DE3213249A1

DE3213249A1 - Verfahren und vorrichtung zum unterdruecken einer luftschicht zwischen einer gutbahn und einer von dieser umschlungenen walze

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Publication number: DE3213249A1
Application number: DE19823213249
Authority: DE
Inventors: Robert A. 54303 Green Bay Wis. Daane
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1981-04-16
Filing date: 1982-04-08
Publication date: 1982-11-11
Also published as: CA1159857A; GB2096974B; US4369584A; GB2096974A; JPH0367931B2; IT1189233B; FR2504031A1; IT8247981A0; SE8201841L; SE452145B; JPS57184050A

Description

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Verfahren und Vorrichtung zum Unterdrücken einer Luftschicht zwischen einer Gutbahn und einer von dieser umschlungenen Walze

B_e_s_c_h r_e i b_u n_g

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzwingen eines satten Kontakts zwischen einer sich in Längsrichtung fortbewegenden Gutbahn und der Umfangsfläche einer teilweise von der Gutbahn umschlungenen Walze, welche derart angetrieben ist, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit der Längsgeschwindigkeit der Gutbahn entspricht. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und auf 'eine Vorrichtung der fTenannten Art, bei welchem bzv/. welcher das Eindringen einer Luftschicht zwischen eine Gutbahn und eine teilweise von dieser umschlungenen Walze durch Anblasen mit Luft unterdrückt wird.

In verschiedenen Arbeitsverfahren, z.B. bei der Papierherstellung, in Druck- oder Beschichtungsverfahren, wird eine sich in Längsrichtung fortbewegende Gutbahn an irgend einer Stelle ihres Wegs derart um eine rotierende Walze herumgeführt, daß sie zum Zweck der Wärmeübertragung oder zu einem anderen Zweck in satten Kontakt mit der Umfangsfläche der Walze kommt. Bei derartigen Verfahren ergibt sich häufig das Problem, daß eine Luftschicht zwischen die Gutbahn und die Umfangsfläche der Walze eindringt, so daß es nicht zu dem erwünschten satten Kontakt kommt.

Es ist bekannt, daß die Oberflächen der Gutbahn und der Walze bei ihrer Bewegung eine gewisse Menge Luft raitreißen. Ein Teil dieser Luft wird in dem keilförmigen Raum zwischen der Umfangsfläche der Walze und der auf diese auflaufenden Gutbahn komprimiert. Sofern dabei die Gutbahn nicht unter einen hohen Zugspannung steht und/oder

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sich mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit fortbewegt, dringt die so komprimierte Luft zwischen die · Walze und die um diese herumgeführte Gutbahn ein und bildet hier eine Luftschicht von einigen Hundertste] ItLlIimeter Stärke.

Sofern dagegen die Geschwindigkeit niedrig genug ist und/ /oder die Gutbahn unter ausreichender Zugspannung steht, wird die komprimierte Luft durch den Druck der auf die Walze auflaufenden Gutbahn verdrängt. Der von der auf die Walze auflaufenden Gutbahn auf diese ausgeübte Druck ρ

in kp/cm ergibt sich aus:

P = t/r,

worin t die Zugspannung der Gutbahn in kp/cm und r der Walzenradius in cm ist.

Eine unter einer Zugspannung von beispielsweise 2 kp/cra stehende und um eine Walze mit einem Durchmesser von 12 cm herm geführte Gutbahn aus Papier oder Kunststoff kommt ²^ somit also mit einem Druck ρ von 1/3 kp/cm in Anlage an der Walzenumfangsflache. Bei einer ausreichend niedrigen Geschwindigkeit der Gutbahn und der Walzenumfangsfläche von beispielsweise weniger als etwa 30 m/min reicht ein

solcher Anlagedruck von 1/3 kp/cm aus, die Luft aus dem zwischen der Walzenumfangsfläche und der auf dieser auflaufenden Gutbahn gebildeten keilförmigen Raum zu verdrängen, so daß die Gutbahn in ausreichendem Maße in Kontakt mit der Umfangsflache kommt. Da jedoch die Oberflächen der Gutbahn und der Walze in der Praxis niemals 30

absolut glatt sein können, ist in den durch die Oberflächenrauhigkeit gebildeten Hohlräumen zwischen den beiden Flächen immer eine gewisse Menge Luftvorhanden, im Gegensatz zu dem sich durch das Vorhandensein einer

Luftschicht ergebenden Zustand ist jedoch ein weitgehen-35

der üPlächenkontakt gegeben.

Bei einer höheren Geschwindigkeit der Gutbahn von beispielsweise etwa 450 bis 600 m/min reicht ein von der

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Gutbahn ausgeübter Druck von ca. 1/3 kp/cm demgegenüber nicht aus, die Ausbildung einer trennenden Luftschicht zwischen der Walze und dem sie umschlingenden Stück der Gutbahn zu verhindern.

Wenn eine mittels einer teilweise von ihr umschlungenen Walze zu erwärmende oder zu kühlende Gutbahn durch eine dazwischenliegende Luftschicht von der Oberfläche der Walze getrennt ist, so ist dadurch offensichtlich die Wärmeübertragung erheblich beeinträchtigt. Wird beispiels weise eine frisch bedruckte oder beschichtete Gutbahn nach Durchlaufen eines Ofens zum Zweck der Kühlung um eine Kühlwalze herumgeführt, so verhindert eine sich zwischen der Gutbahn und der Kühlwalze ausbildende Luftschicht eine Abkühlung der Gutbahn bis auf die für das von der Walze ablaufende Trum vorgesehene Temperatur, so daß bei der weiteren Bearbeitung der Gutbahn Schwierigkeiten auftreten können. Darüber hinaus ermöglicht eine solche Luftschicht den Niederschlag von Lösungsmitteln od. dergl. auf der Walze. Dadurch können auf der Walze relativ dicke Kondensatschichten oder -bänder entstehen, die anschließend wieder von der Gutbahn absorbiert werden können, wodurch der Aufdruck erneut befeuchtet wird.

Beim Aufwickeln einer langen Gutbahn zu einer geschlossenen Rolle kann zwischen dem zulaufenden Trum und dem bereits aufgewickelten Stück der Gutbahn komprimierte Luft eine trennende Luftschicht zwischen aufeinander folgenden Lagen des Wickels bilden, so daß die Rolle sehr lose gewickelt wird, wodurch sie einen übermäßig großen Durchmesser erhält und bei späteren Manipulationen auseinanderrutschen kann.

In Fällen, in denen eine Umlenk- oder Spannrolle von einer sich fortbewegenden Gutbahn angetrieben werden soll, veri'l iif-',οΐΊ. oirio ntHwi'linn flor Oul;b«TT»' πτ»Ί dpr TJnIIn Luftschicht die für den Antrieb der Rolle notwendige Reibung, so daß ein beträchtlicher Schlupf entstehen kann.

Zur Vermeidung der Ausbildung einer Luftschicht zwischen einer Walze und einer diese teilweise umschlingenden Gutbahn kann zunächst der Walze eine Druckwalze angeordnet werden, welche die Gutbahn in feste Anlage an der Walze bringt. Es gibt indes viele Fälle, in denen ein solches Hilfsmittel nicht anwendbar ist, beispielsweise wenn die der Walze abgewandte Oberfläche der Gutbahn die Berührung mit einem festen Gegenstand aus irgend einem Grunde nicht verträgt.

In der US-PS 3 4-52 4A7 ist ausgeführt, da3 eine satte Berührung zwischen einer Gutbahn und einer Trommel, z.B. der Dampftrommel eines Trockners, aufgrund von zwischen der Gutbahn und der Trommel eingeschlossener Luft beträchtliche Schwierigkeiten bereitet, so daß die Wärmeübertragung stark beeinträchtigt sein kann. In der genannten US-PS wird deshalb vorgeschlagen, die der Trommel abgewandte Seite der Gutbahn an der Stelle, an welcher diese auf die Trommel aufläuft, mit Luft anzublasen, datsei wird zugestanden, daß das direkte Anblasen der Gutbahn, mit dem Ziel, diese in Anlage an der Trommel zu zwingen, normalerweise wirkungslos wäre, da die die Gutbahn beaufschlagenden Luftstrahlen durch die Gutbahn selbst abgelenkt wurden, so daß sich eine Auftrieb erzeugende Strömung entlang der Oberfläche der Gutbahn ergäbe. Dabei wäre der von den umgelenkten Luftstrahlen erzeugte Auftrieb stark genug, um den zunächst von den Luftstrahlen hervorgerufenen Andruck wieder zunichte zu machen. Um diesem Nachteil abzuhelfen hat eine gemäß der genannten

® US-PS verwendete Blasschiene zwei in der Bewegungsrichtung der Gutbahn in einem kleinen gegenseitigen Abstand angeordnete Auslässe, welche so ausgerichtet sind, daß die daraus austretenden Luftstrahlen in Richtung auf die Gutbahn spitzwinklig konvergieren. In dem zwischen den beiden Auslässen liegenden Bereich erzeugen die konvergierenden Luftstrahlen eine Druckzone zwischen der Blasschiene und der Gutbahn. Diesbezüglich ist in der genannten US-PS ausgeführt, daß "der über den relativ großen

OZ. I OiC H

Boroich dor Druckzono ausgeübte Druck um so viel größer irst ale. der durch dio umgelenkten Luftstrahlen erzeugte Auftrieb, daß letzterer keine Rolle mehr spielt".

Die in der genannten US-PS beschriebene Anordnung mag, wie in der Patentschrift ausdrücklich dargelegt, bei relativ hoher Zugspannung und mäßiger Geschwindigkeit der Gutbahn gute Erfolge erbringen, eine ausreichende Wirksamkeit bei relativ hohen Geschwindigkeiten und geringerer Zugspannung der Gutbahn ist jedoch zu bezweifeln. In jedem Falle ist zur Erzielung der gewünschten Wirkung eine ziemlich hohe Strömungsgeschwindigkeit der Anblasluft erforderlich, so daß sich im normalen Betrieb ein

sehr hoher Energieaufwand ergibt. 15

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines einfachen, wirtschaftlichen und energiesparenden Verfahrens zum Unterdrücken der Ausbildung einer Luftschicht zwischen einer sich in Längsrichtung fortbewegenden. Gutbahn und der zylindrischen Umfangsfläche einer teilweise von der Gutbahn umschlungenen, rotierenden Walze und damit zum Herboifuhren eines satten Kontakts zwischen der Gutbahn und der Walze ohne Zuhilfenahme eines an der der Walze abgewandten Oberfläche der Gutbahn angreifenden festen Gegenstands, sowie eine?Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Insbesondere bezweckt die Erfindung die Schaffung eines

Verfahrens und einer Vorrichtung zum Erzwingen eines 30

satten Kontakts zwischen einer sich in Längsrichtung bewegenden Gutbahn und der zylindrischen Umfangsfläche einer rotierenden Walze unter Verwendung eines direkt auf die Gutbahn gerichteten Luftstrahls, welcher jedoch, anders als nach dem Stand der Technik zu erwarten wäre, keine nennenswerten Auftriebskräfte an der Gutbahn hervorruft und darüber hinaus zum Hervorbringen der gewünschten Wirkung nur einen relativ niedrigen Druck und eine relativ niedrige Strömungsgeschwindigkeit erfordert.

In der Ausführung eines Verfahrens und einer Vorrichtung gemäß der Erfindung werden gewisse Druckbeziehungen ausgenützt, welche in bekannten Versuchen, die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen, offensichtlich nicht berücksichtigt wurden.

In einer Ausführungsform schafft die Erfindung somit ein Verfahren zum Erzwischen eines satten Kontakts zwischen einer sich entlang einem vorgegebenen Weg in Längsrichtung fortbewegenden Gutbahn und der Umfangsflache einer teilweise von der Gutbahn umschlungenen, rotierenden Walze, deren Umfangsgeschwindigkeit der Längsgeschwindigkeit der Gutbahn entspricht. Der Weg, entlang welchem die Gutbahn geführt ist, hat einen sich auf die Walze zu erstreckenden, geradlinigen Abschnitt, an welchen sich ein um die Walze herum verlaufender, gekrümmter Abschnitt anschließt. Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht vor, daß die der Walze abgewandte Seite der Gutbahn mit einem Luftstrahl angeblasen \tfird. Kennzeichnend für das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei, daß sich der Luftstrahl entlang einer quer zur Länge der Gutbahn verlaufenden Linie im wesentlichen über die gesamte Breite der Gutbahn erstreckt und die Gutbahn ein kleines Stück vor dem Ende des ersten Wegabschnitts beaufschlagt, und daß der von dem Luftstrahl be ufschlagte Bereich der Gutbahn in der Bewegungsrichtung derselben eine Ausdehnung von einigen Zehntelmillimetern hat, so daß die Gutbahn, ungeachtet der Tatsache, daß der vom Luftstrahl auf sie ausgeübte Anblasdruck relativ niedrig sein kann, unter Einwirkung eines

hohen Druckgradienten in der genannten Richtung steht.

In einer anderen Ausführungsform schafft die Erfindung eine mit einem Luftstrahl arbeitende Vorrichtung zum weitgehenden Verhindern des Eindringens einer Luftschicht zwischen eine Walze und eine Gutbahn und zum Erzwingen eines satten Kontakts zwischen diesen. Die Vorrichtung weist einen mit Druckluft gespeisten und gegenüber der der Walze abgewandten Seite der Gutbahn angeordneten

OZ. I OZ. HO

Blaskörper mit; einom auf die Gutbann gerichteten DruckluftiiuslaB auf. Der Druckluftauslaß ist von länglicher Form und erstreckt sich quer zur Längsrichtung der Gutbahn im wesentlichen über die gesamte Breite derselben. Der Blaskörper ist so angeordnet, daß der Auslaß in der Bewegungsrichtung der Gutbahn um ein kleines Stück vor der Linie liegt, an welcher die Gutbahn mit der Umfangsflache der Walze in Berührung kommt. Die Breite des Auslasses, gemessen in der Bewegungsrichtung der Gutbahn, ist nicht nennenswert größer als für einen im wesentlichen gleichförmigen Austritt der Druckluft über seine gesamte Länge erforderlich. Der Abstand zwischen dem Blaslcörper und der Umfangsfläche der Walze ist groß genug für den Durchgang der Gutbahn und für den Austritt der Druckluft in form eines die Gutbahn beaufschlagenden Luft strahls, dabei jedoch klein genug, um eine nennenswerte Ausbreitung des Luftstrahls in der Bewegungsrichtung der Gutbahn zu vermeiden.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht einer Ausführungsform der E findung mit einer sich in Längsrichtung fortbewegenden und teilweise um eine rotierende Walze herumgeführten Gutbahn,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung und

Fig. 3 eine teilweise aufgeschnittene Schrägansicht des in Fig. 2 dargestellten Teils der Vorrichtung.

In der in Fig. 1 gezeigten Anordnung durchläuft eine 35

wenigstens an einer Seite frisch bedruckte oder beschichtete Gutbahn 5 einen Trockenofen 6 und ist anschließend teilweise um eine Kühlwalze 7 herumgeführt. Die Gutbahn ist mit Hilfe von Stützluftdüsen 8 und einer Umlenkwalze entlang einem vorbestimmten Weg geführt. Dieser Weg hat

einen sich geradlinig auf die Kühlwalze 7 zu erstreckenden ersten Abschnitt 10, welcher bis zu einer zur Achse der Kühlwalze 7 parallelen, in Fig. 2 mit T bezeichneten Linie verläuft, an welcher die Gutbahn 5 sit der Umfangsfläche der Walze in Berührung kommt. An der Berührungslinie T beginnt ein gekrümmt um die Kühlwalze 7 herum verlaufender zweiter Abschnitt 11 des Wegs der Gutbahn.

Die Gutbahn 5 bewegt sich mit ein r relativ hohen Geschwindigkeit von beispielsweise etwa 600 m/min in der angegebenen Richtung. Dabei rotiert die Kühlwalze 7 mit einer solchen Drehzahl, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit im wesentlichen der Lineargeschwindigkeit der Gutbahn entspricht.
15

Selbst wenn die Oberflächen der Gutbahn 5 und der Walze 7 relativ glatt sind, reißen sie gewisse Luftmengen mit in den durch das Auflaufen der Gutbahn auf die Walze dazwischen gebildeten keilförmigen Raum 12. Aufgrund dieser induzierten Strömung wird die Luft in dem Raum 12 komprimiert und ist daher bestrebt, zwischen die Walze 7 und das diese umschlingende Stück der Gutbahn 5 einzudringen. Sofern die Gutbahn, wie eingangs ausgeführt, unter einer hohen Zugspannung steht, kann der von ihr auf die Umfangsfläche der Walze ausgeübte Anlagedruck ausreichen, dem Eindringen von Luft zwischen die einander gegenüberliegenden gekrümmten Oberflächen der Gutbahn und der Walze vorzubeugen. Der in dem keilförmigen Eaum 12 entstehende Überdruck erhöht sich jedoch mit zunehmender Geschwin-

digkeit der Gutbahn, so daß bei erhöhten Geschwindigkeiten eine unzulässig hohe Zugspannung der Gutbahn notwendig wäre, um das Eindringen von Luft zwischen sie und die Walze 7 auszuschließen. Ohne irgendwelche Gegenmaßnahmen

wäre daher das um die Walze herum verlaufende Stück der 35

Gutbahn 5 durch eine etwa einige Hundertstel Millimeter starke Luftschicht 14 von der Umfangsflache der Walze getrennt.

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] Dor im lli.nhl LcIc au Γ dar. iiind ringen von Luft, zv/ischen die Gutbahn 5 und die Walze 7 bedeutsame Parameter ist der im Annäherungsbereich zwischen der Gutbahn und der Walze auftretende Druckgradient, d.h. die Druckänderung pro Längeneinheit entlang der Gutbahn in deren Bewegungsrichtung. Im Zusammenhang mit den in üblichen Verfahren für die Bearbeitung oder Verarbeitung von Gutbahnen gebräuchlichen Geschwindigkeiten der Gutbahn, Walzendurchmessern und auf die Gutbahn ausgeübten Zugspannungen ist es bei ausreichender Genauigkeit zulässig, bei der Bewegung der Luft und der Gutbahn auftretende Trägheitskräfle zu vernachlässigen, einschließlich auf die Gutbahn einwirkender Fliehkräfte, und die Luft so zu betrachten, als verhielte sie sich wie eine viskose Newtonsche Flüssigkeit. Da ferner die Luftschicht Ή zwischen der Gutbahn und der Walzenoberfläche im Vergleich zu ihrer Länge äußerst dünn ist, kann die Strömung innerhalb der Luftschicht als eindimensional betrachtet werden. Unter diesen Voraussetzungen lassen sich die Luftströmung sowie Druckänderungen auf der Basis der Schmierungstheorie analysieren.

Für die hier in Betracht gezogene Anordnung ergibt sich der Druckgradient aus

= 12 p s (h - g) h³,

worin (siehe Fig. 2)

χ eine Länge der Gutbahn in ihrer Bewegungsrichtung, // die absolute Viskosität der Luft, _ori h der Zwischenraum oder Abstand zwischen der Gutbahn und

der Walzenoberfläche lotrecht zur Oberfläche der Gutbahn, s die Geschwindigkeit der Gutbahn und der Walzenoberfläche und

g der Mindestabstand zwischen der Gutbahn und der Walzenoberfläche ist.

Daraus ist zu erkennen, daß der Druckgradient seinen Höchstwert an der Stelle des Wegs der Gutbahn erreicht,

an welcher

h = 3/2 g
ist. An dieser Stelle ist

do

9g²

Diese Beziehung zeigt, daß der die Gutbahn auf die Walze zu belastende Druck zur Erzielung eines möglichst kleinen Mindestabstands g zwischen der Gutbahn und der Walze derart in Längsrichtung der Gutbahn variieren muß, daß der Druckgradient oder die Steilheit der Kurve des Drucks über der Wegstrecke χ nicht kleiner ist als ein bestimmter Wert. Ein idealer Wert für den Mindestabstand g ist beispielsweise etwa 0,0025 raw. Dieses Maß entspricht der Oberflächenrauhigkeit gewisser Gutbahnen und bedeutet damit, daß sich die Gutbahn in dem bei der gegebenen Rauhigkeit möglichen Maße in Anlage an der Walze befindet. Zur Erzielung des genannten Mindestabstands g bei einer Geschwindigkeit der Gutbahn und der Walzenurafangsflache von ca. 550 m/min muß der Druckgradient ca. 4,6 kp/cm pro cm Wegstrecke betragen. Angesichts der in der Praxis möglichen Zugspannung der Gutbahn und Abmessungen der Walze ist ein solcher Druckgradient allein über die Zugspannung der Gutbahn und die Wegkrümmung nicht erzielbar.

ITm einen solchen die Gutbahn in Anlage an der Walze belastenden Druckgradienten durch Anblasen der Gutbahn mit Luft zu erzielen, ist es kaum zweckmäßig, einen übermäßig hohen Anblas-Luftdruck zu verwenden, da der bedeutsame Faktor, wie aus vorstehender Untersuchung hervorgeht, nicht der die Gutbahn in Anlage an der Walze belastende absolute Druck ist, sondern vielmehr der Druckgradient entlang der Gutbahn. Es wäre daher wenig sinnvoll, die Gutbahn derart mit Luft anzublasen, daß die die Gutbahn beaufschlagende Luft einen im wesentlichen gleichmäßigen Druck über eine relativ lange Wegstrecke ausübt, da in einem solchen Falle nicht einmal unter sehr hohem Druck

zugeführte Anblasluft den zur Erzielung des gewünschten Ergebnisses notwendigen Druckgradienten, d.h. Druckanstieg pro Längeneinheit der Gutbahn, hervorbringen könnte.

Demgegenüber wird der notwendige hohe Druckgradient gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß die aus dem Blaskörper 16 ausgeblasene Luft einen langen und dabei sehr schmalen Düsenstrahl bildet, welcher sich im wesentlichen über die volle Breite der Gutbahn erstreckt und diese nur in einem sich in Längsrichtung über einige Zehntelmillimeter erstreckenden Bereich beaufschlagt. Der Auslaß 17 äes Blaskörpers 16, durch welchen der Luftstrahl ausgeblasen wird, hat deshalb die Form eines langen und dabei sehr schmalen Schlitzes, dessen Längserstreckung quer zur Längserstreckung der Gutbahn, verläuft und dessen Enden gegenüber den Rändern der Gutbahn oder jenseits derselben liegen.

Da der Luftstrahl in der Längsrichtung der Gutbahn mögliehst schmal sein soll, muß die Breite des Auslaßschlitzes 17 so klein sein wie fertigungstechnisch und im Hinblick auf gegebene Toleranzen möglich. Der Schlitz sollte gerade breit genug sein, um einem Zusetzen vorzubeugen und einen im wesentlichen gleichförmigen Austritt der Anblasluft über seine gesamte Länge zu gewährleisten. Im Hinblick auf diese fertigungstechnischen und betrieblichen Forderungen hat sich eine Schlitzbreite von 7*6 mm als zweckmäßig erwiesen.

Der Blaskörper 16 ist vorzugsweise so angeordnet, daß der Auslaß 17 in der Bewegungsrichtung der Gutbahn 5 in. einem kleinen Abstand zur Berührungslinie T zwischen der Gutbahn 5 und der Walze 7 verläuft. Dieser Abstand sollte nicht wesentlich größer sein als etwa 12 bis 13 mm. Bei einem größeren Abstand zur Berührungslinie T büßt der Luftstrahl einen Teil seiner Wirkung ein, v/eil die Gutbahn an seiner Zulaufseite nicht in Kontakt mit der Walze kommt. Der Blaskörper kann auch so angeordnet sein, daß

der Auslaß 17 im wesentlichen entlang der Berührungslinie T verläuft, in der Bewegungsrichtung der Gutbahn sollte der Auslaß jedoch nicht nennenswert vor dieser Berührungslinie liegen.

Da der aus dem Auslaßschlitz 17 austretende Luftstrahl in Längsrichtung der Gutbahn möglichst schmal sein soll, ist der BlaskÖrpf>r vorzugsweise in einem geringstmöglichen Abstand zur Gutbahn angeordnet, so daß sich der Luftstrahl.nicht verbreitert, auflöst oder an Geschwindigkeit verliert, bevor er die Gutbahn beaufschlagt. Der Abstand des Blaskörpers zur Gutbahn beträgt daher vorzugsweise höchstens das Vierfache der Breite des Auslaßschlitzes.

¹^ Im Hinblick auf die Aufrechterhaltung eines gegebenen Mindestabstands g zwischen der Gutbahn und der Walze würde eine größere Breite des Auslaßschlitzes 17 eine Erhöhung des Drucks der den Blaskörper speisenden Luft sowie eine Steigerung der den Blaskörper, durchströmenden

Luftmenge erfordern. Der Energieaufwand für die Erzeugung der benötigten Druckluft erhöht sich dabei mehr als proportional dem Quadrat der Schlitzbreite. Im Hinblick auf einen wirtschaftlichen Betrieb sollte daher die Breite des Schlitzes 17 so klein wie möglich sein, da eine größere Schlitzbreite lediglich einen erhöhten Energieaufwand für die Erzeugung eines wirksamen Düsenstrahls erfordert, ohne daß damit die Wirkung der Vorrichtung ^terbessert würde. Bei einer Schlitzbreite von mehr

als etwa 20 mm wurden die durch den satten Kontakt zwi-30

sehen der Gutbahn und der Walze erzielten Vorteile den zur Aufrechterhaltung dieses satten Kontakts erforderlichen Energieaufwand wahrscheinlich nicht mehr wettmachen.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines Blaskörpers 16, 35

welcher in der Durchführung der Erfindung erfolgreich erprobt wurde. Der Blaskörper 16 weist ein Rohrstück auf, dessen Länge wenigstens gleich der vollen Breite der Gutbahn ist. Das Rohstück 20 ist an einem Ende dichb ver-

iic.h"l.o:',."iori und über drin andoro Ende mit bei.spi.olnweise von oLncin Kompressor 21 ^olic fertor DruckIu.ΓU gespeist. An der Unterseite hat das Kohrstück 20 eine Reihe von Bohrungen 22, welche in einem Auslaßbereich ausmünden. Dieser ist durch ein Paar abwärts konvergierender Leisten 23 begrenzt, welche entlang ihren oberen Rändern am Rohrstück 20 angeschweißt oder sonstwie abdichtend befestigt sind. Die unteren Ränder der Leisten 23 verlaufen in einem gegenseitigen Abstand von beispielsweise etwa 7,6 ram und begrenzen so den Auslaßschlitz 17-

Zur Untersuchung der Wirksamkeit im Hinblick auf die Verbesserung des Kontakts zwischen einer Gutbahn und einer Walze wurde ein Blaskörper der in Fig. 3 gezeigten Ausführung in Wirkbeziehung zu einer einen Durchmesser von ca. 305 mm aufweisenden Walze angeordnet. Der Blaskörper wurde unter einem Überdruck von 0,21 at mit Luft gespeist und die Breite des Auslaßschlitzes betrug 0,76 ± 0,05 mm. Bei einer Geschwindigkeit der Gutbahn von 549 m/min und einer Zugspannung der Gutbahn von 0,357 kp/cm Breite ergab sich vor Inbetriebnahme des

Blaskörpers eine Wärmeübertragung von ca. 0,6 kcal/h/m und nach Inbetriebnahme des Blaskörpers eine Wärmeüber-

tragunf; von ca. 1,^;ΐ-7 kcl/h/m zwischen der Gutbahn und der Kühlwalze. Unter Einwirkung des Blaskürpers ergab sich somit eine Steigerung der Wärmeübertragung nahezu um das Zweieinhalbfache, womit nicht nur die Erzielung eines satten Kontakts zwischen der Gutbahn und der Walze sondern auch die sich aus einem solchen satten Kontakt

ergebenden Vorteile bewiesen wurden.

Aus vorstehender Beschreibung ist somit zu erkennen, daß die Erfindung ein einfaches und energiesparendes Verfahren zum Erzwingen eines satten Kontakts zwischen einer sich in Längsrichtung fortbewegenden Gutbahη und einer teilweise von dieser umschlungenen Walze sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens schafft.

Leerseite

Claims

P_a_t_e_n_t_a_n_s_p__r_ü_c_h_e

Λ. Vorrichtung zum Unterdrücken des Eindringens einer Luftschicht zwischen eine sich in Längsrichtung entlang einem einen im wesentlichen geradlinigen ersten Abschnitt und einen daran anschließenden, um eine Walze herum gekrümmt verlaufenden zweiten Abschnitt aufweisenden Weg fortbewegende Gutbahn und die mit einer der Geschwindigkeit der Gutbahn entsprechenden Geschwindigkeit umlaufende Umfangsfläche einer rotierenden Walze und damit zum Erzwingen eines satten Kontakt zwischen der Gutbahn und der Umfangsfläche der Walze, gekennzeichnet durch einen der Walze (7) zugeordneten Blähkörper (16) mit einem der Gutbahn (5) zugewandten, langgestreckten und

schmalen Auslaß (1V)₅ welcher sich mit seiner Längserstreckung quer zur Längserstreckung der Gutbahn im wesentlichen über deren volle Breite erstreckt, eine Breite von wesentlich weniger als 2,5 mm aufweist, in der Bewegungsrichtung der Gutbahn in einem kleinen Abstand vom Ende des ersten Wegabschnitts (10) angeordnet ist und dessen Abstand zur Umfangsfläche der Walze nicht xvesentlich größer ist als für den Durchgang der Gutbahn zwischen dem Blähkörper und der Umfangsfläche der Walze und Tür den Austritt von Blasluft in Form eines die Gutbahn in einem eine sehr kleine Ausdehnung in der Bewegungsrichtung aufweisenden Bereich beaufschlagenden Stroms notwendig, und durch Einrichtungen (22) für die Zufuhr von durch den Auslaß auszublasender Druckluft zum Blaskörper.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze lehnet, daß die Breite des Auslasses (17) in eier Größenordnung von 7,6 mm liegt und daß der Abstand des Blaskörpers (16) zur Gutbahn (5) nicht wesentlich größer ist als das Vierfache der Breite des Auslasses.

$. Anblasvorrichtung zum Unterdrücken des Eindringens von Luft zwischen eine sich entlang einem einen im wesentliehen geradlinigen ersten Abschnitt und einen daran anschließenden, um einen Teil der zylindrischen Umfangsfläche herum gekrümmt verlaufenden zweiten Abschnitt aufweisenden Weg in Längsrichtung fortbewegende Gutbahn und die mit einer der Geschwindigkeit der Gutbahn entsprechen-

den Geschwindigkeit umlaufende Umfangsfläche der rotierenden Walze, mit einem an der der Walze abgewandten Seite der Gutbahn angeordneten Blaskörper, welcher mit Druckluft gespeist ist und einen auf die Gutbahn gerichteten Auslaß für Druckluft aufweist, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Auslaß (17) des Blaskörpers (16) langgestreckte Form aufweist und sich quer zur Längserstreckung der Gutbahn (5) im wesentlichen über deren volle Breite erstreckt, daß der Auslaß in der Bewegungsrichtung

in einem kleinen Abstand zum Ende des ersten WegabSchnitts angeordnet ist, daß die Breite des Auslasses nicht wesentlich größer ist als für den Austritt der Luft mit im ■wesentlichen pjleich L'örmiger Geschwindigkeit über die gesamte Länge des Auslasses notwendig, und daß dor Abstand des Blaskörpers von der Walze (7) groß genug ist, wie für den Durchgang der Gutbahn dazwischen und für den Austritt eines die Gutbahn beaufschlagenden Luftstrahls daraus notwendig, und dabei klein genug, um eine nneneswerte Ausbreitung des aus dem Auslaß austretenden Luftstroms in der Bewegungsrichtung auszuschließen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e kennzeichnet, daß die Breite des Auslasses (17) kleiner als 20 mm ist und daß der Abstand zwischen dem Blaskörper (16) und der Gutbahn (5) nicht wesentlich größer ist als das Vierfache der Breite des·Auslasses.

5. Verfahren zum Erzwingen eines satten Kontakts zwisehen einer sich in Längsrichtung entlang einem vorgegebenen Weg fortbewegenden Gutbahn und der teilweise von der Gutbahn umschlungenen, mit einer der Geschwindigkeit der Gutbahn entsprechenden Geschwindigkeit umlaufenden, zylindrischen Umfangsfläche einer rotierenden Walze,

²^ dadurch gekennzeichnet, daß die Gutbahn von der der Walze abgewandten Seite her mit einem Luftstrahl angeblasen wird, welcher sich entlang einer quer zur Längserstreckung der Gutbahn verlaufenden Linie im wesentlichen über die volle Breite der Gutbahn erstreckt,

die Gutbahn in der Bewegungsrichtung in einem kurzen " Abstand zur Berührungslinie der Gutbahn mit der Walze beaufschlagt und die Gutbahn in einem Bereich beaufschlagt, v/elcher in der Bewegungsrichtung eine Ausdehnung in der Größenordnung von einigen Zehntelmillimetern hat, so daß auf die Gutbahn ein hoher Druckgradient einwirkt, obgleich der Druck, mit welcher der Luftstrahl die Gutbahn beaufschlagt, relativ klein sein kann.

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Μ Ι (». Mil; Druckluft; arbeitenden Vorfahren «urn Erzwingen eines satten Kontakts zwischen einer sich in Längsrichtung entlang einem vorgegebenen Weg fortbewegenden Gutbahn und der teilweise von der Gutbahn umschlungenen, mit einer derjenigen der Gutbahn entsprechenden Geschwindigkeit umlaufenden, zylindrischen Umfangsfläche einer rotierenden Walze, bei welchem die Druckluft die Gutbahn in Form eines sich über ihre volle Breite erstreckenden Luftr.trahls von der der Walze abgewandten Seite aus beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß der luftstrahl no ausgerichtet wird, daß er die Gutbahn in der Bewegungsrichtung in einem kleinen Abstand von ihrer Tangenzlinie mit der Walze beaufschlagt und daß die Beaufschlagung der Gutbahn von dem Luftstrahl auf einen Bereich begrenzt wird, welcher in der Bewegungsrichtung der Gutbahn eine Ausdehnung von einigen Zehntelmillimetern hat.

7- Vorrichtung zum Verhindern des Eindringens einer Luftschicht zwischen eine sich in Längsrichtung entlang einem einen geradlinigen ersten Abschnitt und einen an einer Tangenzlinie daran anschließenden, um einen Teil der Umfangsfläche einer rotierenden Walze herum verlaufenden, gekrümmten zweiten Abschnitt aufweisenden Weg fortbewegenden Gutbahn und die Umfangsfläche der V/alze, mit einem an der der Walze abgewandten Seite der Gutbahn angeordneten Blaskörper, welcher einen die Form eines sich quer zur Längserstreckung der Gutbahn über deren volle Breite erstreckenden Schlitzes aufweisenden Auslaß für den Austritt eines auf die Gutbahn gerichteten Druckluft Strahls hat, dadurch gekennze ichnet, daß der Auslaß (17) eine Breite aufweist, welche nicht wesentlich größer ist als für den Austritt der Druckluft mit im wesentlichen gleichmäßiger Geschwindigkeit über seine volle Länge notwendig, und daß der Auslaß in einem zur Vermeidung einer nennenswerten Ausbreitung des Luftstrahls voi' dem Auftreffen auf der Gutbahn ausreichend geringen Abstand zu dieser und in der Bewegungsrichtung

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1 in einem kleinen Abstand zur Tangenzlinie (T) angeordnet ist.