DE102004003899A1

DE102004003899A1 - Vorrichtung zum Führen einer laufenden Faserstoffbahn

Info

Publication number: DE102004003899A1
Application number: DE102004003899A
Authority: DE
Inventors: Werner Buttschardt; Wolfgang Schmitt
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-02-22
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2004-09-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen einer laufenden Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einem sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Faserstoffbahn (5) erstreckenden Führungselement (1). DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass als Führungselement eine in Laufrichtung (L) der Faserstoffbahn (2) drehende Walze (1) und Mittel vorgesehen sind, die geeignet sind, nur einen Gasfilm (G¶F¶) zwischen ihrer Oberfläche (O) und der über diese Oberfläche (O) laufenden Seite (5a, 5b) der Faserstoffbahn (5) auszubilden. Die Faserstoffbahn (2) kontaktiert die Walze (1) im Wesentlichen nicht und ist in der Lage, eine Breitstreckwirkung auf die Faserstoffbahn (5) derart zu erzielen, dass Längsfalten in der Faserstoffbahn (5) beseitig- oder vermeidbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen einer laufenden Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn mit einem sich im wesentlichen über die gesamte Breite der Faserstoffbahn erstreckenden Führungselement.

Ein Führungselement, welches sich über die gesamte Breite der Faserstoffbahn erstreckt, ist aus der EP-A2-0744 388 bekannt. Die hier beschriebene, als Führungselement wirkende Gleitleiste ist feststehend unterhalb der laufenden Faserstoffbahn angeordnet. Die der Unterseite der Faserstoffbahn zugewandte Oberseite der Gleitleiste ist dabei konvex geformt.

Auch ist es üblich, die Faserstoffbahn über einen sogenannten Airturn zu führen. Damit ist eine kontaktlose Führung bei ebenfalls stehendem Führungselement möglich. Die vom Airturn abgegebene Luft erzeugt ein Luftpolster, welches allerdings ungleichmäßig ist, so dass keine faltenfreie Bahnführung gewährleistet ist.

Zur einwandfreien Bahnführung ist auch ein gewisser Bahnzug notwendig. Wird dieser zu hoch eingestellt, entstehen Längsfalten, die ihrer Form nach als Omegafalten bezeichnet werden.

Diese besagten Omegafalten verursachen erhebliche Qualitätseinbußen, beispielsweise bei einer herzustellenden und/oder zu veredelnden Bahn.

Es hat sich in der Praxis herausgestellt, dass die mit allen bekannten Führungs- und Umlenkeinrichtungen erzeugten Luftkissen bzw. -polster zur Stützung und Führung der Faserstoffbahn der Faltenbildung nicht entgegen wirken, sondern eher den Falten noch nachgeben.

Die bekannten kontaktlosen Bahnführungselemente, wie sogenannte Airturns (siehe US5242095 ) oder Schwebetrockner erfüllen zwar die Aufgabe, die Bahn zu stützen oder sie umzulenken, jedoch vermögen sie nicht die gleichzeitige Vermeidung oder Beseitigung von Längsfalten. Auch der Einsatz von sogenannten Airfoils am Auslauf eines besagten Airturns konnte in dieser Hinsicht noch nicht voll überzeugen.

Die Anmelderin hat daher in der nach veröffentlichten DE 10254777 vorgeschlagen, unterhalb der laufenden Faserstoffbahn ein bahnbreites Führungselement anzuordnen. Dieses ist in Form eines aerodynamischen Körpers mit tragflügelförmiger Oberseite gestaltet. Diese Oberseite ist der Faserstoffbahn zugewandt.

Der damit so, wie ein bekannter Flugzeug-Tragflügel ausgestaltete Körper ist in der Lage, eine Breitstreckwirkung der feuchten beziehungsweise frisch gestrichenen Faserstoffbahn zu erzielen.

Als gewisser Nachteil ist dessen relativ komplizierte Formgestaltung anzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit einem einfacher gestalteten oder bereitzustellenden Führungselement zu entwickeln, welches sowohl eine vorwiegend kontaktlose Führung und Umlenkung, als auch eine Beseitigung und/oder Vermeidung von Längsfalten einer laufenden Faserstoffbahn ermöglicht.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine im Anspruch 1 angegebene Vorrichtung.

Erfindungsgemäß umfasst diese Vorrichtung als Führungselement eine in Laufrichtung der Faserstoffbahn drehende Walze. Diese Walze ist so ausgebildet und darüber hinaus sind Mittel vorgesehen, die es ermöglichen einen dünnen Gasfilm bzw. nur eine Gasgrenzschicht zwischen der Oberfläche der Walze und der über diese Oberfläche laufenden Seite der unter Zugspannung stehenden Faserstoffbahn auszubilden. Der Gasfilm erstreckt sich durchgängig über den gesamten Umschlingungsbereich (d. h. jener Umgangsbereich der von der Faserstoffbahn umschlungen wird). Überraschenderweise kann dadurch eine Breitstreckwirkung auf die Faserstoffbahn erzielt werden. Dieser dünne Gasfilm in Zusammenwirkung mit dem eingestellten Bahnzug übt auf die Bahn einen Druck aus und bewirkt so diesen Effekt. Die gefürchteten Längsfalten in der Faserstoffbahn können dadurch beseitigt oder gar völlig vermieden werden.

Dieser Gasgleitfilm bewirkt auch einen solchen Abstand der Faserstoffbahn zur Walzenoberfläche bzw. hat eine solche Dicke, dass die Bahn im Wesentlichen kontaktlos (während des Betriebes der Vorrichtung) über der Walze schwebt.

Es versteht sich, dass die Bahn kurzzeitig oder lokal die Walze berühren kann, wenn die Betriebsgeschwindigkeit (oftmals bis zu 2000 m/min) noch nicht erreicht ist oder wenn besonders starke Ungleichmäßigkeiten und Falten in der Bahn bestehen. Dieser Kontakt ist unbedenklich.

Der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreichbare Gasfilm ist sehr dünn. Er beträgt zwischen Faserbahn und Walzenoberfläche gleich/kleiner 10 mm, vorzugsweise ≤ 5 mm, insbesondere 0–2 mm.

In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Walze angetrieben läuft und eine höhere Umfangsgeschwindigkeit besitzt als die Laufgeschwindigkeit der Faserstoffbahn, die wie oben schon erwähnt zwischen 1500 und 2000 m/min beträgt.

Erfindungsgemäß ist außerdem vorgesehen, dass die Walze einen relativ hohen Außendurchmesser besitzt. Dieser sollte mindestens 450 bis 600 mm, vorzugsweise aber 800 mm betragen. Die Wahl des Durchmessers ist dabei abhängig von der Bahngeschwindigkeit, von der Papier- bzw. Kartonsorte und auch von der Bahnbreite. Letztere beträgt oftmals aus Wirtschaftlichkeitsgründen ca. 10 m und mehr.

Mit beiden genannten Ausführungsmöglichkeiten, d.h. hohe Laufgeschwindigkeit und /oder großer Außendurchmesser der Walze, ist die Dicke des Gasfilmes und damit der Abstand der Bahn von der Walzenoberfläche beeinflussbar. Je schneller also die Walze dreht, desto dicker ist der die Bahn führende Gasfilm. Bei größerem Durchmesser der Walze ist die Grundfläche des Gasfilmes größer und optimiert damit die Stabilität der Führung.

Es wurde gefunden, dass überraschenderweise ein dünner Gasfilm ausreichend ist, um die Bahn sicher und gleichmäßig zu führen und darüber hinaus auch Omegafalten ausgleichbar und/oder vermeidbar sind.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass die Walze als Blaswalze mit integrierter Gaszuführung ausgebildet ist. Die Gaszufuhr erfolgt dabei durch Pumpwirkung, die durch die drehende Walze erzeugt wird, indem sie mit einer von der Bahn unterschiedlichen Geschwindigkeit angetrieben wird. Besonders zweckmässig ist dabei, wie vorstehend beschrieben, wenn die Geschwindigkeit der Walze höher als jene der Bahn ist. Die Walze braucht aber auch nicht angetrieben zu sein, um einen Gasfilm auszubilden. Beim Hochfahren der Maschine bzw. Inbetriebnahme der Vorrichtung dreht sich die Walze mit. Während des laufenden Betriebes staut sich dann die mitgerissene Luft zwischen der Walze und der Faserstoffbahn.

Die Blaswalze kann eine zu ihrem Außenumfang hin offene, feststehende Druckkammer aufweisen, welche mit einem Gas, insbesondere Luft oder Dampf beaufschlagbar ist.

Erfindungsgemäß ist die Walze außerdem mit einem um ihre Achse drehenden Außenmantel versehen. In den Außenmantel sind eine Vielzahl von Durch- bzw. Austrittsöffnungen eingearbeitet, damit das Gas in Form von Strahlen austreten und die Walze dadurch als die besagte Blaswalze wirken kann.

Zur gezielten Ausbildung des Gasfilmes und dessen Stabilisierung sind die Gas-Strahlen durch die Austrittsöffnungen hindurch, in Richtung der, der Blaswalze zulaufenden Faserstoffbahn lenkbar.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Ausströmrichtung und/oder die Größe der Austrittsöffnungen variierbar sind.

Dadurch kann man besonders auf jenen Bereich der Bahn Einfluss nehmen, der Ungleichmäßigkeiten aufweist und/oder eine besonders starke Faltenbildung erwarten lässt.

Eine sehr vorteilhafte und vor allem noch konstruktiv weniger aufwändige Lösung kann darin bestehen, dass die Führungswalze anstelle der vorstehend beschriebenen, Austrittsöffnungen aufweisenden Walze, als Vollmantel-Walze ausgebildet ist.

Zur Ausbildung bzw. Erhöhung des mit der laufenden Bahn und der schnell-laufenden Walze ohnehin bestehenden Luft-Grenzschicht, ist dem Vollmantel der Walze eine gesonderte, mit einem Gas, wie beispielsweise Luft, insbesondere konditionierte Luft oder Dampf beaufschlagte Blasdüse zugeordnet. Aus dieser Blasdüse können in gewünschtem Maße, ebenso wie bei der oben beschriebenen durchströmten Blaswalze, in Richtung und Größe variierbare Gas-Strahlen austreten, die als Grenzschicht mit der Walze mitgerissen werden und wie gesagt zwischen Walze und Faserstoffbahn den Gasfilm vergrößern und stabilisieren.

Dazu ist es am zweckmäßigsten, wenn die Blasdüse im Zulaufbereich (also jener Bereich der Walze, dem die Bahn in ihrer Laufrichtung zuläuft) der Faserstoffbahn angeordnet ist.

Eine mögliche Variante der Gestaltung der Blasdüse kann darin bestehen, dass diese im wesentlichen bahnbreit mit durchgehendem Blasschlitz ausgebildet ist.

Eine weitere Variante kann darin bestehen, dass über die Breite der Walze verteilt angeordnete Einzelblasdüsen vorgesehen sind. Mit diesen einzelnen Düsen lassen sich die auszustoßenden Strahlen in Größe und Richtung besser unabhängig voneinander einstellen und auch warten.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der als Führungselement vorgeschlagenen Walze, insbesondere jener mit dem Vollmantel, kann darin bestehen, dass deren Außenfläche mit einer Oberfläche ausgestattet ist, die der eines Golfballes entspricht. Eine solche Oberfläche besteht aus einer Vielzahl von aneinandergereihten, gleichförmigen und kreisrunden Dellen, die in besonders hohem Maße die Flugeigenschaften des Golfballes – nämlich schnell, dadurch weit und in präziser Linie fliegen zu können – verbessern. Übertragen auf die vorliegende Faserstoffbahn bedeutet dies, verbesserte Laufeigenschaften innerhalb einer Herstellungs- und/oder Veredelungsmaschine für die Faserstoffbahn und auch Verbesserung von deren Qualität.

Das erfindungsgemäße Führungselement bzw. die beschriebene Walze ist daher vor allem geeignet, um innerhalb der besagten Maschine eingesetzt zu werden.

Die Walze kann in unmittelbarer Nähe eines kontaktlos arbeitenden Umlenkelementes, beispielsweise einem Airturn oder Schwebetrockner angeordnet sein.

Alternierend ist die Walze auch als selbständiges Bahnführungselement wirkend, als Ersatz für einen Airturn, einsetzbar.

Besonders vorteilhaft lässt sich die erfindungsgemäße Walze in Streichanlagen einsetzen. Hier ist hinsichtlich einer gleichmässigen Auftragsschicht die Bildung von Längsfalten besonders kritisch. Deshalb und zum Schutz der frisch aufgebrachten Schicht, ist diese in Laufrichtung der Faserstoffbahn einem Streichaggregat zum Beschichten einer oder beider Seiten der Faserstoffbahn nachgeordnet. Je nachdem, ob die Behandlung der Faserstoffbahn ein – oder beidseitig erfolgt, ist die Anordnung der Führungswalze nur an einer Bahnseite (bei einseitigem Auftrag) oder an beiden Bahnseiten (bei beidseitigem Auftrag) sinnvoll.

Durch diese Anordnung und die Richtung und Intensität der von der Blaswalze mit gelochtem Außenmantel in den Zulaufbereich der Faserstoffbahn abgegebenen Strahlen oder der von der Blasdüse an die Vollmantelwalze abgegebenen Strahlen wird der an sich bekannte Coanda-Effekt erzeugt. Er besteht darin, dass der Blasstrahl bzw. die Blasstrahlen hoher Geschwindigkeit im Bereich des konvex gekrümmten Außenmantels der Walze Unterdruck erzeugen. Dadurch entsteht eine gerade so dicke Gasschicht, dass die Faserstoffbahn nahezu kontaktlos darüber gleiten kann. Überdies wird die Bahn zur Walze hin gesaugt, stabilisiert und glättet sich dabei in Querrichtung. Bestehende Bahn-Längsfalten gleiten quer zur Bahnlaufrichtung, d.h. zur Seite und damit nach außen weg und verschwinden dadurch. Im günstigsten Fall entstehen bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung diese gefürchteten Längsfalten gar nicht erst.

Diese erfindungsgemäße Vorrichtung erhöht zum einen den Laufzeitwirkungsgrad bei hoher Betriebssicherheit der Herstellungs- und/oder Veredelungs- sprich Streichmaschine und zum anderen wird eine Verbesserung der Produktqualität, wie der eines gestrichenen Papieres erhöht.

Dabei ist jeder Zeit eine effektive Anpassung an die jeweiligen aktuellen Bedingungen, wie Strömungsverhältnisse, Bahngeschwindigkeit und Art der Faserstoffbahn möglich.

Maßnahmen zur Erhöhung des Bahnzuges sind nicht mehr notwendig. Das ist um so bedeutender, da eine noch nicht vollständig getrocknete Bahn oder eine frisch gestrichene Bahn besonders abrissgefährdet ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass nur geringe Gaszufuhrmengen notwendig sind, um die Faserstoffbahn weitgehend kontaktlos zu führen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie eine bombierte oder eine gebogene Ausführung des Führungselementes (Walze), ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden: Es zeigen in schematischer Darstellung:
1, 2 und 3: eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Führungselement in Form einer Walze im Querschnitt
4: die Draufsicht auf das Oberflächenprofil der erfindungsgemäßen Walzen aus den 1 bis 3
5 bis 8: Einbaumöglichkeiten innerhalb einer Streichmaschine.
In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In der Beschreibungen der einzelnen Figuren sind deshalb nur die Veränderungen gegenüber den anderen Figuren aufgezeigt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein Führungselement, welches als Walze ausgebildet ist und allgemein mit 1 in allen Figuren bezeichnet ist.
Die 1 zeigt eine spezielle Ausführungsform der Walze 1, die hier als Blaswalze wirkt und mit 1.0 bezeichnet ist.
Diese Blaswalze 1.0 besteht im wesentlichen aus einem Walzenkern 1.1, einem konzentrischen Tragteil 1.2 und einem Außenmantel 1.3 mit einer Oberfläche O. Das Tragteil 1.2 enthält eine durch Seitenwände 1.4 und 1.5 abgeschottete, aber durch wenigstens eine verstellbare Seitenwand (das ist im Beispiel die Wand 1.4) eine in ihrer Größe verstellbare Druckkammer 1.6.
Diese Druckkammer 1.6 steht mit einer Gas-Zuführleitung 1.7, insbesondere einer Druckluftleitung in Verbindung und ist zum Außenmantel 1.3 hin offen. Die Druckkammer 1.6 ist feststehend ausgebildet, während der mit einer Vielzahl von Durchtritts- bzw. Austrittsöffnungen 1.8 versehene Außenmantel 1.3 sich in Richtung des Pfeiles R um den Kern 1.1 bzw. das Tragteil 1.2 dreht. Die Austrittsöffnungen 1.8 sind darüberhinaus in ihrer Größe (beispielsweise durch Anordnung von nicht dargestellten Schiebern) und auch in ihrer Ausströmrichtung verstellbar.
Durch die Öffnungen 1.8 werden dadurch sehr effektiv Gas-Strahlen 3 ausgestoßen und zwar in Richtung der Zulaufseite 4 einer der Blaswalze 1.0 zulaufenden Papierbahn 5.
Die Druckkammer hat die Querschnittsform eines Kreissektors und wirkt aufgrund ihrer Verstellbarkeit durch die Seitenwand 1.4 mengenregulierend.
Die Druckkammerwand 1.4 sollte in einem Winkel α von ca. 45°, insbesondere im Bereich von 15° bis 30° zu einer gedachten vertikalen Walzenachse Av eingestellt sein, weil die sich daran anschließende Druckkammer 1.6 in diesem Bereich das gewählte Gas für die Ausbildung des Gasfilmes G_F optimal zugeführt werden kann.
Infolge der hohen Geschwindigkeit (ca. 2000m/min) der in Laufrichtung L laufenden Papierbahn 5 und der noch höheren Walzendrehzahl der in derselben Laufrichtung R drehenden Blaswalze 1.0, bildet sich der gewünschte Gasfilm G_F aus, welcher der Führung und Stabilisierung der Papierbahn 5 dient. Im Bereich der kreisrunden Außenfläche 1.9 der Blaswalze wird zudem noch ein Unterdruck gebildet, der die Luftgrenzschicht strömen lässt und unter der Bezeichnung "Coanda-Effekt" bekannt ist. Diese Luftströmung kann nun ausgenutzt werden, um Längsfalten bzw. Omega-Falten in der Faserstoffbahn, beziehungsweise in einer mit einem flüssigen bis pastösen Auftragsmedium behandelten noch feuchten Faserstoffbahn 5 zu beseitigen oder zu gar zu vermeiden.
Die Dicke des Gasfilmes zwischen Walzenoberfläche und der Faserstoffbahn braucht dazu zweckmäßigerweise nur sehr gering zu sein. Geregelt wird die Dicke a als Regelgröße durch Verändern des gefördertern Luftvolumens und/oder des eingestellten Druckes und/oder der Drehzahl der Walze als Stellgröße. Bei der Regelung kann noch beispielsweise der Umschlingungswinkel der Bahn 5 an der Walze 1 und/oder Oberflächenparameter – wie Federsteifigkeit, Reibungskoeffizient, Oberflächenstruktur der Walze 1 – berücksichtigt werden. Die Regelung kann zudem noch in Abhängigkeit der Bahnspannung und/oder der Laufgeschwindigkeit der Bahn 5 erfolgen.
Die in den 2 und 3 dargestellten Vorrichtungen beruhen auf demselben Prinzip, wie bei 1 beschrieben.
Bei 2 ist ebenfalls eine Blaswalze 1.0, wie bei 1 vorhanden, aber mit im wesentlichen nach unten gerichteten Strahlen 3. Die Walze 1.0 ist nur mit dem Außenumriss (also ohne Innenleben) dargestellt. Dreht nun die Walze 1.0 schneller als die Geschwindigkeit der Papierbahn 5 beträgt, wird eine besonders stabile Luftgrenzschicht LG aufrecht erhalten. Die Walzendrehzahl ist beispielsweise um 1 m/s erhöht gegenüber der Bahngeschwindigkeit.
Aus 3 ist eine andere, einfacher herzustellende Ausführungsvariante der Walze 1 entnehmbar. Die Walze 1 weist hier anstelle eines gelochten Außenmantels einen Vollmantel 6 auf. Außerdem enthält sie keine Druckkammer.
Zur Ausbildung des Luftpolsters und des die Breitstreckwirkung erzielenden Gasfilmes G_F ist eine gesonderte Blasdüse 7 im Einlaufzwickel Z bzw. der Bahnzulaufseite 4 angeordnet. Die Ausströmrichtung der Blasdüse 7 zielt auf den Vollmantel 6 hin.
Die Blasdüse 7 ist im vorliegenden Beispiel in Form eines an die Breite der Walze 1 angepassten Rohres 7.1 mit einer Vielzahl von Ausströmöffnungen 7.2 gestaltet, könnte aber auch einen durchgehenden Ausströmschlitz aufweisen mit getrennt beaufschlagbaren Gaszuführungen. Als Medium für die Ausbildung des Gasfilmes G_F kommt ebenfalls wie bei der Blaswalze gemäß 1 und 2 Luft oder Dampf in Frage.
In einer weiteren 4 ist ein bevorzugtes Oberflächenprofil der Walze 1 oder 1.0 zu sehen. Es ist nach Art des Oberflächenprofiles eines Golfballes, mit einer vorzugsweise die gesamte Oberfläche O bedeckenden Vielzahl von Dellen 8 gestaltet. Die Dellen 8 weisen einen sanften Einlaufradius zum Ausgangsniveau der Walzenoberfläche O bzw. Außenmantel 1.3 auf.
Eine solche Oberflächenstruktur wirkt sich ganz besonders positiv auf das Laufverhalten der Papierbahn 5 aus. Eine Leitwalze mit einer solchen Oberfläche ist aus der DE-A1 10048305.4 bekannt.
Je nach Größe, das heißt Durchmesser und Tiefe der Dellen 8 und deren Anzahl verteilt über die Walzenoberfläche O, lassen sich die gewünschten Strömungsverhältnisse der Gasgleitschicht G_F beeinflussen.
Als Material für vorstehend beschriebene Walzenarten 1, 1.0 oder 6 kann Metall aber auch Kunststoff, beispielsweise ein faserverstärkter Kunststoff, wie glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK), gewählt werden.
Die 5 bis 8 zeigen die erfindungsgemäße Walze im Zusammenhang mit einer Streichmaschine 9. Die Streichmaschine 9 ist einer nicht in den Figuren dargestellten Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung und Veredelung einer Papier- oder Kartonbahn nachgeordnet. Die erfindungsgemäße Walze könnte aber auch in anderen Partien der Maschine Anwendung finden, wo die Papierbahn 5 aufgrund Ihres Feuchtigkeitsgehaltes zur Faltenbildung neigt oder wo Unregelmäßigkeiten in der Faserstoffbahn erwartet werden.
Die Streichmaschine 9 beinhaltet in diesen Beispielen die nipbildenden Auftragswalzen 9.1 und 9.2 sowie Auftragsaggregate 9.3 hier zum indirekten Auftrag.
Auf die detaillierte Darstellung und Beschreibung der speziellen Auftragsaggregate, die selbstverständlich auch ohne Auftragswalzen direkt auf die Papierbahn einwirken können, soll hier verzichtet werden, da diese hinlänglich bekannt sind. In den 6 und 7 wurden die Auftragsaggregate 9.3 aus Vereinfachungsgründen nicht mit eingezeichnet.
5 zeigt, dass das Führungselement bzw. die Walze 1 als selbständiges Bahnführungselement in einem Bereich eines freien Bahnzuges wirken kann.
Genauso ist diese Walze 1 aber auch in unmittelbarer Nähe eines kontaktlos arbeitenden Umlenkelementes, beispielsweise einem Airturn 10 und/oder eines kontaktlosen Bahntrocknungselementes, einem Schwebetrockner 11, wie 6 bis 8 zeigen, anwendbar.
Die Walze 1 ist in diesen Figuren wie gesagt, innerhalb eine freien Bahnzuges angeordnet.
Bei 5, 7 und 8 ist jeweils eine solche Walze 1 beiden Bahnseiten 5a und 5b zugeordnet. 6 zeigt die Anordnung je einer Walze 1 vor und hinter einem Schwebetrockner 11.
Es sind jedoch auch noch andere Konfigurationen denkbar.
So wäre die erfindungsgemäße Vorrichtung auch einsetzbar bei einer Konstruktion, die im Unternehmen der Anmelderin unter dem Namen "Module Dryer" bekannt ist , und teilweise in 8 gezeigt ist, möglich. Hier ist eine Walze 1 oder 1.0 oder 6 sowohl der nach oben laufenden, als auch der wieder nach unten laufenden Papierbahn 5 zugeordnet und wirkt dabei als Airturn (d.h. als Umlenkelement, welches auch gleichzeitig als Trockner ausgebildet sein kann), wobei sie unmittelbar eine Baueinheit mit dem Schwebetrockner 11 bildet.
Wie die 5 bis 7 zeigen, sind prinzipiell mehrere Walzen 1, 1.0 bzw. 6 einsetzbar. Der Außendurchmesser jeder dieser Walze sollte im Hinblick auf die Ausbildung des Gasfilmes einen Mindestdurchmesser von 450 mm haben.
In den Figuren ist die Form der Walze 0, 1.0 bzw. 6 nicht verdeutlicht.
Sie kann aber über ihre Länge hinweg einen gleichmäßigen Querschnitt aufweisen, gebogen sein oder aber auch bombiert ausgeführt sein.
Es hat sich gezeigt, dass die Bildung unerwünschter Längsfalten bei höheren Strichgewichten und/oder stärkerer Penetration in die Papierbahn 5 besonders häufig auftreten und dort die beschriebene, erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt eingesetzt werden sollte. Die aufgetragene Schicht eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums, wie Streichfarbe, Leim oder Stärke bleibt bei Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung unbeschädigt, vor allem aber kann die durch den Strichauftrag verursachte Quellung mit anschließender Faltenbildung aus der Bahn erfolgreich ausgebügelt werden.
Zumeist entstehen die besagten, unerwünschten Falten bei der Umlenkung der Papierbahn. Mit dem Einbau der erfindungsgemäßen Walzen vor einer Umlenkeinrichtung, können sogar die Falten verhindert, mit dem Einbau nach der Umlenkeinrichtung, vorzugsweise nach der ersten kontaktlosen Umlenkung, lassen sich Falten ausgleichen.

Claims

Vorrichtung zum Führen einer laufenden Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einem sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Faserstoffbahn (5) erstreckenden Führungslement (1), dadurch gekennzeichnet, dass als Führungselement eine in Laufrichtung (L) der Faserstoffbahn (2) drehende Walze (1) sowie Mittel vorgesehen sind, die einen nur dünnen Gasfilm (G_F) durchgängig zwischen der Oberfläche (O) der Walze (1) und der über diese Oberfläche (O) laufenden Seite (5a, 5b) der Faserstoffbahn (5) ausbilden wobei die Faserstoffbahn (2) die Walze (1) im Wesentlichen nicht kontaktiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Gasfilmes (G_F) zur im Wesentlichen kontaktlosen Führung der laufenden Faserstoffbahn (2) auf ≤ 10 mm, vorzugsweise ≤ 5 mm, insbesondere 0 bis 2 mm einstellbar bzw. regelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasfilm (G_F) aus Luft, vorzugsweise konditionierter Luft, besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1) angetrieben ist und eine höhere Laufgeschwindigkeit als die Faserstoffbahn (5) aufweist, wobei die Faserstoffbahn mit ca. 1500–2000 m/min läuft.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1) einen Außendurchmesser von mindestens 450 mm, vorzugsweise 800 mm, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1) als Blaswalze (1.0) ausgebildet ist, indem sie mit Gas, insbesondere Luft beaufschlagbar ist und dazu eine zu ihrem Außenumfang hin offene, feststehende Druckkammer (1.6) und einen um ihre Achse (A) drehenden und mit einer Vielzahl von Austrittsöffnungen (1.8) versehenen Außenmantel (1.3) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (1.6) mit dem Gas beaufschlagbar ist, wobei zur Verstärkung des Gasfilmes (G_F) Gas-Strahlen (3), insbesondere Luft, durch die Austrittsöffnungen (2.8) hindurch in Richtung der, der Blaswalze (1.0) zulaufenden Faserstoffbahn (5) lenkbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1 ), anstelle mit Austrittsöffnungen ausgerüstet zu sein, einen Vollmantel (6) aufweist, dem wenigstens eine gesonderte Blasdüse (7) zur Aufbringung von Gas-Strahlen (3), insbesondere Luftstrahlen, zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasdüse (7) an der Zulaufseite (4) der Faserstoffbahn (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmrichtung der Gas-Strahlen (3) und/oder die Größe der Austrittsöffnungen (1.8) verstellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasdüse (7) im Wesentlichen bahnbreit mit durchgehender Austrittsöffnung (7.2) oder in Form eines bahnbreiten Rohres (7.1) ausgebildet ist, von dem eine Vielzahl von Einzeldüsen bzw. Austrittsöffnungen (7.2) abzweigen oder eine Vielzahl von über die Breite der Walze (1) verteilt angeordneten Einzelblasdüsen (7) mit einzelnen Ausströmöffnungen (7.2) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1) an ihrem Außenumfang (1.9) ein golfballartiges Oberflächenprofil aufweist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasfilm (G_F) durch eine kombinierte Anordnung von Blaswalze (1.0) und gesonderter Blasdüse (7) erzeugbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1, 1.0, 6) über ihre gesamte Länge hinweg den selben Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1, 1.0, 6) bombiert oder um ihre Längsachse gekrümmt ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke a des Gasfilmes derart regelbar ist, dass die Dicke a die Regelgröße ist und als Stellgröße eine Veränderung des geförderten Gasvolumens und/oder des Gasdruckes und/oder der Drehzahl der Walze (1, 1.0, 6) wählbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper bzw. die Walze (1, 1.0, 6) innerhalb einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Papier- oder Kartonbahn , insbesondere im Bereich von Streichmaschinen (9), wo die Faserstoffbahn noch nicht den endgültigen Trockengehalt aufweist, insbesondere zwischen einem ersten Auftragswerk und der Aufrollung der Faserstoffbahn eingesetzt ist und dabei als selbständiges Bahnführungselement wirkt oder in unmittelbarer Nähe eines an sich bekannten, kontaktlos arbeitenden Umlenkelementes, beispielsweise einem Airturn (10) oder einem Bahntrocknungselement, wie einem Schwebetrockner (11) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1, 1.0, 6) in Laufrichtung (L) der Faserstoffbahn (5) einer Auftragsvorrichtung (9.1, 9.2, 9.3) zum Beschichten einer oder beider Seiten (5a, 5b) der Faserstoffbahn (5) nachgeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1, 1.0, 6) an einer oder beiden Bahnseiten (5a, 5b) der Faserstoffbahn (5) angeordnet ist.