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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Führen
einer laufenden, feuchten Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-
oder Kartonbahn mit einem Führungskörper, der
der laufenden Faserstoffbahn zugeordnet ist und sich im Wesentlichen über die
gesamte Bahnbreite erstreckt.
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Ein derartiger Führungskörper ist aus der
EP-A2-0744 388 bekannt.
Die hier beschriebene Gleitleiste ist feststehend unterhalb der
laufenden mit einem Auftragsmedium behandelten Faserstoffbahn angeordnet.
Die der Unterseite der Faserstoffbahn zugewandte Oberseite der Gleitleiste
ist konvex gerundet, d.h. in Form eines symmetrischen Kugelabschnittes
geformt.
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Diese symmetrische Formgebung wird
trotz vorgesehener Möglichkeit
einer Wölbung
in Richtung zur Bahn über
die gesamte Länge
der Gleitleiste beibehalten.
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Die Gefahr der Faltenbildung bei
einer noch feuchten oder frisch mit einem flüssigen Auftragsmedium behandelten
Bahn ist weiterhin gegeben.
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Es hat sich in der Praxis gezeigt,
dass die feuchte Bahn, insbesondere eine in einer Streicheinrichtung
mit flüssigem
bis pastösen
Auftragsmedium behandelte Bahn wieder aufquillt. Deshalb ist die
Erhöhung
des Bahnzuges notwendig, um die Bahn weiterfördern zu können und Berührungen
mit den Bahnführungselementen
zu vermeiden.
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Infolge des erhöhten Bahnzuges entstehen Längsfalten.
Diese treten vor allem an Luftumlenkeinheiten als sogenannte Omegafalten
(das sind zur Umlenkseite hin gestülpte Längsschwielen) in Erscheinung.
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Dadurch ergeben sich wiederum negative Folgen,
wie Störungen
im aufgebrachten Strich, in der Feuchtigkeits- oder Farbaufnahme,
umgekippte Falten, Bahnplatzer Falze usw.
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Die mit bekannten Einrichtungen erzeugten Luftkissen
zur Stützung
und Führung
der Bahn können
der Faltenbildung nicht entgegen wirken, sondern sie geben den Falten
sogar nach.
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Die bisher bekannten kontaktlosen
Bahnführungselemente
erfüllen,
wie gesagt, zwar die Aufgabe die Bahn zu stützen und umzulenken, jedoch
nicht die gleichzeitige Vermeidung oder Beseitigung von Längsfalten.
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Auch der Einsatz von sogenannten
Airfoils am Auslauf von Airturns (kontaktlose Bahnumlenkeinrichtung)
konnten in der Praxis nicht voll überzeugen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
verbesserte Vorrichtung zu entwickeln, mit der sowohl eine kontaktlose
Führung
und Umlenkung, als auch eine Beseitigung und Vermeidung von Längsfalten
einer laufenden, feuchten Faserstoffbahn möglich ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine
im Anspruch 1 angegebene Vorrichtung mit einem im Wesentlichen bahnbreiten
Führungskörper, der
der laufenden Faserstoffbahn zugeordnet ist.
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Der Führungskörper weist erfindungsgemäß eine aerodynamisch
geformte tragflügelförmige Oberseite
auf, die der gewünschten
Bahnseite zugewandt ist.
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Im Querschnitt gesehen ist der tragflügelförmige Führungskörper asymmetrisch
derart ausgebildet, dass ein konvex geformter Einlaufbereich in Form
eines Kreisabschnittes mit vorzugsweise stumpf ansteigenden Einlaufwinkel
und einem relativ großen
Kreisabschnittsradius vorgesehen ist, an den sich ein tangentenartiger
Teil mit abfallendem Auslaufwinkel anschließt.
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Der so, wie ein bekannter Flugzeug-Tragflügel ausgestaltete
Führungskörper ist
damit in der Lage, eine Breitstreckwirkung der feuchten beziehungsweise
gestrichenen Faserstoffbahn zu erzielen.
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In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass
der tragflügelförmige Führungskörper hinsichtlich
eines Anstellwinkels und/oder eines Abstandes zur Unterseite der
Faserstoffbahn um eine Achse und/oder um seine Mittellinie drehbar
ist. Darüber
hinaus kann er auch horizontal in Quer- und Längsrichtung oder aber auch
in vertikaler Richtung verstellbar sein.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass
der Führungskörper sich
von seiner Mittellinie (bezogen auf seine Länge) aus nach seinen beiden Außenseiten
hin geometrisch verjüngt.
Damit wird auch sein asymmetrisches Querschnittsprofil stetig verringert,
wodurch besonders vorteilhafte aerodynamische Eigenschaften erreichbar
sind.
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Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung
besteht darin, dass die Querschnittsprofile beider von der Mittellinie
ausgehender Seitenteile unterschiedlich dimensionierbar, also in
Form und Größe gestaltbar
sind. Dadurch kann man besonders auf jenen Bereich der Bahn Einfluss
nehmen, wo das Entstehen der Faltenbildung oder eine besonders starke Faltenbildung
erwartet wird.
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Zu diesem Zweck sind auch die Seitenteile des
Führungskörpers gegenüber der
Mittellinie jeweils nach oben oder unten oder gegeneinander verschränkbar.
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Eine sehr vorteilhafte Lösung besteht
darin, dass die Seitenteile des tragflügelförmigen Körpers mit stirnseitigen Endscheiben
versehen sind. Diese Endscheiben sind etwas größer ausgebildet als die Stirnseiten,
um die zuströmende
Luftgrenzschicht aufrechtzuerhalten. Das heißt, ein ungewolltes Abströmen nach
außen
wird damit vermieden.
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Als Material für den Führungskörper kommt sowohl Metall, als
auch ein faserverstärkter
Kunststoff, vorzugsweise GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff in Frage.
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Der Führungskörper ist einstückig herstellbar,
kann aber fertigungstechnisch günstiger
auch aus Einzelteilen zusammengesetzt sein.
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Der Führungskörper ist vor allem geeignet, um
innerhalb einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer
Papier- oder Kartonbahn eingesetzt zu werden.
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Er ist dabei als selbständiges Bahnführungselement
wirkend, kann aber auch in unmittelbarer Nähe eines kontaktlos arbeitenden
Umlenkelementes, beispielsweise einem Airturn oder Schwebetrockner
angeordnet sein. Im letzteren Fall wird dann die von den genannten
Aggregaten gespeiste und mit der Bahn mitgeführte Schleppluft genutzt.
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Besonders vorteilhaft lässt sich
der Führungskörper in
Streichanlagen einsetzen. Hier ist eine Bildung von Längsfalten
besonders kritisch. Deshalb und zum Schutz der frisch aufgebrachten Schicht,
ist der Führungskörper in
Laufrichtung der Faserstoffbahn einem Auftragsaggregat zum Auftragen
eines flüssigen
bis pastösen
Mediums einer oder beider Seiten der Faserstoffbahn nachgeordnet.
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Eine Weiterbildung der Erfindung
besteht auch darin, dass in Laufrichtung der Faserstoffbahn dem
Führungskörper eine
Blaseinrichtung, insbesondere Luftblaseinrichtung vorgeschaltet
ist. Ebenso ist in diesem Zusammenhang eine Dampfblaseinrichtung
denkbar.
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Durch diese Anordnung und die direkte
Anblasung der Oberseite der Führungskörpers oder
des Zwickels zwischen Faserstoffbahn und Führungskörper wird der an sich bekannte
Coanda-Effektes erzeugt.
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Er besteht darin, dass der von der
Blaseinrichtung ausgehende Blasstrahl hoher Geschwindigkeit einen
Unterdruck vor allem im Bereich der abfallenden Tangente des Führungskörpers erzeugt.
Dadurch und im Zusammenhang mit der speziellen Tragflügel-Formgebung
wird die feuchte Faserstoffbahn zum Führungskörper hin gesaugt und glättet sich
dabei durch Aufschwimmen auf der Luftgrenzschicht in Querrichtung,
so dass bestehende Bahn-Längsfalten
ausgeglichen werden oder gar nicht erst entstehen können.
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Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird
der Laufzeitwirkungsgrad der Herstellungs- und/oder Veredelungs-
sprich Streichmaschine erhöht
und zudem eine Verbesserung der Produktqualität, wie der eines gestrichenen
Papieres erhöht.
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Maßnahmen zu Erhöhung des
Bahnzuges sind nicht mehr notwendig. Das ist um so bedeutender,
da eine feuchte Bahn zudem noch zum Abreißen neigt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale
ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand
von Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden:
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Es zeigen in schematischer Darstellung:
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1, 6 und 7: einen erfindungsgemäßen Führungskörper im
Querschnitt
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2 bis 4 den Führungskörper gem. 1 in Zusammenwirkung mit jeweils einer
Blaseinrichtung
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5:
die Draufsicht auf den Führungskörper gem. 1
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8 bis 10: Einbaumöglichkeiten
innerhalb einer Streichmaschine
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In den Figuren sind gleiche Bauteile
mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In der 1 ist
ein erfindungsgemäßer Führungskörper 1 im
Querschnitt dargestellt.
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Er weist eine Oberflächenkontur 1.1 auf,
die der eines Tragflügels
in etwa entspricht.
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Im vorderen Teil, dem Einlaufbereich 1a – das ist
jener Bereich, dem eine feuchte Faserstoffbahn 2 zuläuft –, hat der
Führungskörper 1 die
Form eines Kreisabschnittes mit einem Radius R , einem spitzen bis
stumpfen Einlaufwinkel α und
einem Kreisabschnittswinkel β.
Daran schließt
sich ein langgestreckter, tangentenartiger Endteil 1b an,
der einen spitzen Auslaufwinkel γ in
Bezug auf die ebene Unterseite 1c aufweist.
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Wie außerdem in 1 ersichtlich, hat der Führungskörper 1 einen
asymmetrischen Querschnitt Q, wodurch in besonderer Weise strömungsmechanische
Phänomene
der Tragflügelform,
wie eine Stauströmung
am Einlaufbereich 1a, Beschleunigung und Ausbildung eines
Unterdruckes am Bereich 1b durch Nutzung des Coanda-Effektes
der Luftströmung
ausgenutzt werden.
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Dadurch ist man in der Lage, Längsfalten
F in der feuchten beziehungsweise einer mit einem flüssigen bis
pastösen
Auftragsmedium behandelten Faserstoffbahn 2 zu beseitigen
oder zu vermeiden.
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Aus den 2 bis 4 ist
entnehmbar, dass der tragflügelförmige Führungskörper 1 hinsichtlich
eines Anstellwinkels δ und/oder
eines Abstandes a zur Unterseite 1b der Faserstoffbahn 2 um
eine Achse A drehbar ist. Dies ist mit gebogenem Doppelpfeil dargestellt.
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Mit gerade gezeichnetem Doppelpfeil
soll seine horizontale und vertikale Verstellmöglichkeit gezeigt sein.
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Der Führungskörper 1 ist auch um
seine Mittellinie M (siehe 5)
gegen die Faserstoffbahn 2 kippbar.
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Ebenfalls ist aus 5 erkennbar, dass der Führungskörper 1 sich
von seiner Mittellinie M aus nach seinen beiden Außenseiten 1d hin
geometrisch verjüngt
und sich damit auch sein asymmetrisches Querschnittsprofil Q 1-n stetig verringert. Diese Ausführung geht
auch aus 6 hervor.
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Selbstverständlich ist es möglich, die
Querschnittsprofile Q 1-n beider von der
Mittellinie M ausgehenden Seitenteile 1d unterschiedlich
zu gestalten. Auch damit lassen sich die gewünschten Strömungsverhältnisse der Luftgrenzschicht
LG beeinflussen.
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Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit kann
auch darin bestehen, dass die Seitenteile 1d des Führungskörpers 1 gegeneinander
oder nur jeweils gegenüber
der Mittellinie M verschränkt
werden, wie 7 zeigt.
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In 5 sind
noch Endscheiben 3 angegeben. Mit diesen an den Stirnseiten 1f des
Führungskörpers 1 angebrachten
Endscheiben 3 lässt
sich das Strömungsverhalten
der Luftgrenzschicht LG verbessern bzw.
aufrechterhalten, weil es das Abströmen der gewünschten Luftgrenzschicht nach
außen
hin verhindert.
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Dadurch wird gewährleistet, dass die Faserstoffbahn 2 auf
Dauer kontaktlos die Oberseite 1.1 des Führungskörpers 1 passiert.
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Als Material für den Führungskörper 1 kann Metall
oder ein faserverstärkter
Kunststoff, vorzugsweise GFK (Glasfaserkunststoff) gewählt werden.
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All diese beschriebenen Ausführungen
und Anordnungen sind abhängig
von den aktuellen Bedingungen innerhalb einer Herstellungs- und/oder Veredelungsmaschine.
So lassen sich beispielsweise die genannten geometrischen Verhältnisse
an die jeweilige Bahngeschwindigkeit oder die Art der Faserstoffbahn
(z.B. Papiersorte) anpassen, um so einen optimalen Laufzeitwirkungsgrad
der Maschine zu erreichen.
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Der Führungskörper 1 ist im gewählten Beispiel
gemäß der 8, 9 und 10 innerhalb
einer auf die Trockenpartie (nicht in den Figuren dargestellt) folgende
Streichmaschine einer Maschine zur Herstellung und Veredelung einer
Papier- oder Kartonbahn
eingesetzt, könnte
aber auch in solchen Partien Anwendung finden, wo die Faserstoffbahn
aufgrund Ihres Feuchtigkeitsgehaltes zur Faltenbildung neigt.
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Der Führungskörper kann dabei als selbständiges Bahnführungselement
fungieren. Zumeist ist er aber zur Anordnung in unmittelbarer Nähe eines kontaktlos
arbeitenden Umlenkelementes, beispielsweise einem Airturn 4 oder
Schwebetrockner 5, wie 8 und 10 zeigt, vorgesehen.
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Auch innerhalb einer kombinierten
und umhausten Anordnung, wie 9 zeigt,
und im Unternehmen der Anmelderin unter dem Namen "Module Dryer" bekannt, ist die
Anwendung eines oder mehrerer Führungskörper 1 möglich.
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In den genannten 8 bis 10 ist
gezeigt, dass der Einbau des oder der Führungskörper 1 in Laufrichtung
L der Faserstoffbahn 2 gesehen, einer Streichvorrichtung 6 (hier
sind sogenannte Speedsizer bzw. Speedcoater zum indirekten Auftrag
dargestellt) nachgeordnet ist.
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Dabei kann der Einbau nur an einer
Bahnseite oder aber auch an beiden Bahnseiten erfolgen.
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Auf die Darstellung und Beschreibung
der speziellen Auftragsaggregate soll hier verzichtet werden, da
diese hinlänglich
bekannt sind.
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Es hat sich gezeigt, dass Faltenbildungen
bei höheren
Strichgewichten und/oder stärkerer.
Penetration in die Bahn 2 vorrangig auftreten und sich
dort die beschriebene Vorrichtung bevorzugt einsetzen lässt.
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Wichtig in allen Fällen ist,
dass die aufgetragene Schicht eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums,
wie Streichfarbe, Leim oder Stärke
nicht beschädigt
wird und die durch den Auftrag verursachte Quellung der Bahn mit
anschließender
Faltenbildung F ausgebügelt
werden kann.
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Oftmals entstehen die unerwünschten Längsfalten
bei der bloßen
Umlenkung der Bahn. Mit dem Einbau des Führungskörpers 1 vor oder nach
einer Umlenkeinrichtung, vorzugsweise nach der ersten kontaktlosen
Umlenkung, werden die besagten Falten F verhindert.
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Es soll noch erwähnt sein, dass ein Führungskörper 1 allein
oder mehrere Führungskörper auch
hintereinander angeordnet sein können.
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Wie den 2, 3, 4 und 8, 9, 10 zu entnehmen ist, ist
in Laufrichtung der Faserstoffbahn 2 dem Führungskörper 1 jeweils
eine Blaseinrichtung 7 unmittelbar vorgeschaltet. Insbesondere
wird dafür
Luft verwendet.
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Mit der Blaseinrichtung 7 kann
die Stabilisierung der Bahn 2 und die Luftströmung bzw.
die Ausbildung der Luftgrenzschicht LG verbessert
werden. Vor allem lässt
sich dabei der an sich bekannte Coanda-Effekt nutzen, der in der
Ausbildung eines die Bahn 2 in Richtung des Führungskörpers 1 hinziehenden
Unterdruckes besteht und zwar ohne Bahnberührung.
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Die genannte Blaseinrichtung 7 ist
ebenfalls im Wesentlichen an die Bahnbreite B angepasst und wie
in 2 angedeutet, als
eine Schlitzdüse 7a mit durchgehendem
Schlitz ausgebildet. Die Schlitzdüse ist im gewählten Beispiel
schräg
angestellt mit einem Profilanstellwinkel φ.
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4 zeigt
dagegen eine drehende Blaswalze 7b mit einzelnen und mit
Pfeilen angegebenen Ausblasöffnungen.
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Schließlich zeigt 3 eine Blaseinrichtung 7 in
Form eines an sich bekannten Bahnführungselementes, das beispielsweise
ein Airturn 4 sein kann.