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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Weiterführen einer feuchten Faserstoffbahn mit einer Abnahmebahn, insbesondere einem luftdurchlässigen Filz, wobei die Vorrichtung eine Saugkammer zumindest teilweise begrenzende Wände aufweist, und bei der Öffnungen vorhanden sind, durch die die Abnahmebahn bzw. die Faserstoffbahn während ihres Laufs ansaugbar ist.
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Feuchte Faserstoffbahnen werden in der Regel getragen von Sieben oder Filzen mit sogenannten Pick-Up-Walzen angesaugt, um sie in ihrer Laufrichtung umzulenken oder einer nächsten Behandlungsstation zuzuführen. Derartige Pick-Up-Walzen besitzen einen gelochten rotierenden Mantel, in dessen Inneren sich zum Mantel hin offene Saugkästen befinden. Die Faserstoffbahn bzw. die Abnahmebahn, die tragenden Kontakt mit der Faserstoffbahn hat, werden im Bereich der Saugkästen, also in einem gewissen Umfangsabschnitt der Pick-Up-Walze, durch die Bohrungen angesaugt. Bei diesen Walzen ist eine hohe Pumpenleistung zur Erzeugung eines ausreichenden Vakuums notwendig. Denn bei jeder Umdrehung geht der Unterdruck in den Bohrungen des relativ dicken Mantels in dem Umfangsbereich, der nicht von dem Saugkasten abgedeckt ist, wieder verloren. Außerdem ist die Herstellung einer solchen Saugwalze aufwändig und teuer.
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Mit der
DE 1 267 077 wurde im Jahr 1965 versucht, eine Vorrichtung zu entwickeln, bei der keine rotierend gelagerten Walzenmäntel mehr notwendig sind. Diese Aufgabe wird durch einen Saugkasten gelöst, der im Überführungsbereich eine konvex gekrümmte Fläche aufweist. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass der Verschleiß, sowohl der Abnahmebänder als auch der Oberfläche des Saugkastens selbst, nicht zu vernachlässigende negative Ausmaße annimmt.
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Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Weiterführen einer feuchten Faserstoffbahn zuschaffen, die preiswert und relativ wartungsfrei ist.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Bereich einer Wand, der der Abnahmebahn bzw. der Faserstoffbahn zugewandt ist, einen Reibminderer aufweist. Unter einem Reibminderer sind die Mittel zu verstehen, die eingesetzt werden können, um eine längere Standfestigkeit gegenüber abrasivem Verschleiß sowohl von Abnahmeband als auch der Vorrichtung selbst zu ermöglichen, als es im Vergleich dazu eine dem Abnahmeband zugewandte Wand aus Metall, also in der Regel rostfreiem Stahl, allein erlaubt. Das bedeutet, dass die Wände und/oder Öffnungen im Betriebszustand der Vorrichtung fest angeordnet sein können, was die benötigte Saugleistung deutlich herabsetzt. Auf der anderen Seite handelt man sich nicht wie in der
DE 1 267 077 den Nachteil ein, hohe Wartungsanforderungen erfüllen zu müssen.
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Es ist von Vorteil, wenn der Reibminderer eine reibungsarme und verschleißfeste Beschichtung umfasst. Unter einer solchen Beschichtung sind in erster Linie aufgespritzte keramische Werkstoffe oder kohlenstoffhaltige Kunststoffbeschichtungen (beispielsweise Polytetrafluorethen) oder durch Lichtbogen aufgetragene Hartstoffbeschichtungen wie beispielsweise CrN oder TiN zu verstehen. Ganz besonders interessant sind auch Nanopartikel enthaltene Beschichtungen, die heutzutage gegenüber Stahl bis zu 50% weniger Verschleiß und Reibung garantieren. Vorteilhaft ist es, wenn der Gleitreibungswert (Abnahmeband auf Reibminderer) µG < 0,15, vorzugsweise sogar < 0,1 beträgt.
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Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass der Reibminderer durch wenigstens einen in oder an einer Wand gelagerten Rollkörper gebildet ist. Wenn das Abnahmeband über relativ kleine, gelagerte Rollkörper läuft, ist die Reibung gegenüber der Gleitreibung noch einmal deutlich herabgesetzt. Unter Rollkörpern sind hier kleine zylinder- oder kugelförmige Bauteile, die rotierbar gelagert sind zu verstehen.
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Es ist günstig, wenn der Rollkörper einen Durchmesser von maximal 50 mm, insbesondere von maximal 20 mm aufweist. Wenn die Rollkörper derart klein sind, sind die zugehörenden Lager einfach gestaltbar. Durch das relativ geringe Gewicht sind sie leicht durch Reibschluss-Mitnahme des Anlagebandes drehbar und benötigen keinen eigenen Antrieb.
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Vorzugsweise sind mehrere Rollkörper vorgesehen. Dadurch wird die Gesamtfläche, über die die feuchte Faserstoffbahn unterstützt abgeführt wird, vergrößert.
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Bevorzugt erstrecken sich der oder mehrere Rollkörper über die gesamte Faserbahnbreite. Die Faserstoffbahn kann dadurch sicher in ihrer ganzen Breite abgenommen werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn der oder mehrere Rollkörper hydrodynamisch oder hydrostatisch gelagert sind. Dies ist besonders einfach realisierbar mit Wasser oder einem Gemisch aus Wasser und Additiven. Die Rollkörper werden also in einer geeigneten Lagerschale in oder an der Wand der Vorrichtung über einen Flüssigkeitsfilm gestützt. Wenn dabei eine geringe Menge Wasser auf die Faserstoffbahn gelangt ist das unerheblich, da sie sowieso noch feucht ist. Im Gegenteil kann das sogar vorteilhaft sein, um den Reibungskoeffizienten zu verringern.
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Es ist bevorzugt, wenn die Drehachsen mehrerer Rollkörper in einer gekrümmten, vorzugsweise kreisbogenförmigen Fläche angeordnet sind. Eine Umlenkung der Faserstoffbahn ist bei Anlage dadurch einfach zu vollziehen.
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Mit Vorteil ist vorgesehen, dass der Abstand der Drehachsen zweier Rollkörper zwischen 20 und 50 mm beträgt. Mit einem derart kleinen Abstand ist ein flatterfreier Lauf des Abnahmebandes und der Faserstoffbahn sichergestellt.
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Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Abstand zweier Rollkörper zwischen 1 und 20 mm beträgt. Dieser Abstand ist ideal geeignet, um einen effizienten, aber energiesparenden Ansaugbereich aufzubauen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn in Bahnlaufrichtung mehrere Saugkammern hintereinander angeordnet sind. Insbesondere ist es wirkungsvoll, wenn zwischen jeweils zwei Rollkörpern ein Saugbereich vorgesehen ist. Die Faserstoffbahn bzw. das Abnahmeband wird dadurch an jeden Rollkörper herangezogen und erhält genug Anlage, um die Rollreibung zu überwinden. Insbesondere bei Kartons über 150 g/mm2 sind mehrere Saugkammern notwendig.
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Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Saugkammern mit unterschiedlichen Unterdrücken beaufschlagbar sind. Man kann an unterschiedlichen Stellen des Umlenkungsbereichs dadurch auch verschiedene Kräfte auf die Faserstoffbahn wirken lassen. Beispielsweise kann die Saugwirkung im Bereich, wo die Faserstoffbahn aufläuft, sehr hoch sein, während sie nach vollzogener Umlenkung der Faserstoffbahn im Ablösebereich möglichst klein gehalten wird.
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Günstig ist es auch, wenn die Vorrichtung eine Führung für eine Bewegbarkeit aufweist. So kann sie während der Wartung der Anlage von der Faserstoffbahn wegbewegt werden und eine leichtere Zugänglichkeit ermöglichen. Die Führung sollte selbstverständlich mit einer motorischen Verstellung verbunden sein.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In dieser zeigt die
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1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufnehmen und Weiterführen einer Faserstoffbahn und die
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2 eine Ausschnittsvergrößerung zum besseren Verständnis.
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Die Vorrichtung zum Aufnehmen und Weiterführen 1 einer feuchten Faserstoffbahn 3 mit einer Abnahmebahn 4 besteht aus einem Körper 2, mit dem verbunden mehrere Wände 6 Saugkammern 5 umschließen. Der Körper 2 ist gekrümmt und kann massiv oder als Hohlprofil ausgebildet sein.
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Von der konvexen Seite des Körpers 2 reichen die Wände 6 etwa bis zur Abnahmebahn 4 bzw. Faserstoffbahn 3. Damit die Abnahmebahn 4 nicht hohem Verschleiß an den der Bereichen der Wände 6 ausgesetzt ist, ist dieser Bereich mit einem Reibminderer 10 versehen.
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In dem Ausführungsbeispiel besteht dieser Reibminderer 10 aus Rollkörpern 11, die sich in nicht dargestellter Weise in die Zeichenebene hinein mehrfach, vorzugsweise über die gesamte Faserbahnbreite erstrecken. Außerdem liegen die Drehachsen der Rollkörper 11 in einer konvex gekrümmten Fläche. Diese Fläche entspricht in etwa der gewünschten Umlenkung der Faserstoffbahn 3.
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Die Rollkörper sind mit einer verschleißarmen Beschichtung (12) versehen, beispielsweise CrN oder TiN. Besonders interessant sind auch Nanopartikel enthaltene Beschichtungen, die heutzutage gegenüber Stahl bis zu 50% weniger Verschleiß und Reibung garantieren.
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Die Rollkörper 11 sind an den Enden der Wände 6 gelagert. Das Ausführungsbeispiel zeigt, dass jeder Rollkörper in einem hydrostatischen Bett 13 gelagert ist (siehe hier besonders 2). Das Bett 13 wird über einen Schmiermittelzuführkanal 9 mit Schmiermittel versorgt. Hier eignet sich insbesondere Wasser, das in jeder Papierfabrik in ausreichendem Maß zur Verfügung steht. Zudem ist es unerheblich, wenn etwas Wasser auf die sowieso feuchte Faserstoffbahn tropfen kann.
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Zwischen den Rollkörpern 11 ist eine Öffnung 7 vorgesehen, die in die durch die Wände 6 begrenzte Saugkammer 5 reicht. Das Vakuum in der Saugkammer 5 wird durch den nicht dargestellten Anschluss von Pumpen an den Sauganschlüssen 8 erzeugt. Durch den Unterdruck wird die laufende Abnahmebahn 4 bzw. Faserstoffbahn 3 gegen die Rollkörper gezogen und dichtet den Saugraum ab. Dabei werden die Rollkörper 11 durch den Reibschluss der Abnahmebahn 4 in Drehung versetzt, so dass sowohl Abnahmebahn 3 als auch die Vorrichtung 1 selbst nur noch (geschmierten) Rollreibungskontakt haben und entsprechend wenig verschleißen können.
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Die Abnahmebahn ist eine typische luftdurchlässige Bahn, wie sie in der Papier- und Kartonindustrie verwendet wird, also ein sogenannter Filz oder auch ein Sieb.
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Die Öffnung 7, also der Abstand zwischen den Rollkörpern 11 sollte 1 bis 20 mm betragen um den Unterdruck effizient auf die Bahnen wirken lassen zu können. Die Rollkörper selbst besitzen zur guten Lagermöglichkeit einen Durchmesser von 20 bis 50 mm. Außerdem erfährt die Faserstoffbahn bei einem solch geringen Rollkörperdurchmesser und Rollkörperabstand nahezu kein Flattern.
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Dadurch, dass jede Saugkammer 5 einen eigenen Sauganschluss 8 besitzt, sind sie unterschiedlich mit Unterdruck beaufschlagbar. Dies erleichtert beispielsweise durch geringere Unterdrücke im Endbereich der Vorrichtung 1 (in Bahnlaufrichtung gesehen) den Loslöseprozess.
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Kommt es zu einem Bahnriss oder sind Wartungsarbeiten notwendig, so lässt sich die Vorrichtung 1 mit Hilfe einer Führung 14 zur Seite bewegen. Die Führung 14 ist hier der Einfachheit halber als Zylinder-Kolben-Einheit dargestellt. Es sind aber auch viele andere motorische Antriebe und Getriebe, Führungen, Hebel u.s.w. an dieser Stelle denkbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zum Aufnehmen und Weiterführen
- 2
- Körper
- 3
- Faserstoffbahn
- 4
- Abnahmebahn
- 5
- Saugkammer
- 6
- Wand
- 7
- Öffnung
- 8
- Sauganschluss
- 9
- Schmiermittelzuführkanal
- 10
- Reibminderer
- 11
- Rollkörper
- 12
- Beschichtung
- 13
- Bett
- 14
- Führung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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