EP0440971B1 - Vorrichtung zur Bahnlaufsteuerung - Google Patents
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- rollers
- rolls
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
- B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
- B65H23/24—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by fluid action, e.g. to retard the running web
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
- Y10S277/927—Seal including fluid pressure differential feature
Definitions
- the invention relates to a device for controlling moving material webs in hollow suction cups, wherein the web rests on at least two rollers and in the area of the rollers there is a pressure difference between the top and bottom of the web.
- Hollow suction cups are preferably used in drying sections in which the layer or layers freshly applied to a substrate must not touch the surface of the guide rollers.
- the layers can be photographic or magnetic coatings which are applied to a paper or plastic layer support by means of a casting device known from the prior art.
- a corrugated, wavy web shape is created.
- the web has only one bead.
- the radius of curvature of the bead in the web or the web loop depends on the pressure difference of the web tension. Regardless of the web guide through the dryer, the corrugated web shape ensures that the wrap angle is large enough for a good web run for each roller.
- Hollow suction cups can therefore be used in a wide variety of designs adapted to the respective web guide.
- roller axes lie in one plane and convey the web vertically ascending or descending or horizontally supporting or hanging. If the roller axes lie on a cylindrical surface, then these are hollow suction cups for deflecting the web by, for example, 90 or 180 °, without the cast web surface coming into contact with the rollers.
- the hollow suction cup is also suitable for spatial web guides where the roller axes are no longer parallel.
- DE-AS 19 62 089 describes a drying section with a meandering web guide, in which flat roller suction cups for up and down guidance and curved suction cups for web deflection are used at the upper ends of the vertical loops.
- DE-PS 15 74 295 describes an application of the hollow cylinder suction device for spatial web guidance by means of rollers arranged in an interlocking manner, while DE-PS 25 01 482 describes parallel, movable rollers which are arranged pivotably against stationary rollers in the web plane.
- the two-roller vacuum cup described in DE-PS 15 97 656 has achieved great technical importance for long, horizontally straight drying sections.
- these drying sections the web is laid on the first route and suspended on vacuum cups on the return route.
- the construction of the hollow suction cups is the same for all types.
- the suction cups consist of at least two freely rotatable rollers, which have a housing under vacuum on the back, which largely seals the rollers against normal air pressure.
- the web is guided over the front of the rollers and pressed against the rollers, behind which there is negative pressure, by the normal air pressure. This creates an increased web pressure against the rollers and a greater wrap around the rollers by sucking in the web.
- the invention had for its object to provide a device of the type mentioned, which dispenses with drivable suction cups, in which the web tension is kept as low as possible while increasing the lateral stability of the material web and in which the web is as possible without damage such as scratching or folding is carried out precisely.
- Another task was to install the device in a drying section of limited length in the smallest possible number, even at high web speed.
- the task to be solved was to ensure the accessibility of the rollers for cleaning in the device.
- a coated material web (1) runs in the direction of the arrow with the coated side at the top and the carrier side at the bottom over the pair of rollers (2, 3), which together with the suction box (11) and the suction nozzle (4) represent a two-roller vacuum cup known from the prior art.
- the rollers (2, 3) are supported with journals (9) in the side pieces of the suction box (11). Under the influence of the suction effect, the carrier web wraps around the two rollers in area (5).
- a sealing wedge (6) is attached, the free end of which extends so far towards the center of the web, that it engages under at least the edges (17) of the material web (1) in its curved part.
- the surfaces of the sealing wedge (6) facing the rollers (2, 3) are modeled on the cylindrical outer surface of the rollers and are of a very small size Distance from these in order to suck in as little false air as possible.
- the surface of the sealing wedge (6) facing the underside of the material web runs essentially parallel to the web, as can be seen in FIG. 1b, but can also be inclined inwards.
- the pressure difference between the top and bottom of the curved web (5) is set so that the web hovers just above the sealing wedge.
- the surfaces of the suction box (11) facing the rollers are also designed as sealing strips (7, 8) and are slightly spaced apart from the rollers.
- FIGS. 2a and 2b and 3 A particularly preferred embodiment of the invention can be seen in FIGS. 2a and 2b and 3.
- the sealing wedge (12) has a trough-shaped shape on its side facing the web and does not protrude with the underside as far into the interior (10) between the rollers.
- the side sealing strips (13, 14) of the suction box (11) are attached below the axis of rotation of the rollers, so that the accessibility of the rollers for cleaning is still significantly improved here.
- the trough-shaped design of the sealing wedge which slopes obliquely towards the center of the web in the form of a run-up wedge, as can be seen from FIG or hovers.
- the bevel angle ⁇ of the wedge is a few degrees, preferably 3 °.
- FIG. 3 shows a top view of the device according to the invention according to FIG. 2 and in particular the symmetrical arrangement of the sealing wedges (12, 12 ') on both sides and their wedge-shaped shape narrowing inwards.
- the device according to the invention is three times in a drying section (15). arranged, namely near the entrance, the middle and the exit.
- a suction fan (16) is connected to the three hollow suction devices via intermediate valves (17, 18, 19), the process gas being able to be fed back into the drying section (15) via a fan (20).
- the back of a 67 cm wide plastic carrier web cast with a magnetic layer ran at a speed of 300 m / minute through an approximately 20 m long drying section, which is operated at a drying temperature of 140 ° C, over several aluminum rollers with a diameter of 80 mm and a width of 75 cm.
- the three pairs of rollers of the hollow suction devices had a radial distance of 10 mm, a sealing wedge, consisting of anodized aluminum as shown in FIG. 2a, 2b, or 3, protruded into the interior on both sides, with a radial distance of about 0.5 mm to the running surface of the Rolls in and with a length of 75 mm.
- the side sealing strips (13, 14) of the suction box (11) were each less than 0.5 mm from the roller surfaces.
- the bevel angle ⁇ of the sealing wedge was 3 °.
Landscapes
- Advancing Webs (AREA)
- Paper Feeding For Electrophotography (AREA)
- Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern von bewegten Materialbahnen in Walzenhohlsaugern, wobei die Bahn auf mindestens zwei Walzen aufliegt und wobei im Bereich der Walzen zwischen der Ober- und Unterseite der Bahn eine Druckdifferenz besteht.
- Hohlsauger werden vorzugsweise in Trockenstrecken eingesetzt, in denen die frisch auf einem Schichtträger aufgetragene Schicht oder Schichten nicht die Oberfläche der Führungswalzen berühren dürfen. Die Schichten können fotografische oder magnetische Beschichtungen sein, welche auf einen Papier- oder Kunststoff-Schichtträger mittels einer aus dem Stand der Technik bekannten Gießvorrichtung aufgebracht werden. Beim Durchlauf der Materialbahn über den Hohlsauger entsteht eine gesickte, wellenförmige Bahnform. Im Grenzfall eines Hohlsaugers mit nur zwei Walzen weist die Bahn nur eine Sicke auf. Der Krümmungsradius der Sicke in der Bahn oder der Bahnschleife hängt von der Druckdifferenz der Bahnspannung ab. Unabhängig von der Bahnführung durch den Trockner stellt die gesickte Bahnform für jede Walze den für einen guten Bahnlauf ausreichend großen Umschlingungswinkel sicher. Daher lassen sich Hohlsauger in den verschiedensten an die jeweilige Bahnführung angepaßten Bauarten einsetzen.
- Es ist eine bekannte Forderung bei der Konstruktion von solchen Walzenstrecken, daß für jede Walze ein Mindestumschlingungswinkel der Bahn eingehalten werden muß. Hierdurch werden Relativgeschwindigkeiten zwischen Bahn und Walzenoberfläche vermieden, was bei Materialien mit empfindlichen Oberflächen (Filmen oder Magnetband) von Bedeutung ist.
- Es sind ebene Hohlsauger bekannt, bei welchen die Walzenachsen in einer Ebene liegen und die Bahn senkrecht auf- oder absteigend oder waagrecht tragend oder hängend fördern. Liegen die Walzenachsen auf einer Zylinderfläche, so sind dies Bogen-Hohlsauger zur Umlenkung der Bahn um beispielsweise 90 oder 180°, ohne daß die begossene Bahnfläche in Kontakt mit den Walzen kommt. Auch für räumliche Bahnführungen, bei denen die Walzenachsen nicht mehr parallel sind, ist der Hohlsauger geeignet. In der DE-AS 19 62 089 ist eine Trockenstrecke mit mäanderförmiger Bahnführung beschrieben, bei der ebene Walzenhohlsauger zur Auf- und Abwärtsführung und Bogenhohlsauger zur Bahnumlenkung an den oberen Enden der Vertikalschleifen eingesetzt sind.
- Die DE-PS 15 74 295 beschreibt eine Anwendung des Walzenhohlsaugers für räumliche Bahnführung mittels gegeneinander verschränkt angeordneter Rollen, während die DE-PS 25 01 482 parallele, bewegliche Rollen beschreibt, welche gegen ortsfeste Rollen in der Bahnebene schwenkbar angeordnet sind.
- Eine große technische Bedeutung für lange, horizontal gerade geführte Trockenstrecken hat der in der DE-PS 15 97 656 beschriebene Zwei-Walzenhohlsauger erlangt. In diesen Trockenstrecken wird die Bahn auf dem ersten Weg aufliegend und auf dem Rückweg hängend an Hohlsaugern geführt.
- Aus der EP 0 017 884 ist ein Luftturbinen-Antrieb für Walzen von Hohlsaugervorrichtungen bekannt, der seine Energie aus der Druckdifferenz zwischen der Ober- und der Unterseite der Materialbahn erhält.
- Die Konstruktion der Walzenhohlsauger ist bei allen Typen gleich. Die Hohlsauger bestehen aus mindestens zwei frei drehbar gelagerten Walzen, die auf der Rückseite ein unter Unterdruck stehendes Gehäuse besitzen, welches die Walzen weitgehend gegen den normalen Luftdruck abdichtet. Über die Vorderseite der Walzen wird die Bahn geführt und von dem normalen Luftdruck gegen die Walzen, hinter denen Unterdruck herrscht, gepreßt. Es entsteht so ein erhöhter Bahndruck gegen die Walzen und eine größere Umschlingung der Walzen durch Einsaugen der Bahn.
- Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche auf antreibbare Hohlsaugerwalzen verzichtet, bei der die Bahnspannung bei gleichzeitig erhöhter Seitenstabilität der Materialbahn möglichst gering gehalten wird und bei der die Bahn ohne Gefahr von Beschädigungen wie Verkratzen oder Falten möglichst genau geführt wird. Eine weitere Aufgabe bestand darin, die Vorrichtung in einer Trockenstrecke von begrenzter Länge in möglichst geringer Anzahl auch bei hoher Bahngeschwindigkeit zu installieren. Schließlich war noch die Aufgabe zu lösen, in der Vorrichtung die Zugänglichkeit der Walzen zwecks Reinigung zu gewährleisten.
- Erfindungsgemaß wurden die Aufgaben gelöst mit einer Vorrichtung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen, den Zeichnungen und der Beschreibung hervor.
- Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigt
- Figur 1 a - b
- eine erfindungsgemäße Ausführungsform im Querschnitt (a) beziehungsweise im Längsschnitt (b)
- Figur 2 a - b
- eine besonders bevorzugte erfindungsgemäße Vorrichtung im Querschnitt (a) beziehungsweise im Längsschnitt (b)
- Figur 3
- eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß Figur 2
- Figur 4
- eine schematische Anordnung der erfindungsgemäßen Hohlsauger-Vorrichtungen in einer Trockenstrecke.
- Wie aus der Figur 1 a zu ersehen, läuft eine beschichtete Materialbahn (1) in Pfeilrichtung mit der beschichteten Seite oben und der Trägerseite unten über das Walzenpaar (2, 3), welche zusammen mit dem Saugkasten (11) und dem Saugstutzen (4) einen aus dem Stand der Technik bekannten Zwei-Walzenhohlsauger darstellen. Die Walzen (2, 3) sind mit Lagerzapfen (9) in den Seitenstücken des Saugkastens (11) gelagert. Unter dem Einfluß der Saugwirkung umschlingt die Trägerbahn die beiden Walzen im Bereich (5).
- Erfindungswesentlich ist, daß im freien Raum (10) zwischen dem Walzenpaar (2, 3) benachbart der Oberseite der Walzen an den Seitenflächen des Saugkastens (11) beiderseits ein Dichtkeil (6) angebracht ist, dessen freies Ende so weit in Richtung Bahnmitte hineinragt, daß er zumindest die Ränder (17) der Materialbahn (1) in ihrem durchgekrümmten Teil untergreift. Die den Walzen (2, 3) zugekehrten Flächen des Dichtkeils (6) sind der zylindrischen Außenfläche der Walzen nachgebildet und befinden sich in einem sehr geringen Abstand von diesen, um möglichst wenig Falschluft anzusaugen. Die der Unterseite der Materialbahn zugekehrte Fläche des Dichtkeils (6) verläuft, wie aus Figur 1b hervorgeht, im wesentlichen parallel zur Bahn, kann aber auch nach innen abgeschrägt verlaufen. Die Druckdifferenz zwischen Ober- und Unterseite der gekrümmten Bahn (5) wird so eingestellt, daß die Bahn gerade über dem Dichtkeil schwebt. Die den Walzen zugewandten Flächen des Saugkastens (11) sind ebenfalls als Dichtleisten (7, 8) gestaltet und geringfügig von den Walzen beabstandet.
- Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung geht aus den Figuren 2a und 2b sowie 3 hervor. Hier hat der Dichtkeil (12) an seiner der Bahn zugekehrten Seite eine wannenförmige Gestalt und ragt mit der Unterseite nicht so weit in den Innenraum (10) zwischen den Walzen hinein. Die seitlichen Dichtleisten (13, 14) des Saugkastens (11) sind unterhalb der Drehachse der Walzen angebracht, so daß die Zugänglichkeit der Walzen zwecks Reinigung hier noch wesentlich verbessert ist. Die wannenförmige Ausführung des Dichtkeils, der zur Bahnmitte in der Form eines Anlaufkeils schräg abfällt, wie aus Figur 2b zu erkennen, hat als Vorteil, daß auch bei seitlichem Verlaufen der Bahn, also senkrecht zur Laufrichtung, doch stets die Bahn über dem Dichtkeil beabstandet ist beziehungsweise schwebt. Der Abschrägungswinkel α des Keils beträgt einige Grad, vorzugsweise 3°.
- Die Figur 3 zeigt in Aufsicht die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Figur 2 und besonders die beiderseitige symmetrische Anordnung der Dichtkeile (12, 12') und ihre keilförmig nach innen verengt zulaufende Form. In einer zweckmäßigen Ausführung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie aus Figur 4 zu erkennen, dreimal in einer Trockenstrecke (15) angeordnet, nämlich in der Nähe des Eingangs, der Mitte sowie des Ausgangs. Ein Absaugventilator (16) beispielsweise ein Radialventilator ist über Zwischenventile (17, 18, 19) mit den drei Hohlsaugervorrichtungen verbunden, wobei das Prozeßgas über einen Ventilator (20) wieder in die Trockenstrecke (15) eingespeist werden kann.
- Eine 67 cm breite mit einer Magnetschicht begossene Kunststoffträger-Bahn lief mit ihrer Rückseite mit einer Geschwindigkeit von 300 m/Minute durch eine etwa 20 m lange Trockenstrecke, die mit 140 °C Trockentemperatur betrieben wird, über mehrere Aluminiumwalzen mit einem Durchmesser von 80 mm und einer Breite von 75 cm. Die drei Walzenpaare der Hohlsaugervorrichtungen hatten einen radialen Abstand von 10 mm, in den Innenraum ragte beiderseits ein Dichtkeil, bestehend aus eloxiertem Aluminium wie in Figur 2a, 2b, beziehungsweise 3 dargestellt, mit einem radialen Abstand von etwa 0,5 mm zu der Lauffläche der Walzen und mit einer Länge von 75 mm, hinein. Die seitlichen Dichtleisten (13, 14) des Saugkastens (11) waren jeweils weniger als 0,5 mm von den Walzenflächen beabstandet. Der Abschrägewinkel α des Dichtkeils betrug 3°. Bei einer Druckdifferenz von 4 bis 10 mbar zwischen Ober- und Unterseite der Materialbahn und bei einem Bahnzug von 8 bis 14 kp war eine stabile Steuerung der Materialbahn zu erreichen, ohne daß Beschädigungen beobachtet wurden.
Claims (3)
- Vorrichtung zum Steuern von bewegten Materialbahnen in Walzenhohlsaugern, wobei die Bahn (1) auf mindestens zwei Walzen (2, 3) aufliegt und wobei im Bereich der Walzen zwischen der Ober- und Unterseite der Bahn (1) eine Druckdifferenz besteht, dadurch gekennzeichnet, daß in dem freien Raum (10) zwischen den Walzen (2, 3) beiderseitig Abdichtkeile (6, 12) so angeordnet sind, daß sie von den Walzenaußenkanten ausgehend zur Bahnmitte hineinragen und unterhalb des durchhängenden Bahnteils (5) so angeordnet sind, daß sie die Bahnränder (17) untergreifen und wobei die den Laufflächen der Walzen zugekehrten Flächen des Dichtkeils von diesen geringfügig beabstandet sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkeil (12) an seiner Oberseite in Laufrichtung der Bahn (1) wannenförmig ausgehöhlt ist und gleichzeitig quer zur Laufrichtung unter einem Winkel α, der vorzugsweise bei etwa 3° liegt, keilförmig in Richtung Bahnmitte abfällt.
- Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkeile (6, 12) aus eloxiertem Aluminium bestehen.
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