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zur zur fortlaufenden Behandlung einer Warenbahn aus Papier, Textil
oder Kunststoff durch mittels Maetkraft erzeugten Druck" Die Erfindung bezieht sich
auf einen Kalander zur fortlaufenden Behandlung einer Warenbahn aus Papier, Textil
oder Kunststoff durch mittels Druckkörper senkrecht auf die Bahn ausgeübten, durch
Magnetkraft erzeugten. Druck, wobei die Warenbahn über eine gerade oder eine gewölbte
Widerlagerfläche geführt wird und die Druckkörper sich über die Breite der Warenbahn
erstrecken.
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Durch die DT-PS 1.164.233 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung eines
Preßdruckes auf bahn--förmige Materialien, beispielsweise Textilien, bekannt, wobei
das zu bearbeitende Material sich relativ zwischen. den gegeneinander einen Druck,
der mittels eines, das Material durchsetzenden Magnetfeldes hervorgerufen wird,
ausübenden Arbeitsteilen. bewegt, von denen mindestens einer als Drehwalze, an der
das Material abrollt, ausgebildet ist. Hierbei ist mindestens einer der druckausübenden
Arbeitsteile
magnetisch oder enthält einen Magneten wobei die Walze
auf das material entlang einer Mantellinie einen gleichmäßig wirkenden Druck ausüben
soll. - Durch die DU-AS 1.226.522 ist eine Vorrichtung zum Ausgleich der Durchbiegung
unlaufender Walzen in Kalander, Walzmaschinen od. dgl. bekannt, bei der die Walzen
so magnetisch polarisiert sind, daß ungleichiiamge Pole der Walzen sich gegenüberliegen
und wobei an den der Berührungslinie der Walzen entgegengesetzten Seiten der Walzen
fest angeordnete Polsohuhe vorgesehen sind, deren magnetische Polung der Polung
der von ihnen umfaßten Walze entspricht.
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Durch die I>T-OS 1.813.197 ist ferner eine mit magnetischer Anpressung
arbeitende Vorrichtung zum Aufbringen von Druck zur Behandlung bahnfdrmiger Materialien
bekannt, bei welcher die beiden ferromagnetischen Bauteile in Form von Walzen so
gelagert sind, daß sie sich gegeneinander in einer sdlchen Richtung bewegen, daß
sich die Breite des Spaltes ändern läßt. -Um die Magnetkraft, mit welcher die Lruckkörper
auf die Warenbahn wirksam werden, über die Breite derselben variieren zu können,
können nebeneinanderliegende Einzelmagneten Anwendung finden, die ein zu ihren Nachbarmagneten
unterschiedliches Magnetfeld erzeugen.
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Allen bekannten Vorrichtungen der beschriebenen Art haftet der Nachteil
an, daß bei Anwendung von walzenförmigen Druckkörpern und Walzen als Widerlager
für in Warenbahnquerrichtung unebene Bahnen keine gleichmäßige Druckbehandlung in
der genannten Richtung möglich ist. Es erfolgt ein Abheben des walzenförmigen
Druckkörpers
von Abschnitten der Warenbahn, wenn eine Verstärkung der Warenbahn z.B. ein Noppen,
ein Knubbel od.dgl.
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durch den Spalt zwischen dem walzenförmigen Druckkörper und dem Widerlager,
sei dies eine Walze, sei es ein ebenes Widerlager, hindurchtritt. Die den Verstärkungen
benachbarten Warenbahnabschnitte bleiben unbearbeitet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der
eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau der Vorrichtung
hat und auch bei unebener Oberfläche der Warenbahn, so z.B. beim Vorliegen von Noppen
bei einer textilen Ware, dennoch über die Breite derselben eine weitgehend gleichmäßige
Druckbehandlung ermöglicht. Eine Druckbehandlung kann hierbei sowohl eine Oberflächenbehandlung
sein, wie auch jede andere Art der Behandlung, so z.B. ein Quetschen der Warenbahn,
eine Warmbehandlung, ein Prägen od.dgl. Insbesondere aber soll der Wirkungsgrad
des erfindungsgemäßen Kalanders gegenüber bekannten Kalandern gesteigert werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art vor, bei der die Druckkörper mehrere, in Bahnquerrichtung
im wesentlichen nebeneinander gehaltene, senkrecht zur Warenbahnoberfläche gegeneinander
frei bewegliche Rotationskörper mit senkrecht zu ihrer Rotationsebene gewölbter
Wirkfläche, wie Kugeln und Tonnen, mit geringerem Durchmesser oder Länge als die
Warenbahn sind, und mehrere Rotationskörper in Warenbahnlaufrichtung über die Bahnbreite
derart gestaffelt querversetzt hintereinander gehalten sind, daß die Warenbahn
über
ihre gesamte Breite von den Druckkörpern des so gebildeten Druckkörperfeldes beaufschlagt
ist. Die Rotationskörper können durch Käfige, Leisten, Streben, Stangen od.dgl.
in ihrer Lage gehalten werden. Sie können z.B. auf einer Stange mit geringen Durchmesser
als der lichte Durchmesser der Körper aufgereiht sein, wobei eine entsprechende
freie radiale Beweglichkeit gegeneinander gegeben ist.
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Auch können mehrere Rotationskörper übereinander angeordnet werden.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, in völliger Abkehr von der
bisherigen Anwendung von sich über die Breite der Warenbahn erstreckenden Walzen
Einzelelemente zu verwenden, die sich in ihrer Gesamtheit über die Breite der Warenbahn
erstrecken und sich unabhängig voneinander in Richtung der Normalen gegen die Warenbahn
durch magnetische Kräfte ziehen lassen und durch ihre in zwei senkrechten Ebenen
zueinander vorgesehene Wölbung einen hohen Druck auf die Warenbahn ausüben, wobei
durch die Anordnung der Rotationskörper in versetzten Querreiehen für eine weitgehend
gleichmäßige Druckbelastung der Warenbahn Sorge getragen ist. -Bei einer durch das
Magnetfeld hervorgerufenen, z.B. 10fach höheren Kraft als dem Gewicht der zur Anwendung
gelangenden Kugel, ergibt sich unter Berücksichtigung der kalottenförmigen Auflagefläche
der Kugel ein hoher Druck auf die Warenbahn.
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Ferner ergibt sich durch die senkrecht zu seiner Rotationsebene vorgesehene
Wölbung des Rotationskörpers an den seitlich der
Rotationsebene,
d.h. der Querschnittsebene des Körpers, in welcher dieser rotiert, gelegenen Abschnitten
eine Felativgeschwindigkeit zur Warenbahn, durch die ein die Bahnoberflache beeinflussender
Friktionseffekt erzielt wird bzw. bei besonderer Gestaltung dieser Abschnitte auch
andersartige Effekte erzielbar sind.
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Wie hierbei das Magnetfeld auf die Druckkörper wirkt, ist von untergeordneter
Bedeutung und durch den Stand der Technik in Bezug auf an sich bekannte Walzen hinreichend
untermauert. Die die Druckkörper, z.B. die Kugeln oder Tonnen, haltenden Mittel
sind einerseits dafür gedacht, die Teile in ihrer Querlage zu halten, andererseits
um bei Einziehen einer neuen Warenbahn die Druckkörper in ihrer Gesamtheit schnell
von dem Widerlager, d.h. der Gegenwalze oder der ebenen Widerlagerfläche, abzuheben,
über die auch ein Förder- oder Gleitband geführt werden kann, auf oder unter dem
die Warenbahn beispielsweise zur Schonung ihrer Oberfläche geführt wird.
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uf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach er
Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt ig. 1 eine Ausführungsform, bei
welcher feststehende Magnete angewendet beiden, die seitlich oder oberhalb einer
die Warenbahn führenden Walze aus magnetisierbarem @aterial angeordnet sind,
Fig.
2 eine Ausführungsform, bei welcher das Widerlager als Walzenmantel aus magnetisierbarem
oder riecht magnetisien barem Material besteht und der Magnet innerhalb des Walzenmantels
angeordnet ist, Fig. 3 eine Vorrichtung, bei welcher die zu behandelnde Warenbahn
auf einem Förderband aus magnetisierbarem oder nicht magnetisierbarem Material aufliegt,
d&-s auf einem ebenen Widerlager gleitet und die Druckkörper auf Höhe dieses
ebenen Widerlagers, das ein Magnet ist, angeordnet sind, Fig. 4 eine Ausführungsform,
bei welcher die Druckkörper aus Eugeln bestehen, die in Reihen nebeneinander angeordnet
sind, wobei die in Bahnlaufrichtung aufeinanderfolgenden Reihen um den halben Durchmesser
der Kugeln und um einen davon abweichenden Betrag gegeneinander versetzt sina, Fig.
5 eine Ausführungsform, bei welcher der Abstand der aufeinanderfolgenden Kugelreihen
in Warenbahnlaufrichtung geringer als bei der Ausführungsform nach Fig. Z ist und
die Kugeln einer folgenden Reihe in die Kugellücke her einer vor/gehenden Reihe
ragen, Fig. 6 die Möglichkeit der Anordmung von übereinanderliegenden Kugeln, wodurch
angedeutet ist, daß Kugelkaufen Anwendung finden können, die mit geeigneten Mitteln
zusammengehalten werden,
ig. 7 eine Ausführungsform mit tonnenartigen
Druckkörpern, ig. 8 in vergrößertem Maßstab die Wirkung einer Kugel auf eine Warenbahn,
Fig. 9 einen Querschnittsteil einer behandelten Warenbahn und Fig. 10 und 11 je
eine Ansicht in Warenbahnlängsrichtung zweier Anordnungsmöglichkeiten von Kugeln
in Bahnquerrichtung.
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ei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Warenhn W um die Walze
1 aus magnetisiercarem Material geführt. Seitlich oberhalb der Walze sind vorzugsweise
symmetrisch zu deren vertikaler Mittelebene Elektromagnete oder Permanentmagnete
2 ange@rd net, deren der Walze zugekehrte Fläche 3 der Krümmung dieser walze angepaßt
ist, so daß ein konstanter Splt 4 zwischen der Walzenoberfläche 5 und dem Magneten
gebildet wird, wodurch au@ en ronstantes Magnetfeld zwischen der Walze und dem Magneten
erzeugt wird. Der Magnet 2 kann radial auf die Walze 1 zu veste1t werten.
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Auf der Warenbahn aufliegend sind in dem Spalt 4 quer zur und in Warenbahnlaufrichtung
(Pfeil 6) nebeneinander Kugeln 7 als Druckkörper angeordnet, die aus geeignete:
nagnetisie-barem Materia bestehen und unter Wirkung des Magnetfeldes zwischen Walze
1 und dem Magneten 2 gegen die Warenbahn senkrecht dieser unabhängig voneinander
gezogen werden.
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Wie bei der Erläuterung der Ausführungsformen nach den Fig. 4 - 7
sind die einzelnen Reihen der Kugeln 7 in Laufrichtung der Warenbahn W gegeneinander
versetzt, so z.B. ist die Kugelreihe II der Kugeln 7 gegenüber der Kugelreihe I
in Querrichtung der Warenbahn um einen bestimmten Betrag versetzt. Gleiches gilt
von den Reihen III, IV und V der Kugeln 7, so daß letzten Endes der Zwischenraum
zwischen der Berührungsstelle der Kugeln 7 der Reihe I mit der Warenbahn vollständig
durch die Berührungsstelle der Kugelreihen II bis V überdeckt wird und hierdurch
die Warenbahn W über ihre gesamte Breite durch die Kugeln 7 der Reihen I bis V druckbeaufschlagt
wird.
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Wenn hier vorstehend nur fünf Reihen für jede Seite der Walze 1 dargestellt
sind, so können natürlich eine größere Anzahl von Reihen Anwendung finden, so daß
letztlich etwa 10 bis 20 Kugelreihen voRgesehen sind, deren Kugeln derart gegenüber
den Kugeln einer vorgehenden Reihe versetzt sind, daß, wie beschrieben, die gesamte
Warenbahn über ihre Breite durch mehrere auf gleicher oder annähernd gleicher Höhe
gelegene Kugeln druckbelastet wird.
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Die Kugeln 7 werden in ihrer Lage so durch einen Käfig 8 gehalten,
daß die Kugeln senkrecht zur Warenbahn W gegeneinander frei beweglich bleiben. Der
Käfig 8 ist so gestaltet und angelegt, daß er dafür sorgt, daß die Kugeln in ihrer
Lage, insbesondere in ihrer zur Warenbahn quergerichteten Lage, gehalten werden,
aber auch, um die Kugeln in ihrer Gesamtheit von der Warenbahn W abheben zu können,
wenn es gilt, eine neue Warenbahn einzuziehen.
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Zu diesem Zwecke kann die Magnetkraft des
magneten
2 aufgehoben werden und der Käfig 8 mit den Kugeln 7 in Richtung auf den Magneten
2 zu bewegt werden. Der Käfig selbst kann an einer nicht dargestellten Halterung
der Vorrichtung in seiner Lage -gehalten werden.
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Die Stärke des Magnetfeldes kann - beispielsweise durch änderung des
Spulenstromes des Elektromagnetes oder durch Änderung des Spaltes 4 - beliebig gestaltet
werden, so daß auch der Druck der Kugeln gegen die Warenbahn W variiert werden kann.
Hierbei ranil das Magnetfeld in seiner Gesamtheit geändert werden, wie auch das
Magnetfeld in und quer zur Laufrichtung der Warenbahn W (Pfeil 6) unterschiedlich
gestaltet werden kann.
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Die Oberfläche der Kugeln und der Walze 1 kann glatt gerillt, rauh
oder beliebig andersartig gestaltet sein.
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ei der Ausführungsform nach der Fig. 2 sind die Kugeln 7 wiedecan
in einem Käfige 8 gehalten. Innerhalb des Walzenmantels 9 ist ein lektro- oder Permanentmagnet
2 angeordnet, durch den ae Kugeln 7 gegen die @arenbahn W gezogen werden. Auch die
Kugelreihen der Ausführungsform nach der Fig.2 sind in Querrichtung der Warenbahn
W derart gegeneinander versetzt, daß die Kugeln 7 die gesamte Oberfläche der Warenbahn
druckbeaufschlagen.
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Der Versatz in Querrichtung der Warenbahn kann auch hierbei von @uerkugelreihe
zu Querkugelreihe verschieden oder gleich groß sein.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist ein ebenes Widerlager 10 vorgesehen,
über das ein Förderband 11 gleitet, das auf den Führungsrollen oder dem Widerlager
10 aufliegt. Dieses ist als @agnet ausgebildet, und die Druckkörper sind auch in
diesem Falle unab4ängi g voneinander
in Richtung der Normalen
zur Warenbahn W verstellbar, wie auch die Kugelreihen I, II ....... V, VI gegeneinander
querversetzt sind, so daß die gesamte Warenbahn druckbelastet wird.
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Das in Bezug auf die Busführungsform nach Fig. 1 und 2 Gesagte ist
auch bei der Vorrichtung nach Fig. 3 anzuwenden möglich.
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Fig. 4 läßt die anordnung der Kugelreihen I, II, III als Beispiel
für den Versatz quer zur Warenbahn W erkennen. Die Kugeln 7a der Querkugelrethe
II sind gegenüber den Kugeln 7b der Querreihe I um den halben Kugeldurchmesser D/2
gegeneinander versetzt, während die Kugeln 7c der Reihe III gegenüber den Kugeln
7a der Reihe II um einen ein wenig kleineren oder größeren Betrag als der halbe
Durchmesser, d. h. D/2 1X querversetzt ist.
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Us ein ähnliches Maß sind die weiter in laufrichtung (Pfeil 12) der
Warenbahn W zu denkenden Querkugelreihen versetzt, so daß letzten Bades die gesamte
Oberfläche der Warenbahn durch die Kugeln 7 der Querreihen I, II, III ....... druckbelastet
wird.
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Bus Fig. 4 ist ferner zu erkennen, daß die Kugeln 7 frei gegenueber
ihren Nachbarkugeln in Richtung auf die Warenbahn beweglich sind. Ist z. B. auf
Höhe der Kugel 7a in Fig. 4 eine Noppe einer Textilbahn vorhanden, so wird lediglich
eine Kugel 7a angehoben, während die Nachbarkugeln derselben Reihe II ihre Funktion
ebenso ausüben wie die übrigen auf der Warenbahn auf liegenden Kugeln. Dies steht
im deutlichen Gegensatz zu einer Walze, bei welcher auch die Nachbarbereiche desjenigen
Abschnittes der Walze nicht mehr auf die Warenbahn wirksam werden, der auf den Noppen
aufliegt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ragen zur Platzersparnis die Kugeln
der Kugelreihen II undill in den Zwischenraum 13 zwischen zwei benachbarten Kugeln
7 der vorhergehenden Kugelreihe. Hierbei sind die Kugeln 7 der Reihe III um ein
kleines Naß mehr oder weniger als D/2 gegenüber den Kugeln der Reihe II querversetzt.
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Die Ausführungsform nach Fig. 6 soll zeigen, daß es auch möglich ist,
Kugelhaufen anzuwenden, durch die gewünschtenfalls ein noch höherer Druck auf die
Warenbahn erzeugbar ist. Die zusätzlichen Kugeln 14, 15 der Kugelreihen VII und
VIII sind insbesondere bei Kugelreihen anwendbar, die oberhalb der Walze angeordnet
sind und ein Magnet, wie Fig. 2 zeigt, innerhalb des Kugelmantels vorhanden ist.
Gleiches gilt, wenn nach Fig. 3 ein ebenes Magnetwiderlager gewäht wird.
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Fig. 6 zeigt ferner, daß die Kugeln der zusätzlichen Kugelreihen VII,
VIII in einem größeren Abstand oder aber wie die Kugeln der Reihe VIII mit geringerem
Abstand auf den darunterliegenden Kugelreihen I, II, III aufliegen können.
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Die Kugeireihen I - III und -VII und VIII nach den Fig. 4 bis 6 können
durch entsprechende Haltemittel, wie z. 3. Käfige nach den Fig. 1 und 2, in ihrer
Lage gehalten werden.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 finden als Druckkörper unter Einfluß
eines Magnetfeldes tonnenartige Körper 16 4wenn dung, die in ihrer Längsrichtung
nebeneinanderliegend mit ihren
- 12 -können Stirnseiten 17 sich
berühren und mit einer Mittelbohrung 18 versehen sein können, durch die eine Stange
19 erheblich geringerer Stärke ragt. Die Stange 19 dient lediglich dazu, die tonnenförmigen
Druckkörper 16 in ihrer Lage zu halten, ohne diese hierbei in ihrer Bewegung senkrecht
zur Warenbahn W zu beeinflussen. Die Stangen 19 können miteinander verbunden an
der Vorrichtung befestigt sein. Auch die Tonnen 16 sind in Querrichtung gegeneinander
versetzt.
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Bei der Darstellung in Fig. 8 läuft die Warenbahn W auf den Beschauer
zu; die Rotationsebene 20 der Kugel 7 liegt in Warenbahn laufrichtung. Die Zeichnung
läßt die senkrecht zu dieser Ebene 20 gelegene gewölbte Umfangs- oder Wirkfläche
21 erkennen, deren.
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Teil 22 die kalottenförmige Eindellung 23 in der Warenbahn erzeugt,
die agfgrund der Warenbahnbewegung eine Rinne von der Breite der Wirkfläche 21 erzeugt.
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Xfåhrend der auf Höhe der Rotationsebene 20 gelegene Abschnitt der
Kugel 7 mit der Warenbahngeschwindigkeit entsprechen-den Umfangsgeschwindigkeit
VR umläuft, besitzen die den Seitenbegrenzungen 24 der Wirkfläche 21 benachbarten
Abschnitte 25 eine geringere Umfangsgeschwindigkeit, so daß sich von der Rotationsebene
20 der Kugel nach beiden Seiten bis zu den Begrenzungen 24 der Wirkfläche 21 ein
zunehmender Glanzeffekt der Eindellung 23 bzw. der BEngsrille ergibt.
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In Fig. 9 ist ein Teilquerschnitt der Warenbahn W in Laufrichtung
derselben unter zwei Quertonnenrethendargestellt, wobei
angenommen
ist, daß der seitliche Versatz der zweiten Tonnenreihe so groß wie die halbe Tonnenlänge
ist. Durch die Tonnen der ersten Tonnenreihe wird die Längsrille 30 erstellt, die
von den Längsrippen 31,32 begrenzt wird. Die Tonnen der zweiten Querreihe drücken
diese Rippen ein und erzeugen xie eine Rille 33 und Ritzen 34,35, die wiederum unter
Bildung weiterer immer kleinerer Rillen und niedrigerer Rippen zusammengedrückt
werden. Letztlich haben die verbleibenden Rippen nach der letzten Guertonnenreihe
eine Höhe von der Größenordnung eines Materialteilchens oder darunter.
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In Fig. 10 ist eine Anordnungsmöglichkeit von Kugeln quer zur Warenbahnlängsrichtung
dargestellt, wobei die Kugeln einer ersten Kugelquerreihe I (Mittelpunkt M) mit
50 bezeichnet sind, während die Kugeln 51 (Mittelpunkt N) die zweite Querreihe II,
die Kugeln 52 (Mittelpunkt O) die dritte Querreihe III, die Kugeln 53 (Mittelpunkt
P) die vierte Querreihe IV usw. bilden.
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Diese Anordnung entspricht der nach Fig. 4.
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ine Abwandlung zeigt Fig. 11, wo die Kugeln 60 (Mittelpunkt M) ie
e erste oihe I, die Kugeln 61 (Mittelpunkt N) die zweite ehe II, die Kugeln 62 (Mittelpunkt
O) die dritte Reihe III, die Kugeln 63 (Mittelpunkt P) die vierte Kugelreihe IV
usw. bilzein. Hier sind die Kugeln einer Reihe jeweils um einen konstanten betrag
gegenüber der vorhergehenden Reihe cuerversetzt. Letztlich bleibt bei einer endlichen
Zahl von Kugelreihen eine Anzahl on rastrippen in Längsrichtung der Bahn vernachlässigbar
gernger Möhe übrig, während die übrige Bahnoberfläche auch dann ene Bearbeitung
erfährt, wenn Noppen, Knubbel und Erhöhung anderer Art aus der Warenbahnoberfläche
hervorstehen.
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Das zur Anwendung gelangende f4agnetfeld kann versc@iedenartig geändert
werden, so z.B. durch +;nderung des magnetischen tiiderstandes oder der magnetischen
Spannung in Längs- und iuerrichtung der Warenbahn. Es zeigt sich eine grobe Variationsmöglichkeit
der Warenbahnbearbeitung durch einfetc.Ele Arbeit.svorgänge, z.B. durch Verstellen
von Potentiometern.
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Auf Käfige zwischen den Druckkörpern kann verzichtet werdfl, wenn
das Magnetfeld bei entsprechender Ausgestaltung, die Druck körper in ihrer Lage
hält. Gegebenenfalls brauche--i nur seitliche Begrenzungen des Druckkörperfeldes
Anwendung zu finden, während die Einhaltung des Abstandes der Druckkörper untereinander
durch die gegenseitige Abstoßung der magnetisierten Druckkörper gewährleistet ist.
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Die Vorrichtung benötigt keine teuren Kalanderständer mit aufwendigen
Walzenlagern. Sie erfordert keine empfindlichen Walzenbezüge, kein Ausrichten und
Schleifen der Walzen. Die Kugeln können handelsübliche Kugeln oder Tonnen aus Stahl
mit einem Durchmesser von vorzugsweise 5 - 30 mm sein.
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Die Erfindung ist nicht auf Papier, Textil, Kunststoff beschränkt,
wenngleich sie für diese Materialien ihr Hauptanwendungsgebiet findet. Sie kann
ebenso für Metallfolien, dünne Holzfurniere, Leder und überall dort Anwendung finden,
wo eine dünne Warenbahn einer Druckbehandlung zu unterwerfen ist. Hierzu können
die Druckkörper eine entsprechende Oberfläche aufweisen. Auch kann Wärme den Druckkörpern
oder dem Widerlager zugeführt oder von diesen abgeführt werden.