv auf die Glätte auswirken, unter Umständen aber negative Einflüsse auf andere Eigenschaften der Bahn haben können. Beispielsweise führt ein hoher Druck im Nip dazu, daß die Bahn zwar gut geglättet wird, aber einen teilweise erheblichen Volumenverlust, d.h. eine Verminderung des Bulk, erleidet.There are several factors that influence smoothing may have a positive effect on smoothness, under certain circumstances but negative influences on other properties can have the train. For example, a high one Pressure in the nip to ensure that the web is smoothed out well is, but sometimes a considerable volume loss, i.e. a decrease in bulk.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Glätte der Bahn zu verbessern.The invention has for its object the smoothness to improve the web.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man als Nip einen Breitnip wählt, der zwischen einer Walze und einem durch einen Stützschuh gegen die Walze gepreßten umlaufenden Mantel gebildet ist, und daß man die Walze mit einer Umfangsgeschwindigkeit betreibt, die von der Umlaufgeschwindigkeit des Mantels abweicht.This task is carried out in a method of the type mentioned at the beginning Kind of solved that one as a nip one Breitnip chooses between a roller and a circumferential pressed against the roller by a support shoe Coat is formed, and that one with the roller a peripheral speed that operates from the rotational speed of the coat deviates.
Mit dieser Ausgestaltung erzielt man eine relativ hohe Verweilzeit der Bahn im Nip. Dies liegt daran, daß der Breitnip in Umfangsrichtung eine wesentlich größere Behandlungslänge aufweist, als ein Nip, der nur zwischen zwei Walzen gebildet ist. Bei ansonsten gleichen Kräften weist der Breitnip eine wesentlich geringere Druckspannung auf als ein sogenannter "normaler" Nip zwischen zwei Walzen, so daß man volumenschonender glätten kann. Der Bulk wird also nicht oder nicht in dem Maße wie bei einem normalen Nip vermindert. Die unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten von Walze und Mantel bewirken, daß die Bahn durch eine Friktionsglättung geglättet wird, d.h. durch eine Relativbewegung von Walze und/oder Mantel zur Bahn. Da die Verweilzeit der Bahn im Breitnip wesentlich länger ist, ist natürlich auch die Einwirkzeit der Reibungsbewegung wesentlich größer, so daß man eine verbesserte Glätte erzielen kann. Alternativ dazu kann man die Bahn mit einer größeren Geschwindigkeit durch den Nip fahren. Der Mantel kann auf unterschiedliche Arten ausgebildet sein. Eine Möglichkeit ist die Verwendung eines relativ steifen Mantels, der elastisch genug ist, um sich an die Krümmung der Walze anzupassen, im übrigen aber praktisch nach Art einer Walze umläuft. Dieser Mantel kann stirnseitig mit Scheiben versehen sein. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines weniger steifen Bandes, das über Stützrollen in einem Umlauf geführt wird, wobei die Umlenkrollen praktisch ein Polygon definieren. Ein derartiges Band kann auch relativ dünn sein.With this configuration, a relatively high level is achieved Time of the train in the nip. This is because the Breitnip a much longer treatment length in the circumferential direction has as a nip that only between two rollers is formed. With otherwise the same forces the wide nip has a much smaller one Compressive stress on as a so-called "normal" nip between two rollers, so that one saves volume can smooth. The bulk will not or not in diminished as with a normal nip. The different Peripheral speeds of roller and Coat cause the web to be friction-smoothed is smoothed, i.e. through a relative movement from roller and / or jacket to the web. Because the dwell time the course in the wide nip is much longer is natural the action time of the frictional movement is also essential larger, so that you can achieve an improved smoothness can. Alternatively, you can take the train with a drive through the nip at a higher speed. The coat can be designed in different ways. One option is to use a relatively stiff one Coat that is elastic enough to adhere to the Adjust the curvature of the roller, but otherwise practical rotates like a roller. This coat can be provided with washers on the front. Another One option is to use a less rigid one Belt that is circulated over support rollers with the pulleys practically defining a polygon. Such a band can also be relatively thin his.
Vorzugsweise dreht man die Walze mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als den Mantel. Die Walze erzielt also eine gewisse Voreilung gegenüber dem Mantel. Dies ist einfacher zu realisieren, weil man die Walze leichter antreiben kann als den Mantel.The roller is preferably rotated at a higher peripheral speed than the coat. The roller scored so a certain lead over the coat. This is easier to implement because the roller is lighter can drive as the coat.
Bevorzugterweise beheizt man die Walze. Eine beheizte Walze gibt im Breitnip Wärme an die Bahn ab. Die Wärme fördert den Glättungsprozeß, so daß man eine noch bessere Glättesteigerung der Bahn im Nip beobachten kann. The roller is preferably heated. A heated one The roller emits heat to the web in the wide nip. The heat promotes the smoothing process so that you get an even better one Watch the smoothness increase of the web in the nip.
Bevorzugterweise dreht man die Walze mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die größer ist als die Laufgeschwindigkeit der Bahn. Damit ist sichergestellt, daß tatsächlich eine Friktionsglättung auf der Seite der Bahn erfolgt, die an der Walze anliegt.The roller is preferably rotated at a peripheral speed, which is greater than the running speed the train. This ensures that actually a friction smoothing on the side of the track takes place, which rests on the roller.
Vorzugsweise wählt man den Mantel aus einem Material, dessen Reibungskoeffizient gegenüber der Bahn mindestens um den Faktor 1,5 größer ist als der Reibungskoeffizient der Bahn gegenüber der Oberfläche der Walze. Damit stellt man sicher, daß die hauptsächliche Relativbewegung zwischen der Bahn und der Walze erfolgt, d.h. dem den Breitnip begrenzenden Element mit der glatteren Oberfläche. Die Bahn wird bei der höheren Geschwindigkeit der Walze sozusagen auf dem Mantel festgehalten, weil hier die Reibungskräfte größer sind.Preferably you choose the jacket from a material at least its coefficient of friction with the web is 1.5 times greater than the coefficient of friction the web opposite the surface of the roller. This ensures that the main relative movement between the web and the roller, i.e. the element limiting the wide nip with the smoother surface. The web will run at the higher speed the roller, so to speak, held onto the jacket, because the frictional forces are greater here.
Die Aufgabe wird bei einem Kalander der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Nip als Breitnip ausgebildet ist, der zwischen einer Walze und einem durch einen Stützschuh gegen die Walze gepreßten umlaufenden Mantel gebildet ist, und daß die Walze eine erste Geschwindigkeitsbeeinflussungseinrichtung und der Mantel eine zweite Geschwindigkeitsbeeinflussungseinrichtung aufweist, wobei beide Geschwindigkeitsbeeinflussungseinrichtungen unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten von Walze und Mantel erzeugen.The task is with a calender of the aforementioned Art solved in that the nip as a wide nip is formed between a roller and a circumferential pressed against the roller by a support shoe Sheath is formed, and that the roller is a first Speed control device and the Sheath a second speed control device having both speed influencing devices different peripheral speeds of roller and jacket.
Wie oben im Zusammenhang mit dem Verfahren ausgeführt, hat diese Ausgestaltung den Vorteil, daß man die Bahn im Breitnip mit wesentlich geringeren Druckspannungen beaufschlagt, als in einem normalen Nip, der zwischen zwei Walzen ausgebildet ist. Die Verminderung der Druckspannung wird aber ausgeglichen durch die vergrößerte Verweilzeit der Bahn im Breitnip, die durch eine größere Erstreckung des Breitnips in Umfangsrichtung gegeben ist. Zusätzlich kommt hinzu, daß man durch die unterschiedlichen Umfangs- oder Umlaufgeschwindigkeiten von Walze und Mantel eine Reibungs- oder Friktionsglättung an der Bahn bewirkt. Die unterschiedlichen Geschwindigkeiten werden durch die Geschwindigkeitsbeeinflussungseinrichtungen realisiert, die sowohl als Antrieb als auch als Bremse ausgebildet sein können. Die Steuerung der Geschwindigkeiten von Mantel und Walze ist auf diese Weise relativ einfach zu realisieren.As stated above in connection with the process, This design has the advantage that the web in the wide nip with much lower compressive stresses acted upon as in a normal nip that is between two rollers is formed. The decrease in Compressive stress is compensated for by the increased Dwell time of the web in the Breitnip, caused by a greater extension of the wide nip in the circumferential direction given is. In addition, you can by different circumferential or rotational speeds friction or friction smoothing of roller and jacket effect on the web. The different speeds are influenced by the speed control devices realized both as a drive can also be designed as a brake. The Control of jacket and roller speeds is relatively easy to implement in this way.
Vorzugsweise weist der Mantel gegenüber der Bahn einen größeren Reibungskoeffizienten als die Walze gegenüber der Bahn auf. Dies hat zur Folge, daß bei einem Unterschied in den Umfangsgeschwindigkeiten von Walze und Mantel sich eher die Walze relativ zur Bahn bewegt als der Mantel relativ zur Bahn. Da die Walze in der Regel die glattere Oberfläche aufweist, führt dies dann zu einer verbesserten Reibungsglättung.The jacket preferably has one opposite the web larger coefficient of friction than the roller the web on. This means that if there is a difference in the peripheral speeds of roller and If the roller moves relative to the web rather than the coat relative to the web. Because the roller usually then has the smoother surface an improved friction smoothing.
Vorzugsweise ist die Walze beheizt. Über eine beheizte Walze läßt sich Wärme in die Bahn im Breitnip eintragen, was den Glättungsprozeß weiterfördert.The roller is preferably heated. Via a heated The roller can apply heat to the web in the wide nip, which further promotes the smoothing process.
Bevorzugterweise weist der Mantel eine Bremse auf. Die Walze kann stattdessen angetrieben werden. Da ein zusätzlicher Antrieb in der Regel durch die Bahn, die durch den Breitnip läuft, gegeben ist, ist die Bremse am Mantel eine relativ einfache Möglichkeit, um die Geschwindigkeit des Mantels anders einzurichten als die Geschwindigkeit der Walze. The jacket preferably has a brake. The The roller can be driven instead. Because an additional Usually drive through the web that through which Breitnip runs, is the brake on the coat a relatively easy way to speed up of the coat differently than that Roller speed.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigt die einzige
- Fig.:
- eine schematische Ansicht eines Kalanders zum Glätten einer Faserstoffbahn.
- Fig .:
- is a schematic view of a calender for smoothing a fibrous web.
Ein Kalander 1 zum Glätten einer Papier- oder Kartonbahn
2, die im folgenden kurz "Bahn" genannt wird, ist
ähnlich aufgebaut wie ein 2-Walzen-Kalander. Der Kalander
1 weist eine Walze 3 auf, die eine harte, glatte
Oberfläche aufweist, beispielsweise eine polierte
Stahlwalze.A calender 1 for smoothing a paper or
Die Walze 3 wirkt allerdings nicht mit einer zweiten
Walze zusammen, sondern mit einem Mantel 4, der unter
der Wirkung eines Stützschuhs 5 über einen vorbestimmten
Umfangsbereich an die Oberfläche der Walze 3 angedrückt
wird. Der Stützschuh 5 weist eine Andruckfläche
6 auf, deren Krümmung der Krümmung der Walze 3 angepaßt
ist. Die Andruckfläche 6 ist geschmiert, beispielsweise
durch eine hydrostatische Schmierung, so daß der Mantel
4 reibungsarm über den Stützschuh 5 gleiten kann. Der
Mantel 4 ist hierbei so flexibel und nachgiebig, daß er
von der normalerweise über seinen Umfang vorherrschenden
konvexen Form im Bereich des Stützschuhs 5 eine
konkave Form annehmen kann. Der Mantel 4 ist in der Regel
aus einem Kunststoff gebildet.However, the roller 3 does not work with a second one
Roll together, but with a coat 4, the under
the effect of a
Der Mantel 4 ist über Stützrollen 7, 8, 9 geführt, so
daß die Umfangsfläche des Mantels 4 einen Umlauf praktisch
in der Art wie die Umfangsfläche einer Walze beschreibt. The jacket 4 is guided over
Zwischen dem Mantel 4 und der Walze 3 ist ein Nip 10,
ein sogenannter Breitnip ausgebildet, den die Bahn 2 in
Richtung eines Pfeiles 11 durchläuft. Dabei wird mit
Hilfe des Stützschuhes 5 ein Druck im Breitnip 10 erzeugt,
der dann natürlich auch auf die Bahn 2 wirkt. Da
die Bahn an der glatten Oberfläche der Walze 3 anliegt,
wird insbesondere diese Seite geglättet, indem sich die
Glätte der Oberfläche der Walze 3 auf die Oberfläche
der Bahn 2 einprägt.Between the jacket 4 and the roller 3 there is a
Unterstützt wird der Glättprozeß noch durch eine Heizeinrichtung
12, die auf die Walze 3 wirkt. Die Heizeinrichtung
ist hier als von außen auf die Walze 3 wirkende
Heizeinrichtung dargestellt. Diese Heizeinrichtung
12 kann beispielsweise induktiv, mit Infrarot-Strahlen,
mit heißer Luft oder auf andere Weise von außen auf die
Walze 3 wirken. Anstelle dieser Heizeinrichtung 12 oder
zusätzlich zu einer derartigen Heizeinrichtung 12 ist
es auch möglich, der Walze 3 ein Wärmeträgermedium zuzuführen,
beispielsweise durch periphere Bohrungen, die
in der Nähe des Außendurchmessers der Walze 3 angeordnet
sind. Die Walze 3 ist also eine beheizte Walze, die
im Breitnip 10 Wärme an die durchlaufende Bahn 2 abgeben
kann.The smoothing process is also supported by a
Zusätzlich ist eine Steuereinrichtung 13 vorgesehen,
die die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 3 einerseits
und die Umfangsgeschwindigkeit des Mantels 4 andererseits
steuert. Dabei wirkt die Steuereinrichtung 13 auf
einen Antrieb 14 der Walze 3 und auf eine Bremse 15,
mit der eine der Stützrollen 7-9, vorzugsweise die dem
Breitnip 10 in Zulaufrichtung am nächsten benachbarte
Stützrolle 9 gebremst wird. Auf diese Weise ist es möglich,
daß die Walze 3 eine höhere Umlaufgeschwindigkeit
erhält als der Mantel 4. Die Geschwindigkeitsunterschiede
können durchaus erheblich sein. Beispielsweise
kann sich die Walze 3 so drehen, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit
dreimal höher ist als die Umfangsgeschwindigkeit
des Mantels 4.In addition, a
Die Walze 3 dreht sich auch mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit
als die Geschwindigkeit der Bahn 2. Zusätzlich
ist vorgesehen, daß der Mantel 4 gegenüber der
Bahn einen größeren Reibungskoeffizienten aufweist als
die Walze 3 gegenüber der Bahn 2. Diese Maßnahmen zusammen
stellen sicher, daß sich die Walze 3 gegenüber
der Bahn 2 dreht und nicht der Mantel 4 gegenüber der
Bahn 2. Auf diese Weise entsteht eine Reibung zwischen
der Walze 3 und der Bahn 2, die zu einer Friktionsglättung
führt, d.h. die ohnehin schon glatte Oberfläche
der Walze 3 führt zu einer noch besseren Glätte in der
Oberfläche der Bahn 2 dadurch, daß die Oberfläche der
Walze 3 mit einem Schlupf über die Oberfläche der Bahn
2 geführt wird.The roller 3 also rotates at a higher peripheral speed
than the speed of the
Aufgrund der relativ langen Verweilzeit der Bahn 2 im
Breitnip kann man die Druckspannung im Breitnip 10
niedrig halten. Dies schont das Volumen der Bahn 2.
Gleichzeitig verlängert sich die Einwirkzeit der Walze
3. Dies kann man umgekehrt ausnutzen, um die Durchlaufgeschwindigkeit
der Bahn 2 durch den Breitnip 10 zu
steigern. Man kann also durchaus noch hervorragende
Glättewerte erzielen, auch wenn man die Geschwindigkeit
der Bahn 2 in nennenswertem Maße steigert.Due to the relatively long dwell time of
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