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Die Erfindung bezieht sich auf eine ungeschottete, mit
Rillen und einem porösen Mantel versehene Vakuumtrommel der
Art, wie sie zum Erfassen und Transportieren von Bändern
verschiedenster Art, insbesondere von Bändern fotografischen
Materials, verwendet wird.
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Eine ungeschottete Vakuumtrommel zum Erfassen und
Transportieren fotografischer Bänder ist bereits aus US-A-3,630,424
(Rau) bekannt. Dieses Patent beschreibt zwei üblicherweise
verwendete Vakuumtrommel-Arten. Dabei weist eine dieser
Arten durch ihren Körper hindurchgeführte Bohrlöcher von 3,2
bis 4,8 mm Durchmesser (0,125 bis 0,1875 Zoll) auf, und es
wird bei sich drehender Trommel ein Vakuum von der
Trommelaußenseite her an die Bohrlöcher angelegt. Die Löcher sind
relativ groß, so daß ein Schotten- oder Drehventilsystem
verwendet wird, das das Vakuumsystem jeweils gegenüber dem
nicht von dem Band bedeckten Teil der Trommel verschließt.
Die andere im Rau-Patent erörterte Art üblicher
Vakuumtrommeln besteht aus porösem Material und besitzt ein
Schottensystem. Die Luft wird durch die Poren des Materials
angesaugt, und zwar auch in jenen Bereichen, auf denen das Band
nicht aufliegt.
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Die im vorstehenden Patent beschriebenen verbesserten
Vakuumtrommeln gehören zum Typ der ungeschotteten Trommeln.
Diese Trommeln besitzen ein System kleiner Rillen, die in
engem Abstand zueinander in der Außenfläche der Trommel
angebracht sind, sowie diese Rillen verbindende
Vakuum-Zuführschlitze. Über die Zuführschlitze in der äußeren
Trommeloberfläche steht eine Anordnung von durch die Trommel
hindurchgeführten Löchern mit den Rillen in Verbindung. Wird
nun ein Vakuum an das Trommelinnere angelegt, strömt Luft in
den Rillen und Zuführschlitzen entlang und durch die Löcher
in das Trommelinnere mit dem Ergebnis, daß ein Band an die
Trommeloberfläche angesaugt wird. Da die Löcher in der
ungeschotteten Vakuumtrommel nach Rau klein sind, zum Beispiel
einen Durchmesser von weniger als 1,52 mm (0,060 Zoll)
aufweisen, wird hier kein Schottensystem benötigt, wie dies bei
der anderen üblichen Art von Vakuumtrommeln der Fall war,
bei der die Bohrlöcher einen Durchmesser in der
Größenordnung von 3,3 bis 4,8 mm (0,125 bis 0,1875 Zoll) aufweisen.
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US-A-4,207,998 beschreibt eine Vakuumtrommeleinheit zum
Transportieren von Material in Blattform, zum Beispiel
Fotopapier, Karton, Folie und dergleichen, bei der ein
nachgiebiger Trommelmantel mit einer Vielzahl von Ansaugöffnungen
versehen ist, die mit Ansaugöffnungen in der Trommel
ausgerichtet sind und die dem Zweck dienen, das Blattmaterial
rutschfest an die Trommeleinheit anzulegen. Eine Vielzahl
verformbarer schlitzähnlicher Öffnungen ist in den
nachgiebigen Mantel hinein und über die Außenfläche des Mantels
geführt, wobei die Schlitze über die Ansaugöffnungen in
Verbindung mit dem Vakuum stehen, so daß man ein sich über die
gesamte Trommel erstreckendes Saugleitungsnetz erhält, und
die Schlitze so regelbar sind, daß eine Saugwirkung nur in
dem Teil der Vakuumwalze entsteht, an dem das Blattmaterial
anliegt.
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Außerdem ist es bekannt, einen Mantel auf eine Trommel
aufzuschrumpfen. Zum Beispiel beschreibt US-A-4,641,411 eine
dickwandige Trommel, die mit einem nicht perforierten
Chrommantel abgedeckt ist. Über den auf der Trommel befindlichen
Mantel wird eine perforierte Schablone bzw. ein Sieb
aufgeschoben. Dies geschieht in der Weise, daß man zunächst die
Öffnungen des Siebes zum Beispiel dadurch schließt, daß man
auf das Sieb eine entfernbare undurchlässige Schicht
aufbringt. In vertikaler Stellung der Trommel und des Siebes
wird dann das Sieb auf einen abgeschrägten Teil der Trommel
aufgeschoben. Anschließend wird ein Druckmedium in einen
Hohlraum im Trommel inneren und in zugehörige Kanäle
eingeführt, so daß sich das geschlossene Sieb dehnt und über die
Trommel aufgeschoben werden kann. Das Druckmedium wirkt bei
dieser Bewegung als Schmiermittel. Wenn das Sieb seine
endgültige Lage erreicht hat, wird das Druckmedium weggenommen,
so daß das Sieb schrumpft und sich an die Trommel anlegt.
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Ungeschottete Vakuumtrommeln, wie vorstehend beschrieben,
sind schon seit einer Reihe von Jahren industriell im
Einsatz. Für manche Anwendungen sind diese Trommeln jedoch
nicht völlig zufriedenstellend. Wenn die Trommeln zum
Beispiel in Fertigungsbereichen eingesetzt werden, in denen das
Band bei sehr hoher Temperatur, d.h. einer Temperatur in der
Nähe der Schmelztemperatur des Bandes, transportiert wird,
können die Rillen und Schlitze in der äußeren Oberfläche
derartiger Vakuumtrommeln zur Ausbildung feiner Linien im
Band führen, die dann die Gesamtqualität des
Fertigerzeugnisses beeinträchtigen. Außerdem werden bei manchen
Bandbeschichtungssystemen Klemmrollenantriebe eingesetzt.
Derartige Antriebe können polare Ladungsmuster erzeugen, die das
Material über die Bandbehandlungsschritte hinaus
sensibilisieren und schließlich einen nachteiligen Einfluß auf die
nachfolgenden Beschichtungsvorgänge haben.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine ungeschottete
Vakuumtrommel zum Einsatz mit Bändern anzugeben, die die Erzeugung
schwacher Linien im Band auch unter hohen
Betriebstemperaturen verhindert und bei Klemmrollenantrieben die Entstehung
polarer Ladungsmuster ausschließt.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine mit einem
porösen Mantel versehene ungeschottete Vakuumtrommel gemäß
Anspruch 1.
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Die erfindungsgemäße ungeschottete Vakuumtrommel umfaßt im
wesentlichen einen dünnen zylindrischen, porösen Mantel,
dessen Außenfläche keine über der Außenfläche der Trommel
liegende Rillen aufweist,
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wobei die Porosität des Mantels durch eine große Zahl sehr
kleiner Öffnungen verursacht ist, die im wesentlichen die
Zahl der in der Trommel vorgesehenen Öffnungen übersteigt,
und die Öffnungen so klein sind, daß durch sie in dem Band,
das durch den von der Trommel ausgehenden Unterdruck gegen
den Mantel angesaugt worden ist, keine erkennbaren
Druckstellen entstehen,
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und Zahl und Größe der in dem Mantel vorgesehenen Öffnungen
zu Zahl und Größe der in der Trommel vorgesehenen Rillen so
in Beziehung stehen, daß ungeachtet der Stellung von Trommel
und Mantel relativ zueinander immer Öffnungen des Mantels
mit Rillen der Trommel ausgerichtet sind und eine gekrümmte
Bahn entsteht, über die Luft durch die Öffnungen des
Mantels, dann durch die Rillen der Trommel und schließlich in
die Öffnungen der Trommel strömt, wenn durch die Öffnungen
der Trommel ein Vakuum angelegt wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der mit einem porösen Mantel
versehenen ungeschotteten Vakuumtrommel ist in der
detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung
beschrieben und im Unteranspruch beansprucht. Die Zeichnung
zeigt in:
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Fig. 1 eine teilweise abgebrochene Ansicht einer
erfindungsgemäßen ungeschotteten Vakuumtrommel;
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Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht der Oberfläche der
inneren Trommel;
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Fig. 3 einen Teil-Querschnitt entlang der Linie 3-3 in
Figur 2 und
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Fig. 4 eine vergrößerte Teil-Draufsicht des äußeren
Mantels.
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Im einzelnen ist in Fig. 1 eine erfindungsgemäße
Band-Transportwalze allgemein mit 10 bezeichnet. Sie umfaßt eine mit
12 bezeichnete ungeschottete Vakuumtrommel. Bei letzterer
kann es sich um die gleiche oder eine ähnliche Trommel
handeln, wie sie im vorgenannten US-A-3,630,424 (Rau)
beschrieben ist. Die Trommel 12 umfaßt im einzelnen einen im
wesentlichen zylindrischen Körper 14 mit einem hohlen Innenraum
16. An den Stirnseiten des Körpers sind jeweils
Anschlagzapfen 18, 20 angeordnet, wobei der Schildzapfen 18 die
rechte Stirnseite - in der Darstellung gemäß Fig. 1 - des
Gehäuses schließt. Der Anschlagzapfen 20 besitzt eine
Öffnung 22, die ein Ende eines nach links - in der Darstellung
der Fig. 1 - aus dem Körper herausragenden Anschlußstückes
24 aufnimmt. Ein durch das Anschlußstück hindurchgeführter
Kanal 26 mündet einerseits im Inneren 16 des Körpers und
andererseits am linken Ende des Anschlußstücks. Wie in
Fig. 1 schematisch dargestellt ist, kann das Anschlußstück
mit einer Vakuumquelle 28 verbunden werden, so daß über das
Anschlußstück und den Schildzapfen ein Vakuum an das Innere
16 des Körpers angelegt werden kann. In der Zeichnung
verschließt der Anschlagzapfen 18 die rechte Stirnseite des
Körpers; er könnte jedoch bei Bedarf auch an eine
Vakuumquelle angeschlossen sein.
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Die äußere Oberfläche des Körpers 14 ist mit einem System
kleiner, allgemein mit 30 bezeichneter Rillen versehen. Wie
in Fig. 2 am besten zu erkennen ist, umfassen die Rillen 30
eine Vielzahl in relativ engem Abstand zueinander
angebrachter Rillen 32 sowie eine Vielzahl in axialer Richtung
verlaufender Rillen 34, die weiter voneinander beabstandet sind
als die Rillen 32. Die Rillen 32 verlaufen in
Umfangsrichtung des Körpers parallel zueinander und sind in
Längsrichtung des Körpers in gleichem Abstand zueinander angeordnet.
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Desgleichen verlaufen die Rillen 34 parallel zueinander,
parallel zur Körperachse und senkrecht zu den Rillen 32.
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Die Abmessungen der Rillen 32 und 34 sowie die jeweiligen
Abstände zwischen den einzelnen Rillen 32 bzw. 34 können
unterschiedlich gewählt werden. Zum Beispiel können die
Rillen 32 und 34 eine Breite von etwa 0,254 bis 0,330 mm (0,010
bis 0,013 Zoll) und eine Tiefe von etwa 0,254 bis 0,330 mm
(0,010 bis 0,013 Zoll) aufweisen. Der Mittenabstand zwischen
zwei benachbarten Rillen 32 kann etwa 2,794 mm (0,110 Zoll)
betragen, so daß pro Zentimeter etwa 3,5 Rillen vorhanden
sind (9 Rillen pro Zoll). Die Rillen 34 dagegen können in
Abständen von etwa 10 um den Umfang der Trommel herum
angeordnet sein, so daß sich 36 in Axialrichtung verlaufende
Rillen 34 ergeben. Vorzugsweise erstrecken sich die Rillen
32, 34 im wesentlichen von einer zur anderen Stirnseite des
Körpers 14 bis in die Nähe der Schildzapfen 18, 20. Dabei
können die Rillen 34 sich jeweils über die letzten Rillen 32
an den Körperstirnseiten hinaus erstrecken, wie dies in
Figur 3 der Zeichnungen dargestellt ist.
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Durch den Körper 14 erstrecken sich eine Vielzahl kleiner
Öffnungen 36, wobei jede dieser Öffnungen 36 am Schnittpunkt
einer Rille 32 mit einer Rille 34 angeordnet ist. Wie in
Figur 2 zu erkennen ist, können die Öffnungen 36 in der
Rille 32 jeweils im Abstand von drei Rillen 34 angebracht
sein. Außerdem können die Öffnungen 36 in
nebeneinanderliegenden Rillen 34 um etwa 6 Rillen 32 versetzt angeordnet
werden. Durch diese Anordnung der Öffnungen 36 kann Vakuum
aus dem Trommel inneren 16 durch die Öffnungen 36 und dann
über das gesamte Rillensystem 32, 34 angelegt werden. Die
Größe der Öffnungen 36 kann nach Bedarf unterschiedlich
gewählt werden. Vorzugsweise liegt die Größe der Öffnungen
zwischen 0,76 und 1,52 mm (0,030 und 0,060 Zoll); es hat
sich gezeigt, daß Öffnungen von etwa 1,09 mm (0,043 Zoll)
gute Ergebnisse erbringen.
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In US-A-3,630,424 (Rau) ist eine mit Bohrlöchern versehene
ungeschottete Vakuumtrommel allgemein der vorstehend
dargestellten Art beschrieben. Erfindungsgemäß ist bei der
Trommel 12 das Rillensystem 30 durch einen dünnen, allgemein mit
40 bezeichneten porösen Mantel abgedeckt. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Porosität des
Mantels 40 dadurch begründet, daß eine sehr große Anzahl
kleiner Öffnungen 42 in einem sich über die gesamte
Oberfläche des Mantels 40 in radialer und axialer Richtung
erstreckenden Muster angeordnet ist. Der Deutlichkeit halber
sind die Öffnungen 42 in den Figuren 1 und 4 relativ groß
dargestellt; vorzugsweise werden diese Öffnungen jedoch sehr
klein und sehr dicht beieinander im gesamten Mantel 40
angeordnet. Die Anzahl der Öffnungen 42 pro laufendem Zentimeter
(Zoll) kann nach Bedarf variiert werden. Sie kann zum
Beispiel 15,7 - 47,3 Öffnungen pro laufendem Zentimeter (40
- 120 Öffnungen pro laufendem Zoll) betragen. Vorzugsweise
werden jedoch etwa 23,6 - 31,5 (60 - 80) Öffnungen pro
laufendem Zentimeter (Zoll) entlang der Manteloberfläche
vorgesehen. Bei 23,6 (60) Öffnungen pro Zentimeter (Zoll) beträgt
die Öffnungsteilung 0,043 cm (0,017"). In Figur 4 sind die
Öffnungen 42 sechseckig dargestellt; sie können jedoch jede
gewünschte Form aufweisen. Für den Einsatz auf der
erfindungsgemäßen Trommel hat sich ein nach einem
Elektroformverfahren nach Stork Screens B.V., Boxmeer, Niederlande,
hergestellter Nickel-Mantel 40 als zufriedenstellend
erwiesen; es können jedoch auch nach anderen
Herstellungsverfahren gefertigte poröse Mäntel aus anderen Materialien
Verwendung finden.
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Der Mantel 40 wird auf dem Körper 14 der Vakuumtrommel 12 so
angebracht und befestigt, daß er sich relativ zum Körper
nicht bewegt. Dies kann in der Weise bewerkstelligt werden,
daß man den Mantel ausdehnt, dann auf die Trommel aufschiebt
und schließlich auf die Trommel aufschrumpfen läßt. Eine
Vorrichtung für diese Art der Montage ist im vorgenannten
US-A-4,641,411 beschrieben. Wird ein Mantel in dieser Weise
durch Aufschrumpfen auf den Körper aufgebracht, kann er
zunächst zum Beispiel mit nicht ausgehärtetem Polyvinylalkohol
beschichtet und dann getrocknet werden, womit er praktisch
luftundurchlässig wird. Nachdem der Mantel aufgeweitet und
auf den Körper aufgeschrumpft wurde, entfernt man dann den
Polyvinylalkohol durch Eintauchen der Trommel in Wasser.
Mäntel mit einer Wandstärke von etwa 0,127 mm (0,005 Zoll)
und einem Durchmesser von 101,6 - 304.8 mm (4 - 12 Zoll)
lassen sich auf diese Weise aufweiten und auf einen Körper
aufschrumpfen.
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Im Betrieb wird das Vakuum dem Inneren 16 des Körpers 14 von
einer Vakuumquelle 28 aus zugeführt. Das Vakuum steht über
die Öffnungen 36 mit dem Rillensystem 30 in Verbindung und
wird durch dieses über die gesamte Länge und den gesamten
Umfang der äußeren Oberfläche des Mantels 14 verteilt.
Außerdem verteilt sich das Vakuum über die große Anzahl
kleiner oder winziger Öffnungen 42 im Mantel 40 über die
gesamte Außenfläche des das Rillensystem 30 im Körper 14
überdeckenden Mantels 40. Auf diese Weise werden alle Bereiche
eines an dem Mantel 40 anliegenden Bandes an den Mantel
angesaugt. Die hier beschriebene, mit dem Mantel versehene
ungeschottete Vakuumtrommel ist sowohl zum Transport eines
Bandes als auch zum Abstützen eines Bandes während dessen
Transport zwischen Transport- und Aufwickelwalzen
einsetzbar.
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Auf seinem Weg durch die Öffnungen 42, das Rillensystem 30
und die Öffnungen 36 in das Innere 16 der Trommel nimmt der
Luftstrom eine gekrümmte Bahn. Dies sowie auch die Tatsache,
daß die Öffnungen 42 sehr klein und auch die Öffnungen 36
relativ klein sind, machen das Anlegen eines Vakuums an die
Außenfläche des Mantels 40 möglich, ohne daß hierzu ein
Vakuum in einer Stärke erforderlich ist, die eine hohe
Luftströmungsgeschwindigkeit erzeugen würde. Anders ausgedrückt
wären bei einem relativ geraden Weg des Luftstroms von der
Außenseite des Mantels 40 zum Trommelinneren 16, wie er zum
Beispiel durch Ausrichtung großer Öffnungen im Körper 14 und
im Mantel 40 erzielt würde, hohe
Luftströmungsgeschwindigkeiten erforderlich, um das Band an der Manteloberfläche in
Anlage zu halten. Durch die erfindungsgemäße Verwendung
kleiner Öffnungen und einer gekrümmten Bahn für den
Luftstrom ergibt sich andererseits auch bei nur geringem Vakuum
ein kontinuierlicher Luftstrom von der Außenfläche des
Mantels zum Trommel inneren, wobei das Vakuum auf der
Manteloberfläche für den Transport oder die Unterstützung eines
Bandes immer noch ausreicht. Der Einsatz eines nur geringen
Vakuums ist deshalb wünschenswert, weil dadurch der
Energieverbrauch verringert wird, ohne daß die dem Transport eines
Bandes dienende Spannungsdifferenz reduziert wird. Außerdem
ist bei der erfindungsgemäßen, mit dem Mantel versehenen
Vakuumtrommel mit dem Rillensystem 30 und der Vielzahl von
Öffnungen 42 im Mantel eine präzise Ausrichtung des Mantels
relativ zum Körper nicht erforderlich, da bei der großen
Vielzahl der winzigen Öffnungen im Mantel immer einige der
Öffnungen mit einigen der Rillen im Körper ausgerichtet sein
werden, so daß immer ein Weg für den Luftstrom von der
Außenfläche des Mantels zum Trommel inneren bestehen wird.