<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zum Schrumpfen von Papierbahnen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schrumpfen von Papierbahnen, bei welcher die Papierbahn auf einem zusammenziehbarenDruckband über die Oberfläche einer feststehenden Druckstange läuft. wobei durch das Zusammenziehen des Druckbandes eine Schrumpfung der Papierbahn eintritt und gleichzeitig durch das Andrücken der Papierbahn gegen die Oberfläche der feststehenden Druckstange unter einem senkrecht auf diese wirkenden Druck, der in der Laufrichtung des Druckbandes abnimmt, kein Krep- pen der Papierbahn eintritt.
In der USA-Patentschrift Nr. 3, 122, 469 ist eine Vorrichtung zur Herstellung ungekreppten, dehnbaren Papiers beschrieben, bei welcher zwei parallele Walzen an gegenüberliegenden Seiten eines bewegten elastischen Bandes angeordnet sind, wobei das Band die erste oder Eindrückwalze umgibt und dabei nach der einen Seite gekrümmt ist und sich anschliessend, die andere oder Druckwalze umgebend, nach der entgegengesetzten Seite biegt.
Der Abstand zwischen den beiden Walzen ist einstellbar und so gewählt, dass sich eine Einschnürung im bewegten Band ergibt. Das Band ist gespannt und wird dadurch stark gegen die Oberfläche der Druckwalze gedrückt. Überdies sind die Walzen einstellbar angeordnet, so dass sie unter verschiedenen Winkeln gegen die Bewegungsrichtung des Bandes eingerichtet werden können.
Im Betrieb wird eine feuchte Papierbahn dem bewegten Band zugeführt und von diesem durch die Einschnürung hindurch über die Oberfläche der Druckwalze gezogen. Die Einschnürung und der Wechsel in der Krümmung des Bandes verursachen, dass sich die die Bahn tragende Oberfläche des Bandes zusammenzieht, wodurch zusammen mit dem gegen die Bahn ausgeübten Normaldruck eine Verdichtung der Fasern der Bahn erzielt wird, während gleichzeitig eine Kreppung der Oberfläche derselben verhindert wird, so dass man ein ungekrepptes dehnbares Papier erhält.
Um ein Papier zu erhalten, bei welchem die Richtung der maximalen Dehnbarkeit unter einem bestimmten Winkel zur Bewegungsrichtung des Bandes steht, müssen die beiden Walzender Vorrichtungun- ter einem spitzen Winkel zum Band angeordnet sein.
Immer dann, wenn aber die Walzen unter einem spitzen Winkel zur Bewegungsrichtung des Bandes stehen, können sie nicht frei rotierend angeordnet sein, da in diesem Falle das bewegte Band gegen das Ende der Walzen zu laufen würde. Die Walzen müssen daher fest stehen.
Dies hat aber immer grosse Reibungskräfte zur Folge, die auf Grund des gleitenden Kontaktes zwischen der Unterseite des Bandes und der Eindrückwalze sowie auf Grund des gleitenden Kontaktes der unter dem normal gerichteten Druck stehenden Bahn auf der Oberfläche der Druckwalze hervorgerufen werden.
In der USA-Patentschrift Nr. 3, 122,469 wird vorgeschlagen, zur Verminderung der Reibung zwischen der Unterseite des bewegten elastischen Bandes und der Eindrückwalze einen hydrodynamischen Schmier- film vorzusehen und auf die Bahn vor der Einschnürungsstelle ein Silikonschmiermittel in wässeriger Lö- sung aufzusprühen, um die Reibung zwischen der Bahn und der Oberfläche der Druckwalze zu vermindern.
<Desc/Clms Page number 2>
Während der hydrodynamische Schmierfilm eine im wesentlichen reibungsfreie Führung zwischen dem bewegten Band und der Eindrückwalze ermöglicht, beseitigt die Silikonlösung die Reibung zwischen der bewegten Bahn und der Druckwalze nur zum Teil, so dass bei dieser Vorrichtung eine grosse Kraft er- forderlich ist. Ein weiterer Zusatz von Silikonlösung vermindert die Reibungskräfte nicht entsprechend und ruft überdies Zeichen oder Marken bzw. Fehler auf der Papierbahn hervor.
Die Verwendung von komprimierter Luft zur Schmierung ist ebenso unbefriedigend im vorliegenden
Falle, da sich der Druck der vom Band auf die Bahn während ihrer Bewegung entlang der Oberfläche der
Druckwalze ausgeübt wird, verändert. Der Druck ist am Beginn dieser Bewegung relativ hoch und nimmt von diesem Punkt an fortschreitend ab.
Es muss daher, sobald Luft als Schmiermittel verwendet wird, der Druck so hoch sein, dass die Luft zwischen die Bahn und die Oberfläche der Druckwalze an der Stelle des höchsten Druckes zwischen die- sen beiden eintreten kann. Dadurch wird aber an den folgenden Punkten, an denen der auf die Bahn wäh- rend ihrer Wanderung entlang der Oberfläche der Walze ausgeübte Druck kleiner ist, infolge des hohen
Druckes der Luft das Band von der Walze abgedrängt.
Wenn dies eintritt, so ergibt sich eine Verdichtung der Bahn, bei welcher der günstige und notwen- dige Normaldruck auf die Bahn fehlt und es wird daher die Kreppung ihrer Oberfläche nicht verhin- dert und ein unbefriedigendes Papierprodukt erhalten.
Gemäss der Erfindung ist zur Bildung eines ununterbrochenen Dampffilmes während des Laufes der
Papierbahn über die Druckstange in deren Oberfläche eine Öffnung vorgesehen, durch welche aus einer im Inneren der Druckstange angeordneten Dampfzuführeinrichtung ständig zwischen die Papierbahn und die Stangenoberfläche Dampf einströmt, dessen Druck in der Laufrichtung der Papierbahn infolge seiner
Wärmeabgabe an die Papierbahn abnimmt und der die Papierbahn während ihres Laufes entlang der
Stangenoberfläche in einem gleichmässigen, bestimmten Abstand von der Stangenoberfläche hält.
Der zur Schmierung dienende Dampf tritt aus einem Schlitz in der Druckstange aus und gelangt an der Stelle des höchsten Druckes zwischen die Papierbahn und die Druckstange. Von der Austrittsstelle ab strömt der Dampf in Richtung der Bewegung der Papierbahn und bildet einen wirksamen Schmierfilm.
Auf seinem Weg gibt der Dampf Wärme an die Papierbahn ab, so dass ein Teil des Dampfes kondensiert. Diese Kondensation wirkt sich nicht ungünstig auf die Papierbahn aus, sondern hat zur Folge, dass der Dampfdruck gleichmässig abnimmt.
Es nimmt daher der Dampf von seiner Austrittsstelle bis zum Ende der Bewegung entlang der Oberfläche der Druckstange etwa in der gleichen Weise ab, in der sich der vom Druckband auf die Papierbahn ausgeübte Druck während ihrer Wanderung entlang dieser Oberfläche ändert. Die Papierbahn wird daher durch den Dampf keinesfalls in einer solchen Weise von der Oberfläche der Druckstange abgedrängt, dass eine Kreppung der Bahn eintreten könnte.
Es ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, dass eine äusserst wirksame Schmierung zwischen der Papierbahn und der stationär angeordneten Druckstange ohne nachteilige Wirkungen auf die Papierbahn erzielt wird. Ein weiterer bedeutender Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich der Druck des Schmiermittels in der gleichen Weise ändert, in der der durch das Druckband auf die Papierbahn ausgeübte Normaldruck variiert.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden an Hand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert. In diesen zeigen Fig. 1 eine gemäss der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zur Herstellung von ungekrepptem, dehnbarem Papier im Grundriss ; Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung teilweise im Schnitt nach der Linie 2 - 2 in Fig. l ; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. l in vergrössertem Massstab und Fig. 4 eine Schrägriss- darstellung der nicht rotierenden Druckstange der in Fig. l dargestellten Vorrichtung zum Teil im Schnitt.
In Fig. l ist der Teil einer Vorrichtung zur Herstellung ungekreppten, dehnbaren Papiers dargestellt, der für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Mit 10 ist ein Druckband bezeichnet, welches im allgemeinen die Form einer endlosen Schleife besitzt und von querliegenden Walzen getragen wird.
Das Band 10 wird in seiner Längsrichtung mit Hilfe eines üblichen Antriebes bewegt. Damit wird während des Betriebes der Vorrichtung das Druckband 10 kontinuierlich in seiner Längsrichtung zwischen einer Druckstange 11 und einer Klemmstange 12 hindurchgezogen.
Die beiden Stangen sind unter einem bestimmten Winkel zur Bewegungsrichtung des Bandes angeordnet und werden in dieser Lage mit an sich üblichen Mitteln gehalten. Weiters sind die beiden Stangen fest angeordnet, um eine genaue Laufrichtung des Druckbandes 10 zu sichern. Es sind daher bei der vorliegenden Vorrichtung viel mehr gleitende als rollende Reibungskräfte zu überwinden und darin liegt die vorteilhafte Anwendung der Erfindung.
<Desc/Clms Page number 3>
Wie aus Fig. 2 deutlich hervorgeht, sind die Druckstange 11 und die Klemmstange 12 so ange- ordnet, dass der Abstand zwischen den beiden etwas kleiner ist als die Dicke des Druckbandes 10. Da- durch bilden die beiden Stangen eine Einschnürung und es wird das Band 10, wenn es durch diese Ver- engung hindurchgezogen wird, etwa an der Stelle A zusammengekniffen.
Weiters ist das Band 10 oben um die Klemmstange 12 herumgelegt, so dassseineobere Flä- ehe 14 in diesem Bereich eine konvexe Krümmung aufweist. Anschliessend läuft das Band über die
Druckstange 11, wodurch die gleiche Oberfläche des Bandes nunmehr eine konkave Krümmung er- hält. Die Bandoberfläche 14 besteht aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen, nicht kompressib- len Material und wird dauernd dem durch die Wirkung der Verengung A und durch die wechselnde Krüm- mung des Bandes 10 hervorgerufenen kombinierten Effekt unterworfen.
Es entsteht dadurch eine Zusammenziehung der Bandoberfläche 14 während der Wanderung des
Bandes 10 vom Verengungspunkt A zu dem mit B bezeichneten Punkt, welches der letzte Berüh- rungspunkt zwischen dem Band 10 und der Druckstange 11 ist. Diese beiden Punkte bilden den An- fang und das Ende der im folgenden als Schrumpfspalt bezeichneten Zone 13 der Vorrichtung. Das Pa- pierband 15 wird über eine Verteilungs- oder Spannwalze 16 gegen die Gummioberfl che 14 des
Bandes 10 in der Nähe des Punktes A der Schrumpfzone 13 zugeführt.
Dadurch werden, da sich die wandernde Oberfläche 14 während des Durchganges durch die Schrumpf- zone 13 zusammenzieht, die Fasern des Papierbandes 15 verdichtet und gegeneinander gedrückt.
Dies verleiht der Papierbahn einen genau bestimmten Grad an Dehnbarkeit. Während dieser Verdichtung der Papierbahn wird gleichzeitig normal zu dieser ein Druck aufgebracht, welcher eine Kreppung oder eine Bildung von Falten in der Oberfläche der Papierbahn verhütet.
Fig. 3 zeigt, dass in der Nähe des Punktes A die Grösse des in normaler Richtung ausgeübten Druk- kes in der Hauptsache eine Funktion der Kraft A'ist, welche von der Klemmstange 12 gegen die Un- terseite des Bandes 10 ausgeübt wird. Es ist daher der in den Zeichnungen nicht dargestellte Träger der Klemmstange 12 verstellbar, u. zw. gegen die Druckstange 11 hin bzw. von dieser weg, um die Kraft einstellen zu können.
Normalerweise ist die Klemmstange 12 so eingestellt, dass sie stark gegen das Band 10 drückt, so dass der auf das Papierband 15 in der Umgebung des Punktes A ausgeübte Normaldruck genü- gend hoch ist. Anderseits ist der in der Nähe des Punktes B, das ist der letzte Berührungspunkt zwi- schen der Papierbahn 15 und der Druckstange 11, ausgeübte Normaldruck in der Hauptsache nur eine Funktion der Kraft Bi, mit welcher das Band 10 durch den Schrumpfspalt 13 gezogen wird.
Es ist daher der in der Nähe des Punktes B auf die Papierbahn 15 ausgeübte Normaldruck gewöhn- lich beträchtlich kleiner.
Diese Änderung des Normaldruckes, der auf die Papierbahn 15 wirkt, erschwert das Problem der
Schmierung, die zwischen dem Band und jenem Teil der Oberfläche der Druckstange erforderlich ist, der sich entlang der Schrumpfzone 13 zwischen den Punkten A und B erstreckt. Dieser Oberflächenteil der Druckstange 11 ist in den Fig. 3 und 4 mit 17 bezeichnet.
Zu dieser Schmierung zwischen der Oberfläche 17 und der Bahn 15 wird ein Film aus Dampf verwendet, der die Zusammenziehung bzw. Schrumpfung der Bahn 15 nicht beeinträchtigt. Der Grund für die besonders erfolgreiche Verwendung von Dampf für diesen Zweck ist, dass diesem durch die Papier- bahn 15 während ihrer Fortbewegung zwischen den Punkten A und B Wärme entzogen wird. Dieser
Wärmeverlust hat eine teilweise Kondensation des Dampfes zur Folge und damit eine entsprechende Re- duktion seines Druckes während er vom Punkt A gegen den Punkt B hinströmt.
Dabei wird der Dampf anfänglich mit einem genügend hohen Druck eingeführt, damit er beim
Punkt A zwischen die Oberfläche der Druckstange 11 und die Bahn 15 gelangen kann. Dieser
Druck nimmt vom Eintrittspunkt bis zum Punkt B allmählich ab. Der Dampffilm ist in Fig. 3 etwas übertrieben dargestellt und mit 18 bezeichnet.
Durch diesen Dampffilm zwischen dem Oberflächenteil 17 der Druckstange und der Bahn 15 wird in der kritischen Zone zwischen den Punkten A und B das Druckband 10 etwas von der Druckstange 11 abgehoben, so dass die Reibungskräfte zwischen diesen beiden ganz erheblich herabgesetzt werden, während aber zugleich eine Kreppung der Oberfläche der Bahn 15 verhindert wird.
Eine vorteilhafte Anordnung zur Einführung des Dampffilmes 18 zwischen die Bahn 15 und die Oberfläche 17 der Druckwalze ist in den Fig. 2,3 und 4 dargestellt. Aus der Druckstange 11, welche im wesentlichen zylindrische Form hat, ist ein rechteckiger Teil ausgenommen, um einem ähnlichen zylindrisch geformten Segment 19 Platz zu machen. Das Segment 19 ist mit Seitenwänden verschweisst und bildet so einen kastenähnlichen Teil 20, welcher in den Hohlraum 21 der Druckstan-
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1