DE2938022C2 - Vorrichtung und Verfahren zur Führung einer Bahn aus flexiblem Material, zu einer vorgegebenen Stelle - Google Patents

Description

— daß die beiden Seitenwände als Strömungsleitvorridiung in Gestalt von Strömungsleitvorricht'jfig in Gestalt von StrcmuRgsprcfilelementen (32,34) ausgebildet sind, und

— daß die Strömungsprofilelemente (32, 34) zur seitlichen Ableitung eines Teils des Gasstromes über die Seitenkanten (14, 16) der Führungswand (12) von dem aus dem Schlitz (28) der Coanda-Düse (22, 24, 26, 28) austretenden Gas angeströmt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da?: die Weite des Schlitzes (28) an seinen Enden größer ist als in seiner Mitte.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Coanda-Düse (22S, 24B, 285,}dem Bahnaustrittsenüc der Führungswand (12/4)zugeordnet ist, daß eine zweite Führungswand (12ß)zum Zusammenwirken mit der zweiten Coanda-Düse (22ß, 24ß, 28fiy so angeordnet ist, daß sie eine durch die zweite Coanda-Düse induzierte Gasströmung aufnimmt, und daß eine zweite Strömungs-Leitvorrichtung der zweiten Führungswand (12ß;zugeordnetist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Führungsplattform (44) für die Materialbahn (40) vor der Coanda-Düse (22/4, 24/4, 28/4; auf der der Führungswand (12/4Jabgewandten Seite der Düse angeordnet-ist.

5. Verfahren zum Führen einer Bahn aus einem flexiblen Material zu einer vorgegebenen Stelle, wobei ein unter Druck stehendes Gas durch eine Coanda-Düse ausströmt, so daß hierdurch eine Gasströmung längs eines Pfades, der durch eine der Düse benachbart angeordnete Führungswand definiert wird, erzeugt wird, wobei die Materialbahn von der durch die Coanda-Düse induzierten Gasströmung längs der Führungswand mitgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Gasströmung während des Vorwärtsbewegens der Materialbahn in einander entgegengesetzte Richtungen quer zur Bahnlaufrichtung abgeleitet oder abgelenkt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile der Gasströmung dadurch abgeleitet werden, daß sie an Strömungsprofile angelegt werden, die längs der Seiten der Führungswand angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung einer Bahn aus flexiblem Material in einer vorgegebenen Stelle, mit einer am Bahneintrittsende einer Führungswand angeordneten, die Bahn entlang der Führungswand mittels eines Gasstroms führenden Coanda-Düse, die eine quer zur Bewegungsrichtung der Bahn angeordnete, sich über die gesamte Breite der Führungswand erstreckende, als Schlitz ausgebildete Gasaustrittsöffnung und eine an das Bahneintrittsende der

ίο Führungswand angrenzende Coanda-Strömungähaftfläche umfaßt, und mit sich von dem Schlitz der Coanda-Düse über das Bahneintrittsende der Führungswand hinaus erstreckenden, beiderseits nach oben ragenden Seitenwänden, sowie ein Verfahren zur Führung einer

(5 Bahn aus flexiblem Material.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 39 99 696 bekannt. Probleme ergeben sich bei dieser Vorrichtung in der Praxis insbesondere aber dann, wenn die zu führende Bahn aus einem sehr dünnen bzw. flexiblem Material wie Seidenpapier besteht. Bei einem derartigen Material und der üblichen hohen Fördergeschwindigkeit treten im Bereich des Bahr.austrittsendes über der Führungswand Flattererscheinungen in der Bahn auf und die Bahn wird quer zu ihrer Bewegungsrichtung zusammengeballt. Darüber hinaus ergibt sich wegen der hohen Strömungsgeschwindigkeit des Transportgases an der Einlaufstelle der Bahn in die nachfolgende Vorrichtung _ur Weiterbearbeitung ein Gasstau, der das Einfädeln in die Einlaufstelle stören kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Gattung zu schaffen, mit welcher auch sehr dünne und flexible Bahnen ohne vertikales Flattern in gestrecktem Zustand geführt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die beiden Seitenwände als Strömungsleitvorrichtung in Gestalt von Strömungsprofilelementen ausgebildet sind, und daß die Strömungsprofilelemente zur seitlichen Ableitung eines Teils des Gasstromes über die Seitenkanten der Pührungswand von dem aus dem Schlitz der Coanda-Düse austretenden Gas angeströmt sind.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß ein Teil des Transportgases aus dem Schlitz der Coanda-Düse entlang der Strömungsprofilelemente schräg zur Bahnbewegungsnchtung nach außen über die Ränder der Führungswand abgelenkt wird, so daß sich einerseits ein die Bahn in Querrichtung streckendes Strömungsprofil ergibt und andererseits auch das störende vertikale Flattern der Bahn im Bereich der Führungswand unterbunden wird. Zusätzlich wird durch die seitliche Ableitung eines Teils der Gasströmung ein S'au des Transportgases insbesondere im mittleren Bereich des Einlaufspaltes der nachfolgenden Verarbeitungsvorrichtung vermieden. Das aus dem Coanda-Düsenschlitz austretende Gas bildet gleichzeitig die laminare Transportströmung über dem Coanda-Profilkörper und leitet andererseits gleichzeitig eine laminare Gasströmung über die seitlichen Strömungsprofilelemente, so daß über der Führungswand das gewünschte Strömungsprofil entsteht.

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Führen einer Bahn aus einem flexiblen Material sind in weiteren An-Sprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Vonichtung mit einer schematischen Darstellung des mit dieser Ausführungsform verbundenen G eschwindigkeitsprofils.

F i g. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 aus Fig. 1,

Fig.3 eine schematische Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung und

Fig.4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 aus Fig. 3.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform umfaßt eine flache bzw. ebene Führungswand 12, die Seitenkanten 14 und 16, ein Bahneintrittsende 18 und ein Bahnaustrittsende 20 aufweist. Eine Coanda-Düse ist am Bahneintrittsende 18 angeordnet und umfaßt eine Strömungsfläche 22 und ein hieran befestigtes Bügelelement 24, das einen nach oben abstehenden Schenkel 26 aufweist, der mit der Strömungsfläche 22 in der Weise zusammenwirkt, daß von diesen beiden Elementen ein langgestreckter Schlitz 28 umgrenzt wird, der sich über die volle Breite der Coanda-Düse erstreckt.

Die Coanda-Düse ist vorn zwcidimcnsionalen Τνρ, wie dies in der US-PS 39 99 696 und US-Pi" 40 14 4*87 beschrieben ist; die Wirkungsweise dieser Düse ist aus diesen Druckschriften bekannt und es sei hier nur nochmais daran erinnert, daß ein Gas, wie z. B. Luft unter Druck durch den Schlitz 28 nach oben gepreßt wird. Aufgrund des Coanda-Effektes schmiegt sich das unter Druck stehende Gas an die gekrümmte äußere Oberfläche der Strömungsfläche 22 an und strömt längs dieser Oberfläche, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, nach rechts. Der unter Druck stehende Gasstrom und hiervon mitgenommene Umgebungsluft strömen dann längs der oberen Oberfläche der Führungswand 12 in einer Weise, wie sie ebenfalls in den oben zitierten Patent-Schriften beschrieben ist.

Eine Strömungsleitvorrichtung in der Form von Strömungsprofilen 32 und 34 sind einander gegenüber längs der Seiten der Führungswand 12 angeordnet. Die Strömungsprofile 32 und 34 erstrecken sich vom Schlitz 28 bis zu einei Stelle zwischen dem Bahneintriltsende IS und dem Bahnaustrittsende 20 der Führungswand 12. Aufgrund des Coanda-Effektes schmiegen sich Teile der über die Strömungsfläche 22 hinweggehenden Gasströmung an die Strömungsprofile 32 und 34 an und strömen längs der Fluidströmungs-Anschmiegoberfläche dieser Profile zu Jen einander gegenüberliegenden Seitenkanten 14,16 der Führungswand 12. Der Schlitz 28 erstreckt sich zwischen den Seitenkanten 14, 16 der Führungswand 12 und ist in unmittelbarer Nähe der Strömungs- profile 32 und 34 angeordnet, um ein Anschmiegen von Gasströmungsteilen an diese Profile zu ermöglichen bzw. zu erpichtem.

Im folgenden wird nun die Arbeitsweise der in den Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Vorrichtung beschrieben. Wenn diese Vorrichtung dazu verwendet werden soll, eine Bahn aus flexiblem Material, beispielsweise ein Gewebe, zu einer vorgegebenen Stelle zu leiten bzw. zu führen, so wird unter Druck stehendes Gas durch den Schlitz 28 in der oben beschriebenen Weise gepreßt, so daß es sich an die Strömungsfläche 22 anschmiegt. Nimmt man zunächst an. daß bei der Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2 keine Strömungsleitvorrichtung in der Form von Strömungsprofilen 32 und 34 vorhanden sind, so zeigt ein geringes Gewicht aufweisendes Material, es wie z. B. ein Gewebe, beim Einführen in den von der Coanda-Düse erzeugten Gasstrom die Tendenz, zur Mitte der Führungswand 12 hinzuwandern und sich dort zusammenzuballen, wie dies in gestrichelten Linien in Fig. 1 dargestellt ist. Ein zweiter unerwünschter Effekt besteht darin, daß dieses ein geringes Gewicht besitzende Material beim Austreten von dem Bahnaustrittscnoc 20 der Führungswand 12 die Tendenz zeigt, in vertikaler Richtung zu flattern oder zu oszillieren, wie dies in gestrichelten Linien in Fig. 2 wiedergegeben ist; dieser zweite Effekt beruht nicht nur darauf, daß das Material zur Mitte hin zusammengeschoben bzw. zusammengeballt ist, sondern beruht auch auf einer möglicherweise übermäßig großen Menge von Mitnahmegas, die mit diesem Material austritt. Die Verwendung der Strömungsleitvorrichtung minimiert diese unerwünschte Bahnbewegung und verringert zusätzlich in sehr starkem Maße die Möglichkeit, daß eine übermäßige Gasströmung sich an einem Walzenspalt der nachfolgenden Vorrichtung aufstaut oder auf andere Weise den einwandfreien Betrieb der Einfädelvorrichtung stört. Bei der Anordnung gemäß den Fig. 1 und 2 schmiegt sich ein Teil des über die Führungswand 12 hinweggehenden Gasstroms an jedes der Strömunp^rrofile 32 und 34 aufgrund des Coanda-Effektes an unt wird dadurch von der Vorrichtung seitlich weggeführt, daß er über die Seitenkanten 14, 16 der Führungswand 12 deswegen hinwegströmt, weil keine Seitenwände an der Füh.ungswand 12 angebracht sind. Dieses Strömungsmuster bewirkt, oaß auf die in seitlicher Richtung auseinanderzuziehende bzw. auszubreitende Bahn seitlich gerichtete Kräfte ausgeübt werden, wodurch die Bahn bei ihrer durch den Rest des Gasstroms bewirkten Vorwärtsbewegung stabilisiert wird. Der Zustand einer solchen ausgebreiteten bzw. in seitlicher Richtung glatt gezogenen Bahn 40 ist in Fig. 1 mit durchgezogenen Linien wiedergegeben. Aufgrund dieser Stabilisierungskräfte und des Abführens von überschüssigen Gasströmen zeigt die Materialbahn 40 das Bestreben, sich beim Ablösen von der Führungswand 12 auf einer weitgehend geradlinigen Bewegungsbahn weiterzubewegen, wie dies in F i g. 2 mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist.

Die eben beschriebene Ausbreit- bzw. Breitstreckwirkung kann weiterhin dadurch verstärkt werden, daß mf'. den Anteil des Gasstroms vergrößert, der von der Vorrichtung durch die Strömungsprofile 32 und 34 weggeführt wird. Eine einfache Möglichkeit, dies zu bewerkstelligen, besteht darin, den Schlitz 28 von der Mitte der Führungswand 12 aus zu den Seitenkanten 14, 16 der Führungswand 12 hin zu verbreitern. Zum Beispiel läßt sich ein gutes Breitstrecken einer Papiergewebebahn dadurch erzielen, daß man eine Schlitzöffnung mit einer Weite von 0,05 mm in der Mitte und 0,127 mm an den Kanten verwendet. Einstellschrauben 41. die sich zwischen den nach obtn erstreckenden Schenkeln des Bügelelementes 24 erstrecken, können zur Einstellung dor Schlitzweite verwendet werden. Das sich bei der Verwendung eines solchen ungleichförmigen Schlitzes ergebende Geschwindigkeitsprofil ist in Fig. i mit dem Bezugszeichen A gekennzeichnet. Zum Vergleich hierzu ist ein Geschwindigkeitsprofil B wiedergegeben, das sich bei der Verwendung einer gleichförmigen Schlitzweite ergibt.

Eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung ist in den F i g. 3 und 4 wiedergegeben. Diese Ausführungsform umfaßt eine Führungswand 12Λ und eine Coanda-Düse am Materialbahneintrittsencle dieser Führungswand. die von einer Strömungsfläche 22A und einem Bügelelement £*-.A gebildet wird, die zwischen sich einen Schlitz 28/\ bilden. Strömungsprofile 32A und 34A sind einander gegenüber an den Seitenkanten der Fiih-

rungsuand \2Λ angeordnet und führen vom Schill/ 28,\ /u den .Seitenkanten der Führung-»wand 12/\, wie dies iiuch oben unter Bezugnahme aiii die den F i g. I und 2 wiedergegebene Ausführungsform beschrieben wurde. In unmittelbarer Nähe des Materialbahiuiustrittscncles ί der Führungswand 12,4 ist eine /weite Coanda Düse angeordnet, die eine Strömungsfläche 221! und ein Bugelelenient 24ß umfaßt, die /wischen sich einen Schiit/ 285 bilden. Zwei Strömungsprofile 32ß und 34W sind einander gegenüber in unmittelbarer Nähe und snom- in abwärts vom Schlitz 28ß angeordnet. Die Strömungsprofile 32ß unc! 34ß erstrecken sich längs der Kanten einer Führungswand I2ß. das von der Strömungsfläche 22ß wegführt. Ks sei darauf hingewiesen, daß die Rihriingswand I2ß bezüglich der Rihrungswand 12/1 nach r< unten »abgesetzt« ist. so daß sie in einer anderen tibene liegt. Alle die eben beschriebenen Elemente werden dadurch zueinander in einer festen bzw. unveränderlichen Lage gehalten, daß sie jeweils an zwei Seitenwänden befestigt sind, von denen eine, nämlich die Seitenwand :ι> 42. in F i g. 4 dargestellt ist.

Die Ausführungsform gemäß den F i g. 3 und 4 umfaßt eine flache bzw. ebene Führungsplattform 44. die strömungsmäßig vor der vom Bügelelement 24A und der Strömungsfläche 22/1 gebildeten Düse angeordnet >5 ist. Die Fuhrungsplattlorm 44 erstreckt sich zwischen der Seitenwand 42 und der gegenüberliegenden Seilenwand, so daß sie sich über die gesamte Breite der Anordnung erstreckt. Die Führungsplatiform 44 verbessert die seitliche und horizontale Stabilität der Material- jo bahn 40. Der Stabilisierungseffekt ist schematisch in F i g. 4 dargestellt. Die Führungsplattform 44 leitet bzw. führt die mitgenommene Strömung unterhalb und parallel zur Bewegungsbahn der Materialbahn 40. Die sich schnell bewegende Strömung erzeugt einen niederen js Druck zwischen der Plattform 44 und der Materialbahn 40. und somit wird eine senkrechte Stabilisierungskraft erzeugt, wie dies durch den Pfeii angedeutet ist. Untersuchungen haben gezeigt, daß eine Führungsplattform-Länge von 1.25 cm bis 5 cm ausreicht, um einen deutlichen Stabilisierungseffekt zu bewirken. Es sei darauf hingewiesen, daß eine Materialbahn-Führungsplattform auch bei einer Vorrichtung mit nur einer Düse, wie sie in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist. verwendet werden kann.

Die Ausfühl ungsform gemäß den F i g. 3 und 4 arbei- 4; tet in der folgenden Weise: Die Coanda-Düsen werden mit unter Druck stehendem Gas versorgt, so daß durch die Schlitze 284 und28ßein Mitnahme-Fluid nach oben strömt, das jeweils eine kontinuierliche Strömung längs der betreffenden Führungswände 12/4. 12ß erzeugt. Wenn eine Materialbahn 40 mit der längs der Strömungsfläche 22/4 induzierten Strömung in Eingriff gebracht wird, so wird diese Materialbahn 40 längs der Führungswand 12Λ vorwärts bewegt. Teile des Gasstroms werden durch die Strömungsprofile 32/4 und 3AA von der Vorrichtung weggeführt, wie dies oben unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform beschrieben wurde. Wenn die Materialbahn 40 den Schlitz 28ß erreicht, wird sie wieder durch die über die Strömungsfläche 22ß strömende Luft über die Führungswand I2ß hinweg mitgenommen. Strömungsprofile 32ß und 34ß üben eine zweite, zu entgegengesetzten Seiten hin gerichtete Kraftwirkung auf die Materialbahn aus, wodurch diese noch weiter ausgebreitet bzw. breitgestreckt und stabilisiert wird. Es hat sich gezeigt, daß die Anordnung mehrerer Coands-Düsen und mehrerer Strömungsleitvorrichtungen, wie dies in F i g. 3 und 4 dargestellt ist, eine sehr starke vertikale Stabilisierungswirkung auf das finde der Gewebebahn ausübt. Die »abgesetzte« Anordnung ist insbesondere sehr gut für lange, steil geneigte Züge geeignet.

Hier/u 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Führung einer Bahn aus flexiblem Material zu einer vorgegebenen Stelle, mit einer am Bahneintrittsende einer Führungswand angeordneten, die Bahn entlang der Führungswand mittels eines Gasstroms führenden Coanda-Düse, die eine quer zur Bewegungsrichtung der Bahn angeordnete, sich über die gesamte Breite der Führungswand erstreckende, als Schlitz ausgebildete Gasaustrittsöffnung und eine an das Bahneintrittsende der Führungswand angrenzende Coanda-Strömungshaftfläche umfaßt, und mit sich von dem Schlitz der Coanda-Düse bis über das Bahneintrittseride der Führungswand hinaus erstreckenden, beiderseits nach oben ragenden Seitenwänden, dadurch gekennzeichnet,