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Die Erfindung betrifft eine aktive
Vorrichtung zur Bahn-Stabilisierung.
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Produkte des Typs von Bögen werden
häufig in
der Form einer kontinuierlichen Bahn hergestellt, die mit hoher
Geschwindigkeit verschiedene Bearbeitungskomponenten durchläuft, die
Trocknen, Beschichten oder andere Bearbeitungen der Bahn sein können. Durch
diese Komponenten wird in Verbindung mit zusätzlichen Walzen eine Abstützung der Bahn
bewirkt. Die Räume
zwischen Abstützpunkten sind
als "Draws" bekannt und können, falls
erforderlich, recht groß sein
(einige Meter (Yards)). Wenn die Bahnen in diesen "Draws" nicht abgestützt werden, dann
können
die Bahnen flattern, Wellen schlagen oder sich auf andere Weise
relativ zu ihrer mittleren Bewegungsebene verlagern. Eine solche
ungewollte Bewegung kann zu Rissen führen und kann auf andere Weise
den korrekten Betrieb des gesamten Prozesses nachteilig beeinflussen,
insbesondere bei sehr leichten Bahnen, wie zum Beispiel Gewebe und Kunststofffolie.
Die Erfindung betrifft eine berührungslose
Stabilisierung solcher Bahn-Bewegungen.
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Die US-Patente Nr. 3,587,177 und
3,629,952 beschreiben eine Trockendüse und einen Bahn-Trockner,
die eine Einrichtung zur Verfügung stellen,
um die berührungslose
Bewegung einer Bahn zu steuern, während sie gleichzeitig getrocknet wird.
Das Trocknen wird unter Verwendung erhitzter Luft durchgeführt, aber
die Steuerung der Bahn wird durch Einleiten einer Reihe von Luftstrahlen
entlang der Breite der Bahn erreicht, die parallel zu deren Verfahrweg
und benachbart zu einer flachen starren Fläche geblasen werden.
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Die Wirkung dieser Luftstrahlen besteht
darin, die Bahn nahe an die flache starre Fläche anzusaugen und sie in deren
Nähe zu
halten. Die parallelen Luftstrahlen werden mit Hilfe von Schlitzdüsen erzeugt,
die relativ zu der Bahn mit einem Winkel ausgerichtet sind, um so
unter Verwendung des "Coanda-Effekts" parallel entlang
einer gekrümmten
Fläche zu
strömen.
Die Strömungsmechanismen,
die bei dieser Konstruktion zur Anwendung kommen, sind in "Airfoil Web Dryer
Performance Characteristics" offenbart,
Hagen et al., Proceedings of the 1984 TAPPI Coating Conference.
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Das Basisprinzip, dass parallele
Luftstrahlen, die unter Verwendung des Coanda-Effekts erzeugt werden,
mit einer Bahn zusammenwirken können,
wurde bei einer Anzahl von Bahn-Handhabungszwecken-Zwecken und verwandten
Zwecken angewendet. Ein Beispiel von deren Verwendung als ein Bahn-Stabilisator
ist das US-Patent Nr. 3,650,043, und als ein Bahn-Förderer ist
es das US-Patent Nr. 3,705,676. Darstellungen zur Reinigung einer
Bahn sind in den US-Patenten Nr. 5,466,298 und Nr. 5,577,294 offenbart.
Anwendungen zum Einfädeln
einer Bahn sind in den US-Patenten Nr. 3,999,696, Nr. 4,147,287,
Nr. 4,186,860 und Nr. 4,726,502 offenbart.
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Anwendungen bezüglich des Einfädelns einer
Bahn betreffen lediglich schmale Bereiche der Bahn, wie zum Beispiel
in das Einfädel-Ende,
und ein Nicht-Kontakt der Bahn mit der Vorrichtung ist keine notwendige
Aufgabe.
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Das
US
5,320,289 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Die Reinigung von Bahnen bezieht
sich im wesentlichen auf Hochgeschwindigkeitsluftstrahlen zur Entfernung
von Schmutz gefolgt von Einrichtungen, die die geblasene Luft und
den darin enthaltenen Schmutz sammeln und von der Bahn wegleiten, um
dann geeignet entsorgt zu werden. Eine lokale Bahn-Stabilisierung,
wie zum Beispiel für
biegsame Kanten, kann mit passiven Vorrichtungen erreicht werden,
und zwar unter Verwendung des Venturi-Effekts, der mit Randschichtluft arbeitet,
die durch die Bahn selbst transportiert wird, wie in dem US-Patent Nr.
5,022,166 beschrieben. Diese Vorrichtungen erstrecken sich von den
Bahnkanten um weniger als 30 cm (1 Fuß) nach innen.
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Eine sehr gut geeignete Einrichtung
zur Stabilisierung, die auf die gesamte Breite der Bahn anwendbar
ist und von lediglich einer Seite wirkt, um einfaches Rückziehen
zu erleichtern, ist die passive Vorrichtung in der anhängigen US-Patentanmeldung Nr.
08/685,086. In diesem Fall wirkt der Stabilisator auf die Randschicht
der Luft, die zusammen mit der Bahn getragen wird. Sie verwendet
die Stromlinien-Eigenschaften einer Tragflächen-Form, um den gewünschten parallelen Luftstrom
zwischen der Stabilisatorfläche
und der Bahn zu erzeugen und um überschüssige Randschichtluft
von der Bahn wegzuleiten. Sie verwendet außerdem spezielle Eigenschaften
am hinteren Ende, um die Saugwirkung graduell zu unterbrechen, um
ein Loslösen
der Bahn zu ermöglichen,
wenn sie den Stabilisator verlässt.
Diese Vorrichtung ist kompakt und einfach, und es ist praktisch,
viele von ihnen anzuwenden, um eine lange Bahn zu stabilisieren.
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Da die Randschichtdicke eine Funktion
der Distanz ist, die von einem vorhergehenden Hindernis an durchlaufen
wird, kann der passive Stabilisator weniger wirksam sein, wenn er
mit geringem Abstand auf eine andere Maschinenkomponente folgt.
Diese Stabilisatoren können
normalerweise ohne Reibung eine Windung aufnehmen, und zwar nur
bei Bahnen mit sehr geringen Zugspannungen. Bei einigen Anwendungen
ist ein begrenzter Bahn-Kontakt akzeptierbar. Da jedoch der Kontaktdruck
und/oder dessen Dauer ansteigt, kann dieser Typ von Stabilisator
eine gewisse Abnutzung bewirken und die Oberflächeneigenschaften der Bahn
verändern.
Bei Gewebemaschinen kann ein solcher Kontakt außerdem zur Erzeugung von Staub
führen.
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Bahnen, speziell aus Papier, sind
bezüglich der
Formation oder des Feuchtigkeitsgehalts nicht perfekt homogen. Sie
haben häufig
Wellen in Maschinenrichtung oder lokale Gebiete, in denen Bereiche des
Bogens außerhalb
der mittleren Bewegungsebene verlaufen. Dies ist besonders wahrscheinlich
bei leichten Papieren in langen "Draws", wo der Bogen keine
Quermaschinen-Begrenzung hat. Wenn ein nachfolgendes Aufrollen durchgeführt wird,
können diese
sich außerhalb
der Ebene befindlichen Gebiete zu dauerhaften Falten führen, wodurch
die Qualität des
Endprodukts negativ beeinflusst wird. Gekrümmte Walzen werden häufig verwendet,
um die Bahn aufzueweitem und um dadurch deren Flachheit zu unterstützen, jedoch
werden berührungslose
Vorrichtungen benötigt,
um dies zu erreichen.
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Die Erfindung stellt einen aktiven
Bahn-Stabilisator gemäß Anspruch
1 zur Verfügung.
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Folglich kann die Erfindung eine
angetriebene berührungslose
Bahn-Stabilisierungsvorrichtung zur Verfügung stellen, die an einer
Seite der Bahn positioniert ist, quer zu der Maschine über die
gesamte Breite der Bahn angeordnet ist, in der Lage ist, wesentlichen
Windungswinkel aufzunehmen, ohne Verlust an Effektivität unmittelbar
anschließend
an andere Maschinenkomponenten angeordnet werden kann, in mehreren
Einheiten eng beabstandet in Maschinenrichtung anwendbar ist, und
die eine berührungslose
Funktion zum Aufweiten der Bahn zur Verfügung stellt.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird
durch die Erfindung ein Bahn-Stabilisator mit einer quer zur Maschine
verlaufenden Leitung zur Verfügung
gestellt, die eine Arbeitsfläche
hat, die sich in der Nähe
von dem Pfad der Bahn befindet und deren Längsabmessung im rechten Winkel
zur Richtung der Bahn-Bewegung
verläuft.
Bei diesem prinzipiellen Ausführungsbeispiel
hat der Querschnitt des Bahn-Stabilisators die Gestalt einer Tragfläche, wobei
die vordere Kante davon eine Schlitzdüse aufweist, die eine Luftströmung um
eine gekrümmte
Fläche
und entlang der unteren Fläche
der Tragfläche leitet,
die dann entlang einer Erweiterung dieser Fläche zu einem perforierten hinteren
Ende weiterläuft, das
weg von dem Pfad der Bewegung der Bahn mit einem Winkel geneigt
ist. Innerhalb der Leitung sind perforierte Ablenkplatten vorgesehen,
um eine Gleichförmigkeit
der quer zur Maschine verlaufenden Strömung zu bewirken. Die ganze
Baugruppe ist an einem Maschinenrahmen montiert und mit einer geeigneten
Druckluftquelle und einer Verbindungsleitung versehen.
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Die Schlitz-Hochgeschwindigkeitsluftströmung, die
aus der Düse
austritt, strömt
zwischen der Stabilisator-Fläche
und der Bahn in der gleichen Richtung wie die Bahn-Bewegung und
mit einer wesentlich höheren
Geschwindigkeit. Dadurch wird eine stärkere Saugwirkung erzeugt,
um die Bahn in Richtung auf den Stabilisator zu ziehen, als dies
mit passiven Randschichtvorrichtungen erreicht werden kann. Außerdem kann
die kraftvolle Luftströmung
in geringer Nähe
einen größeren positiven
Druck aufbringen, um einen Kontakt zu verhindern, wenn die Bahn
einen Windungswinkel bezüglich
des Stabilisators hat. Die Randschichtluft, die sich zusammen mit der
Bahn bewegt, ist teilweise in der Luftströmung enthalten, und der Überschuss
strömt über die
Rückseite
des Tragflächen-Querschnitts
herum, um wieder mit dem Abwärtsstrom
der Bahn des Stabilisators zusammenzutreffen.
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Eine Aufweitung der Bahn kann unter
Verwendung von einem Kamm erreicht werden, der innerhalb der Strömungsbaugruppe
montiert ist und eine inkrementale Angulation auf die Luftströmung bezüglich der
Maschinenrichtung aufbringt. Das Ausmaß dieser Angulation und die
Teilungsbreite von dem Kamm können
mit der Position in Querrichtung der Maschine variieren, um so ein
gewünschtes
Ausmaß und
Verteilung der Wirkung des Aufweitens zu erreichen.
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Diese Tandem-Anordnungen mit geringem Abstand
bei einigen Stabilisatoren, wobei alle von deren hintere Enden bis
auf ein Ende ein gekrümmtes Ende
anstelle eines perforierten, geneigten Endes beinhalten, wird verwendet,
um das Loslösen
der Bahn zu erleichtern. Durch diese Maßnahme wird ein Teil des Luftstroms
mit Hilfe des Coanda-Effekts zwischen aufeinanderfolgenden Stabilisator-Einheiten extrahiert.
Bei Anwendungen, bei denen die abgegebene Luft nicht lokal verteilt
werden kann, kann sie an dem Stabilisator mit einem geeigneten Auslassverteiler
gesammelt, abgeleitet und entfernt ausgegeben werden.
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Die Erfindung wird nun anhand lediglich
eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
näher beschrieben,
in denen:
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1 eine
Querschnittsansicht von einer beispielhaften Ausführung von
einem aktiven Tragflächen-Bahn-Stabilisator
gemäß der Erfindung
ist;
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2 eine
Draufsicht des Bahn-Stabilisators aus 1 ist,
in der ein Perforationsmuster in der Erweiterungsplatte gezeigt
ist;
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3A und 3B seitliche Darstellungen
sind, die die Strömungsmechanismen
des aktiven Bahn-Stabilisators aus 1 zeigen;
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4A und 4B Querschnittsansichten
sind, die die Kamm-Einrichtungen
zeigen;
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4C eine
vergrößerte Ansicht
von dem eingekreisten Gebiet C aus 4A ist;
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5A eine
Seitenansicht von der Konfiguration von einem Kamm zum Auf weiten
ist;
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5B und 5C vergrößerte Ansichten der eingekreisten
Gebiete B und C aus 5A sind;
und
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6 eine
Seitenansicht von Bahn-Stabilisatoren ist, die im Tandembetrieb
betrieben werden.
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Es sei angemerkt, dass die Kasten-ähnlichen
Konfigurationen des Leitungsbereichs in Querrichtung der Maschin
(gezeigt in
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4A, 4B und 6) von dem Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung ausgeschlossen sind.
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1 ist
eine Querschnittsansicht von einer beispielhaften Ausführung von
einem aktiven Tragflächen-Bahn-Stabilisator 100 gemäß der Erfindung. Der
Bahn-Stabilisator 100 ist in der Nähe einer sich bewegenden Bahn 102 angeordnet,
die sich in der Richtung bewegt, die durch den Pfeil bezeichnet
ist. Die Tragflächen-Form
beinhaltet eine Arbeitsfläche 104,
eine gekrümmte
Fläche 106,
einen vorderen Endradius 108 und eine einstellbare Schlitzdüsenbaugruppe 110.
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Eine Quermaschinen-Leitung 114 und
eine damit in Beziehung stehende Kammer 116 bilden eine
innere Leitung 115, die parallel zu dem Bewegungspfad der
Bahn angeordnet ist und deren Längsabmessung
senkrecht zur Richtung des Bewegungspfades der Bahn verläuft. Eine
innere perforierte Platte bzw. ein Blech 112 begrenzt zusammen
mit der gekrümmten
Fläche 106 und
der Arbeitsfläche 104 die
Quermaschinen-Leitung 114, aus der über Löcher 118 in dem perforierten
Blech 112 Druckluft in die Kammer 116 geleitet
wird. Das Blech bewirkt eine Gleichförmigkeit der Quermaschinen-Luftströmung. Die
Kammer 116 wiederum speist die Düsenbaugruppe durch Löcher 120 in
einer vorderen Fläche 122 der
Tragfläche.
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Die Größe und der Abstand der Löcher 118 und 120 sind
dazu ausgestaltet, um den Druckabfall zu bewirken, der erforderlich
ist, um die Gleichförmigkeit
der Luftströmung
zu erreichen, und zwar unter Verwendung herkömmlicher Verteilerkonstruktionstechniken.
Die Schrauben 124 ermöglichen
es, dass der Schlitzdüsenbereich 110 so
eingestellt werden kann, dass die Größe der Schlitzöffnungen 126 einen
gewünschten
Wert hat. Die Schlitze liegen üblicherweise
in dem Bereich von 0,25 mm bis 0,76 mm (0,010 bis 0,030 Zoll).
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Die Arbeitsfläche 104 hat eine Erweiterung 128 über das
hintere Ende eines Tragflächenbereichs 130 hinaus,
die an einer Erweiterungsklappe 132 endet. Die Erweiterungsklappe
ist mit einem Winkel relativ zu der Arbeitsfläche 128 angeordnet. Das
wirksame Gebiet dieser Klappe ist entlang ihrer Länge durch
eine Reihe von konisch zulaufenden Schlitzen 200 graduell
reduziert, wie in 2 gezeigt.
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2 ist
eine Draufsicht auf den Bahn-Stabilisator 100, in der ein
Perforationsmuster von konisch zulaufenden Schlitzen 200 in
der Erweiterungsklappe 132 gezeigt ist. Da der Klappenwinkel
klein ist, normalerweise kleiner als 15°, strömt die Luftströmung auf
der Klappe 132 weiter, und zwar ohne eine scharfe Unterbrechung
weg von der Fläche.
Durch Wirkung des Bernoulli-Effekts wird ein geringer Druck erzeugt,
der dann Luft durch die konisch zulaufenden Schlitze 200 in
der Klappenfläche
ansaugt, wodurch eine Übergangszone
für das
sanfte Loslösen
der Bahn von der Steuerung durch den Bahn-Stabilisator bewirkt wird.
Unter einigen Umständen
(geringe Geschwindigkeit, sehr poröse Bahnen, etc.), kann der Vorteil
der konisch zulaufenden Löcher
wegfallen, und sie können
weggelassen werden.
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Die hintere Kante 134 der
Erweiterungsklappe 132 ist mit etwa 90° relativ zum Rest der Klappe gebildet.
Dieser geformte Abschnitt bewirkt eine wesentliche mechanische Stabilität und Steifigkeit
der Klappe. Die Struktur 140 bezeichnet einen Mechanismus,
mit Hilfe dessen der Stabilisator an verschiedenen Punkten quer
zum Rahmen der Maschine montiert ist. Die Schlitzdüse richtet
die Luftströmung
um die gekrümmte
Fläche
mit Hilfe des Coanda-Effekts, dann entlang der unteren Fläche der
Tragfläche,
und dann weiter entlang der Erweiterung dieser Fläche bis
zu dem perforierten hinteren Ende, das mit einem Winkel weg von
dem Bewegungspfad der Bahn geneigt ist. Die gesamte Baugruppe ist
an dem Maschinenrahmen montiert und mit einer geeigneten Druckluftquelle
und mit Anschlussleitungen versehen, wie im Stand der Technik bekannt.
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Der Schlitz-Hochgeschwindigkeitsluftstrom, der
von der Schlitzdüse
ausgegeben wird, strömt
zwischen der Stabilisator- Fläche und
der Bahn in der gleichen Richtung wie die Bahn auf ihrem Bewegungspfad,
aber mit einer wesentlich höheren
Geschwindigkeit. Dadurch wird eine stärkere Saugwirkung erzeugt,
um die Bahn in Richtung auf den Stabilisator zu ziehen, als dies
mit passiven Randschichtenvorrichtungen erreicht werden kann. In
geringer Nähe
kann durch die erzwungene Strömung
außerdem
ein größerer positiver
Druck aufgebracht werden, um einen Kontakt zu verhindern, wenn die
Bahn einen Windungswinkel bezüglich
des Stabilisators hat. Randschichtluft, die sich zusammen mit der Bahn
bewegt, ist teilweise in dem Saugstrom enthalten, und der Überschuss
strömt über die
Rückseite des
Tragflächen-Querschnitts,
um sich mit dem Abwärtsstrom
der Bahn des Stabilisators wieder zu vereinen.
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3A und 3B sind seitliche Darstellungen, die
den Strömungsmechanismus
des aktiven Bahn-Stabilisators 100 zeigen. In 3A tritt ein Hochgeschwindigkeitsluftstrom 300 aus
der Schlitzöffnung 126 aus.
Das gleichförmige
Geschwindigkeitsprofil der Luft ist gezeigt, und zwar unter der
Figur. Wenn die Luftströmung
versucht, sich von der Tragflächen-Oberfläche 302 zu
lösen,
wenn sich die Fläche
davon wegkrümmt,
sinkt der lokale statische Druck, und der Umgebungsdruck drückt den
Luftstrom zurück
gegen die Fläche.
Dies setzt sich um die gesamte Kurve fort und ist der Mechanismus nach
dem Coanda-Effekt.
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An der äußeren Fläche der Strömung wird lokale Umgebungsluft
mitgerissen und durch die Luftströmung aus der allgemeinen Umgebung
weggerissen, bewegt sich dann, wie bei 304, um den vakanten Raum
zu füllen.
Auf diese Weise nimmt die Dicke des Luftströmung zu, wie bei 306,
wenn sie Umgebungsluft mitreißt,
und, wie in dem zweiten Geschwindigkeitsdiagramm unter der Figur
gezeigt, das Geschwindigkeitsprofil entwickelt die typische Kontur
einer Wand-Luftströmung.
Entlang der Arbeitsfläche der
Tragfläche
setzt sich diese Wirkung fort, wobei die Luftströmung zunehmend dicker wird.
Die Energie, um die Umgebungsluft zu beschleunigen, stammt von der
ursprünglichen
Luftströmung,
so dass diese langsamer wird, aber nahe der Wand verbleibt die Hochgeschwindigkeitszone über eine
beträchtliche
Distanz.
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Wenn eine bewegliche Barriere, wie
zum Beispiel eine Papierbahn 310, in die der Strömung gebracht
wird, wie in 3B gezeigt,
drückt
die Strömung
schnell die Luft 312 zwischen sich und der Bahn heraus.
Jedoch ist die Umgebungsluft daran gehindert, und zwar durch die
Bahn selbst, einzuströmen,
um den Hohlraum zu füllen.
Als Antwort auf den resultierenden Druckabfall unter den Umgebungsdruck
wird die Bahn in Richtung auf die Fläche der Strömung gedrückt. In diesem Fall wächst die
Strömung
durch das Mitreißen
von Luft sehr viel geringer und behält einen gleichmäßigeres
Geschwindigkeitsprofil. Durch die Reibung an der Stabilisator-Oberfläche 104 und
der Papierbahn wird die Luftströmung
verlangsamt, um eine Kontinuität
der Strömung
beizubehalten, dann wird sie dicker, wodurch ein leicht divergierender
Strömungsdurchgang 314 geschaffen
wird. Wenn die Bahn versucht, sich weiter in Richtung auf die Stabilisator-Fläche 104 zu
bewegen, was mit einer Einengung der Strömung verbunden ist, dann wird
der statische Druck lokal sofort positiv und drückt die Bahn wieder weg. Umgekehrt, wenn
die Bahn versucht, sich weiter wegzubewegen, erzeugt sie einen Leerraum
und wird zurückgesaugt. Statistische
Experimente zeigen, dass die Saugwirkung recht stark und die Strömungsstabilität bei geringer
Zugspannung (weniger als 0,35 N/cm (0,2 pli)) für Stabilisatoren beibehalten
wird, die wenigstens eine Länge
von 45,7 cm (18 Zoll) haben.
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Wenn sich die Bahn gemeinsam mit
der Strömung
bewegt, wird der Stabilisierungseffekt durch eine Randschicht 316 verstärkt, die
sich mit der Bahn bewegt. Wenn sich diese Luft dem führenden
Ende des Stabilisators nähert,
dann wird ein Teil davon in dem konvergierenden Durchgang 318 zwischen
der Tragfläche
und der Bahn beschleunigt, wodurch ein Abfall des statischen Drucks
und eine entsprechende Saugwirkung erzeugt wird. Der Rest der Randschicht 320 wird
um die andere Seite des Stabilisators herum verteilt.
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Ein Aufweiten der Bahn wird unter
Verwendung von einem Kamm erreicht, der innerhalb der Düsenbaugruppe
montiert ist und der eine inkrementale Angulation auf die Luftströmung bezüglich der Maschinenrichtung
aufbringt. Das Ausmaß dieser Angulation
und die Schlitzteilung von dem Kamm können bezüglich der Position in Querrichtung
der Maschine variieren, um das gewünschte Ausmaß und Verteilung
der Wirkung des Aufweitens zu erhalten.
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4A zeigt
das Merkmal des Aufweitens der Bahn, das in dem eingekreisten Gebiet
C und in der zugehörigen
vergrößerten Ansicht
der Düsenbaugruppe
aus 4C gezeigt ist.
Ein Kamm 420 befindet sich in der Düsenbaugruppe 402.
Der Kamm ist in abgewinkelte Kammern 422 unterteilt, die
jeweils eine Luftzufuhr aus einer der Öffnungen 406 erhalten.
Der Kamm 420 ist im größeren Detail
unter Bezugnahme auf 5A–5C gezeigt. Die Kammern beginnen
an der Kante der Löcher 421 und
verlaufen durch den konvergierenden Teil der Düse zu dem Ausgang 419.
Aus Gründen
der Wirtschaftlichkeit der Herstellung können sich die Kämme lediglich
an dem Anfang des konvergierenden Bereichs der Düse erstrecken. Experimente
haben jedoch gezeigt, dass die Wirkung des Aufweitens wesentlich
abgeschwächt
werden kann, wenn sie unbehindert durch den konvergierenden Bereich
strömt.
Daher besteht das Merkmal des bevorzugten Ausführungsbeispiels des Kamms zum
Aufweiten darin, dass sich die abgewinkelten Kammern zum Düsenausgang
erstrecken.
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Unter Bezugnahme auf 5A hat das dargestellte Ausführungsbeispiel
Schlitze, die zunehmend von dem mittleren Bereich der Bahn zu den Kanten
hin abgewinkelt sind. Details der Angulation und der Teilung der
Kamm-Schlitze variieren mit dem speziellen Ausmaß und dem Profil der gewünschten Aufweitung. 5A und 5C sind vergrößerte Ansichten von Bereichen
von dem Kamm, die in 5A als Gebiete
B bzw. C eingekreist sind.
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Wenn eine Bahn 401 einen
Windung macht, dann besteht eine einfache Beziehung zwischen der Zugspannung
und dem Radius der Windung bezüglich
des Drucks, der erforderlich ist, um die Zugspannungskräfte auszugleichen.
Die Beziehung ist so, dass Druck = Zugspannung/Radius. Für eine Zugspannung
von 0,88 N/cm (0,5 pli) und für
einen Windungsradius von 2,5 cm (1 Zoll) beträgt der erforderliche Stützdruck
3,44 KPa (0,5 psi) oder etwa 35,6 cm (14 ins) w. g. Dies entspricht
einem Stagnationsdruck für
eine Strömungsgeschwindigkeit
von 76,2 m/s (15.000 fpm). Bei einem Zugspannungspegel von 0,35
N/cm (0,2 pli) beträgt
der Stützdruck
etwa 14 cm (5,5 ins) w. g., und die entsprechende Geschwindigkeit
beträgt
48,3 m/s (9.500 fpm). Da dieser Stützdruck durch einen Teil des
Düsengeschwindigkeitsdrucks
bereitgestellt werden muss, wenn ein Kontakt vermieden werden soll,
dann erfordern auch diese geringen Zugwerte Windungsradien von 3,8–7,6 cm (1,5–3 Zoll),
um diese Strömungsgeschwindigkeiten auf
geeigneten Werten zu halten.
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4B zeigt
eine mögliche
Abwandlung dieses Typs von Konfiguration, um einen größeren Coanda-Radius
zur Handhabung einer Bahn-Windung zu ermöglichen. In diesem Beispiel
wird eine geordnete Endfläche 440 von
einem Bahn-Stabilisator 430 als ein zweiter Gegenstand
gewählt.
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Wenn zwei dieser aktiven Stabilisatoren
gemeinsam betrieben werden, und zwar in geringer Nähe, dann
muss die Handhabung des hinteren Endes des stromabwärts gelegenen
Stabilisators verschieden sein von einer alleinstehenden Einheit. 6 ist eine Seitenansicht
der Bahn-Stabilisatoren 600, 602, die mit einer
durchlaufenden Bahn 604 gemeinsam arbeiten. Die beiden
gezeigten Stabilisatoren sind von dem Typ, wie er unter Bezugnahme
auf 4A beschrieben wurde,
wobei der stromabwärts
gelegene Stabilisator 602 identisch zu dem stromaufwärts gelegenen
Stabilisator 600 ist.
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Der stromaufwärts gelegene Stabilisator 600 endet
mit der aktiven Fläche,
die von der Bahn mit einem Winkel von etwa 90° mit einem Radius von etwa 2,5
cm (1 Zoll) wie bei 606 weggebogen ist. Dieser Radius bewirkt,
dass ein Teil der Strömung
von dem stromaufwärts
gerichteten Stabilisator von dem Bewegungspfad der Bahn extrahiert
wird, wobei der Rest weiterströmt
und durch die Schlitzdüse
des stromabwärts
gelegenen Stabilisators mitgerissen wird. Ohne diese alternative
Bearbeitung des hinteren Endes kann die Strömung, die die stromaufwärts gelegene
Einheit verlässt,
die primäre
Strömung
von der stromabwärts
gelegenen Einheit überschwemmen
und deren Möglichkeit
deaktivieren, den negativen Druck zu erzeugen, der erforderlich
ist, um die Bahn anzuziehen. Ausgegebene Luft, die den Auslassdurchgang 608 verlässt, verteilt
sich in die Umgebung oder kann gesammelt und abgeleitet werden, abhängig von
den bestimmten Anforderungen einer gegebenen Installation.
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Geschwindigkeiten aus den Schlitzdüsen müssen allgemein
wesentlich höher
sein als die Bahngeschwindigkeit. Werte in dem Bereich von 61 m/s
bis 137 m/s (12.000 bis 27.000 fpm) sind normal. Bei Tandem-Anordnungen
kann jede Einheit eine andere Geschwindigkeit haben, abhängig von
den Anforderungen der speziellen Anwendung. Die Geschwindigkeiten
sollten hoch genug sein, um eine ausreichende Bahn-Stabilisierung
für eine
Bahn von einem bestimmten Typ, Gewicht, Geschwindigkeit und Zugspannung
zu erreichen. Die Wirksamkeit des Aufweitens der Bahn wird durch
hohe Geschwindigkeiten verbessert.
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Die vorstehende Beschreibung hat
den Zweck, die Erfindung darzustellen und nicht um sie zu beschränken. Folglich
sind Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung,
die für
den Fachmann offensichtlich sind, vom Schutzbereich der Erfindung
erfasst, der lediglich durch die beigefügten Patentansprüche beschränkt ist.