DE1474239C3 - Verfahren und Einrichtung zur Stabilisierung der Lage unter Wirkung eines Blasmittels schwebend geführter Warenbahnen - Google Patents

Description

auftreten, die an die Düsenöffnungen angedrückt werden, so daß es zu unerwünschten, mechanischen Berührungen zu kommen vermag. Dazu kommen Flattererscheinungen an den Bahnrändern, die durch Bildung kleiner Ausgangsfalten in der Bahn entstehen, die dazu führen, daß der Blasstrahl teils oben, teils unten an der Bahn vorbei streicht, womit die erwähnten Flattererscheinungen auftreten.

Zu einer wesentlichen Verbesserung der dargestellten Verhältnisse kam es durch Schaffung von Hohlblasdüsen, welche entstehen, wenn sich in den zur Bildung der Blasstrahlen dienenden Düsenausströmöffnungen Staukörper befinden. Die dadurch gebildeten Teilströme bilden einen geschlossenen Stauraum, der durch Staukörper und Blasstrahlen abgegrenzt ist, so daß in dem dadurch entstehenden Hohlraum ein Staudruck entsteht, der sich dem Druck überlagert, unter dem die Strahlen austreten; es entsteht ein progressives Stoßkraftverhalten der Düse, das nochmals durch die Ausbildung von Düsenbänken verbessert werden konnte, bei denen diejeistenförmigen Staukörper die inneren konvergierenden Düsenwandungen bilden. In dem langgestreckten, an die Stauleiste angrenzenden Hohlraum wird der Staudruck, der sich zwischen Stauleiste und Teilstrahlen aufbaut, größer, so daß den Teilstrahlen eine größere Ablenkung aufgezwungen wird. Durch die gleiche Maßnahme tritt eine Verbreiterung des Stauraumes ein, so daß die Stoßkraftprogression wächst. Zwei in Bahnbewegungsrichtung hintereinander angeordnete Düsenbänke zeigen in einem Stoßkraftdiagramm, dessen Ordinaten den Stoßkräften und dessen Abszissen den Abständen zwischen Düsen und Bahn entsprechen, einen Schnittpunkt, der als Stabilisierungspunkt bezeichnet werden kann. Jedoch hat es sich gezeigt, daß selbst dann, wenn die sich in diesem Stabilisierungspunkt schneidenden Stoßkraftkurven im Anschluß an den Schnittpunkt sehr steil verlaufen, bei Bahnen sehr hoher Flexibilität auftretende Falten noch nicht geglättet werden können, was jedoch erreichbar ist, wenn der Randstrahl nicht als geschlossener Schlitzstrahl auftritt, sondern vielmehr aus einer Reihe von Einzelstrahlen besteht, die quer zur Bahn abwechselnd geneigt sind. Die Seitenrichtung wird dabei von Düsenreihe zu Düsenreihe gewechselt, damit kein seitliches Abtreiben der Bahn eintritt. Jedoch war ein Flattern der Randkanten der Bahn hierbei nicht vollständig zu vermeiden. Als Ursache wurde das seitliche Abströmen des Blasmittels aus den Stauräumen festgestellt. Ist die Bahn mit niedrigviskosen Flüssigkeiten beschichtet, so kommt es zu einem Abspritzen der Flüssigkeit im Flatterbereich. Wird die Windgeschwindigkeit erhöht, so können Einrisse an den Bahnkanten festgestellt werden, die sogar zu einem Abriß der gesamten Bahn führen können. Es gelang, auch diese Flattererscheinungen durch Öffnungen in der Staukörperfläche zwischen den äußeren Düsenreihen zu vermeiden. Es treten einzelne Blasstrahlen aus, die den an den Bahnrandkanten auftretenden Seitenwind bremsen. Außerdem hat man durch Versetzung der Düsenbänke in der Bewegungsrichtung der Bahn die Wellenbildung in derselben bewußt erzeugt und verstärkt. Eine derartige Wellenbildung stabilisiert die Randkanten der Bahn, wobei jedoch die Bahnspannung die Ausbildung der Wellen ermöglichen muß. Eine obere Grenze derselben ist ohnehin dadurch gegeben, daß t>^r> eine Längsfaltenbildung vermieden werden muß, die insbesondere dann leicht eintritt, wenn dem Trockner vorgeschaltete Druckwerke im letzten Druckwerk dazu führen, daß die Ablösung der Bahn zu verschiedenen Zeitpunkten und demgemäß im Abstand voneinander eintritt. Trotz aller dieser in'Iangjähriger Entwicklungsarbeit erreichten Verbesserungen verließ man die im wesentlichen statisch orientierten Lösungen des Stabilisierungsproblems und suchte nach einem Weg, mittels dessen es möglich wurde, den im Stabilisierungspunkt oberhalb der Null-Linie des Diagramms immer noch vorhandenen Überdruck des Blasmittels im wesentlichen völlig zu beseitigen und damit die Ursache einer Randübertrocknung zu vermeiden, die sich in dem Maße nachteiliger auswirkte, in welchem die Veredelungen der Bahn höherwertig wurden. Die Aufgabe erschien zunächst unlösbar, weil es galt, einerseits die Behandlungsleistung durch Steigerung der Drücke und Geschwindigkeiten des Blasmittels zu steigern, andererseits die Stoßkräfte im Stabilisierungsbereich auf den Wert Null zu bringen.

Nach einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art wird die Warenbahn beidseitig unter einem spitzen Winkel aus mehreren hintereinander angeordneten, quer zur Warenbahn verlaufenden Schlitzdüsen angeblasen. Die Blasluft wird in eine ebene Strömung überführt, indem sie über einen ebenen Rücken eines Profilkörpers geleitet wird, der Saugöffnungen aufweist, über die die Blasluft angesaugt wird. Bei diesem Verfahren besteht die Gefahr, daß infolge der auf die Warenbahnen saugend wirkenden Kräfte die Warenbahn in körperliche Berührung mit den Profilkörpern gelangen, denn es sind keine Vorkehrungen getroffen, mit denen die Saugkräfte bei Annäherung der Warenbahn an den Profilkörper begrenzt werden; im Gegenteil wird die Wirkung der Saugkräfte größer, je näher die Warenbahn der Saugöffnung kommt. Auch bei diesem Verfahren halten sich also die wirksamen Stoß- und Saugkräfte nicht selbsttätig im Gleichgewicht, um eine stabile Lage der schwebend geführten Warenbahnen zu gewährleisten. Hinzu kommt, daß auch bei diesem Verfahren nicht verhindert wird, daß die Blasluft zu den Seitenrändern abströmt und eine Randübertrocknung mit sich bringt (US-PS 21 44 919).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren hinsichtlich der Stabilisierung der Lage der schwebend geführten Warenbahnen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich des Rückens des Profilkörpers die saugend wirkenden Strömungskräfte durch Zuführung weiteren Blasmittels in den Raum zwischen Warenbahn und dem Rücken des Profilkörpers verkleinert werden.

Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Einrichtung mit quer zur Warenbahn verlaufenden Schlitz- oder Lochdüsen, die auf einer oder beiden Seiten der Warenbahn angeordnet und zwischen denen Profilkörper vorgesehen sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Achse der Schlitz- bzw. Lochdüsen einen spitzen Winkel zur Längsrichtung der Warenbahn bildet, daß zwischen Düsen und Profilkörpern in an sich bekannter Weise Abströmquerschnitte für das Blasmittel angeordnet sind, daß der Rücken der Profilkörper stromlinienförmig bzw. entsprechend der Oberseite eines Tragflügelprofils ausgebildet ist und daß die Profilkörper im Bereich ihres Rückens Perforationen aufweisen, die unmittelbar mit dem Abströmraum für das Blasmittel in Verbindung stehen.

Durch Verwirklichung einer Tragflügelprofilströmung gelingt es, die Warenbahn zunächst mit

drückenden und dann saugenden Kräften zu beaufschlagen, wobei die saugenden Kräfte durch über die Perforation angesaugtes weiteres Blasmittel derart selbsttätig begrenzt werden, daß die Warenbahn in einer absolut stabilen Lage geführt wird. Im Unterschied zu bekannten Einrichtungen, bei denen die Saugkräfte durch aktives Absaugen der Blasluft erzeugt werden, werden bei der Erfindung die Saugkräfte von dem Blasmittel selbst erzeugt, indem mit dem Blasmittel die tragflügelprofilartig gekrümmten Rücken der Profilkörper angeblasen werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es möglich, einen stabilen Schwebezustand der Warenbahn auch dann zu erreichen, wenn sie nur auf einer Seite der freien Tragflügelprofilströmung ausgesetzt wird. Eine derartige einseitige Blasluftbeaufschlagung ist dann von erheblicher Bedeutung, wenn die Warenbahn mit einer Beschichtung versehen ist, die empfindlich gegenüber einem Blasmittel ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindimg werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 veranschaulicht in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar an Hand eines senkrechten Schnittes durch zwei in Bewegungsrichtung der Bahn aufeinanderfolgende Düsen mit einem tragflügelprofilförmigen Profilkörper zwischen beiden Düsen;

F i g. 2 gibt ein zweites Ausführungsbeispiel für den Fall wieder, daß die ober- und unterhalt) der Bahn vorgesehenen Düsen- und Profilkörperanordnungen um eine halbe Düsenteilung im Verhältnis zueinander versetzt sind.

Gemäß F i g. 1 ist zur Warenbahn W einseitig und unterhalb derselben die erfindungsgemäße Einrichtung zur Stabilisierung einer schwebend zu führenden Warenbahn angeordnet. Zur Erzielung des Schwebezustandes sind Düsen 1 vorgesehen, die in Längsrichtung der Warenbahn Waneinandergereiht sind. Die Düsen 1 sind über Zuführungskanäle 2 an einen Blaskasten 10 angeschlossen. Der vom Blasmittel durchströmte Hohlraum des Düsenmundstückes ist durch Leitflächen 3 unterteilt, so daß zwischen den seitlichen Düsenwandungen 4, 5 eine geordnete Ausströmung des Blasmittels auftritt. Zwischen derart ausgebildeten Düsen 1 liegt je ein Profilkörper 6 mit nach Art der Oberseite eines Tragflügelprofils gewölbtem Rücken 6a, dessen Vorderkante mit 6b bezeichnet ist. An die Abschlußkante 6c des Rückens 6a des Profilkörpers 6 schließt sich ein von der Düsenwandung 4 der nächsten Düse 1 abgeschlossener Kanal für die Abführung von Blasmittel an. In dem Kanal sind Leitflächen 7,8,9 angeordnet.

Der Rücken 6a des Profilkörpers 6 weist eine Perforation 6d auf. Die Perforation bewirkt eine außerordentlich stabile Führung der Warenbahn auch dann, wenn sie aus leicht biegsamen Material besteht, verbunden mit einer großen Luftgeschwindigkeit und einer damit verbundenen verbesserten Trocknung. Die verbesserte Wirkung beruht darauf, daß Flattererscheinungen der Warenbahn im ersten Bereich des Rückens 6a des Profilkörpers 6, der Druckzone, gedämpft werden, während die Saugwirkung im zweiten Bereich des Rückens 6a des Profilkörpers 6 bei Annäherung der

ίο Warenbahn über das Sollmaß hinaus durch Beeinflussung der Grenzschichtströmung abgebaut wird.

Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 2 sind die Düsen 1 und Profilkörper 6 auf gegenüberliegenden Seiten der Warenbahn W versetzt zueinander angeordnet, so daß sich ein wellenförmiger Bahnverlauf ergibt. Neben dieser beidseitigen Anordnung ist es auch möglich, die Düsen 1 und Profilkörper 6 gegenüberliegend mit gleichgerichteter oder entgegengerichteter Blasrichtung anzuordnen.

Die Düsenanordnung braucht nicht über die gesamte Länge der schwebenden Bahnführung gleich zu sein. Beispielsweise kann in einem Trockner für Streichpapiere bis zur Trocknermitte, bis zu der erfahrungsgemäß die Festigkeit des Papiers abnimmt, eine Anordnung nach F i g. 2 vorgesehen sein, während in dem folgenden Bereich eine Anordnung mit gegenüberliegenden Düsen und entgegengesetzter Blasrichtung vorgesehen sein kann. Bei einer Übertrocknung des Papiers, die in manchen Fällen aus chemischen Gründen gewünscht wird, wird bei dieser Anordnung verhindert, daß zusätzlich Spannungen auftreten.

Auch bei vertikal verlaufenden Trockenkanälen, die bisher in ihrer Höhe durch das Eigengewicht der Ware und die zusätzliche Spannung im Werkstoff begrenzt waren, ergeben sich Vorteile, wenn die hängende Warenbahn mit nach oben gerichteten Blasluftstrahlen beaufschlagt wird, die das Gewicht der Bahn ausgleichen.

Wenn nur auf einer Seite der Warenbahn Blasdüsen vorgesehen sind, brauchen diese nicht auf der Unterseite vorgesehen zu sein. Sie können vielmehr ebensogut über der Warenbahn liegen, denn in diesem Fall sorgen die Saugkräfte der Düsenanordnung dafür, daß die Bahn schwebend unter der Düsenanordnung hängt.

Die erfindungsgemäße Düsenanordnung bringt gegenüber einer Luftkissenanordnung den Vorteil, daß wegen der großen Steilheit der Kennlinie die Warenbahn durch die Saugkräfte an dem Rücken des Profilkörpers wesentlich genauer als durch die Druckkräfte einer Luftkissendüse geführt wird. Dieser Vorteil wirkt sich insbesondere bei Papieren aus, die durch den Naß- und Trockenvorgang bei freier Trocknung äußerst uneben ausfallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Stabilisierung der Lage unter Wirkung eines Blasmittels schwebend geführter Warenbahnen unter Anblasung wenigstens einer Warenbahnfläche im spitzen Winkel zu ihrer Bewegungsrichtung, bei welchem die Warenbahn sie zunächst drückenden, dann ansaugenden Strömungskräften unterworfen wird, indem der Blasstrom nach dem Austreten aus der Düse in eine freie Strömung längs eines frei zwischen den Düsen angeordneten Profilkörpers überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Rückens des Profilkörpers die saugend wirkenden Strömungskräfte durch Zuführung weiteren Blasmittels in den Raum zwischen Warenbahn und dem Rücken des Profilkörpers verkleinert werden.

2. Einrichtung zur Stabilisierung schwebend geführter Warenbahnen zur Durchführung des Verfahrens ffaeh Anspruch 1 mit quer zur Warenbahn verlaufenden Schlitz- oder Lochdüsen, die auf einer oder beiden Seiten der Warenbahn angeordnet und zwischen denen Profilkörper vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Achse der Schlitz- bzw. Lochdüsen (1) einen spitzen Winkel zur Längsrichtung der Warenbahn (W) bildet, daß zwischen Düsen (1) und Profilkörpern (6) in an sich bekannter' Weise Abströmquerschnitte für das Blasmittel angeordnet sind, daß der Rücken (6a) der Profilkörper (6) stromlinienförmig bzw. entsprechend der Oberseite eines Tragflügelprofils ausgebildet ist und daß die Profilkörper (6) im Bereich ihres Rückens (6a) Perforationen (6d) aufweisen, die unmittelbar mit dem Abströmraum für das Blasmittel in Verbindung stehen.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Warenbahn (W) angeordnete Profilkörper (6) um die Hälfte des Abstandes zweier in Bewegungsrichtung der Warenbahn (W) auf der gleichen Seite letzterer aufeinanderfolgender Düsen (1) zueinander versetzt angeordnet sind (F i g. 2).

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseits der Warenbahn (W) vorgesehenen Düsen (1) symmetrisch zu der Mittelebene einer gestreckt gedachten Warenbahn (W)angeordnet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Mittelebene einer gestreckt gedachten Warenbahn (W) paarweise einander gegenüberliegende Düsen (1) und Profilkörper (6) übereinstimmender Ausbildung in einer Anordnung vorgesehen sind, bei der die in entgegengesetzten Richtungen zueinander ausblasenden Düsenauslässe eines Paares spiegelbildlich verkehrt zu der Linie stehen, in der eine die Düseneinlässe an den Blaskästen (10) halbierende, etwa senkrecht zur Warenbahnmittelebene verlaufende Ebene die Mittelebene schneidet, und daß die in Bewegungsrichtung der Bahn folgenden Profilkörper (6) in gleicher Richtung im Verhältnis zueinander versetzt und gegen die Warenbahnmittelebene vorzugsweise geringfügig angewinkelt angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung der Lage unter Wirkung eines Blasmittels schwebend geführter Warenbahnen unter Anblasung wenigstens einer Warenbahnfläche im spitzen Winkel zu ihrer Bewegungsrichtung, bei welchem die Warenbahn sie zur.ächst drückenden, dann ansaugenden Strömungskräften unterworfen wird, indem der Blasstrom nach dem Austreten aus der Düse in eine freie Strömung längs eines frei zwischen den Düsen ίο angeordneten Profilkörpers überführt wird.

Verschiedene Verfahren zur Stabilisierung der Lage und der Wirkung eines Blasmittels sind bekannt. Sie fanden zunächst Anwendung bei der Gasflammentrocknung, bei der den Zuführungsdüsen für das Brenngas-

luftgemisch eine auf die zu behandelnde Bahn hin gerichtete Neigung gegeben wird, um zu erreichen, daß sich die Flamme selbst der Bahn anschmiegt. An die flammerzeugenden Düsen schließt sich eine Reihe von Blasrohren ober- und unterhalb der Bahn an, um die mittels bekannter Maßnahmen in einer Ebene zwangsgeführte Bahn senkrecht zu ihrer Fläche mit Warmluft zu beaufschlagen. Das Ergebnis ist deshalb unbefriedi-. gend, weil die thermische Belastung der Bahn entsprechend den Wärmeübergangsverhältnissen völlig unregelmäßig verläuft. An den Auftreffstellen der Gasflammen entstehen Spitzenbelastungen, die zur Überschreitung kritischer Grenzwerte führen. Ist die Bahn bedruckt oder beschichtet, so werden beispielsweise die Siedetemperaturen von Wasser und Lösungsmitteln erreicht, so daß die Bildung von Blasen und Bläschen mit entsprechenden Auswirkungen auf die Druckfarben, die Beschichtung und den Werkstoff der Bahn selbst unvermeidlich sind. Ein Ausweg aus den dargelegten Schwierigkeiten wurde durch den Übergang zur Heißlufttrocknung gefunden. Der Einsatz der Trockner scheiterte jedoch daran, daß zunächst kein aerodynamisches Verfahren bekannt war, mittels dessen Bahnen mit genügender Sicherheit berührungsfrei durch einen Behandlungsraum geführt werden konnten.

Während man zunächst mit Umluftverfahren arbeitete, bediente man sich später der sogenannten Luftkissenbetten, indem man unterhalb der Bahn mittels Düsen ein flächenmäßig großes Luftkissen ausbildete, dessen Druck so groß war, daß dem Gewicht der Bahn das Gleichgewicht gehalten werden konnte. Eine Verbesserung bestand darin, ein Gegenkissen aus Luft oberhalb der Bahn zu erzeugen, um auf diese Weise den Druck, damit die Geschwindigkeit und im Ergebnis die Trocknungsleistung der Luft vergrößern zu können, die zunächst unbefriedigend waren. Bezeichnet man die Kräfte, die über eine Düse auf eine Bahn ausgeübt werden können, als Stoßkräfte, so ist einerseits davon auszugehen, daß eine Bahn im Gegensatz beispielsweise zu einem Flugzeug oder einem sonstigen angeblasenen, aber in jedem Falle starren Objekt flexibel ist, so daß Wölbungen auftreten, die das Stoßkraftverhalten einer Düse ändern; verläuft die der Düse zugewandte Bahnfläche zur Düse hin konkav, so wird die Stoßkraft der Düse wesentlich größer als bei einer Wölbung, die zur Düse hin konvex ausgebildet ist. Das führt dazu, daß ein zwischen zwei aufeinanderfolgenden Düsen gleichen Stoßkraftverhaltens befindlicher Bereich der Bahn mit dem einer Düse gegenüber konvex verlaufenden Teilbereich auf die zugekehrte Düsenöffnung gedrückt wird, so daß letztere am Ausblasen gehindert ist. Es läßt sich also nicht verhindern, daß in einem noch so genau hergestellten, ober- und unterhalb der Bahn befindlichen Düsensystem jeweils Teilbereiche der Bahn