EP0723523B1 - Process and device for stabilising a travelling web - Google Patents
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- EP0723523B1 EP0723523B1 EP94928752A EP94928752A EP0723523B1 EP 0723523 B1 EP0723523 B1 EP 0723523B1 EP 94928752 A EP94928752 A EP 94928752A EP 94928752 A EP94928752 A EP 94928752A EP 0723523 B1 EP0723523 B1 EP 0723523B1
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- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- 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
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
- D21F5/02—Drying on cylinders
- D21F5/04—Drying on cylinders on two or more drying cylinders
- D21F5/042—Drying on cylinders on two or more drying cylinders in combination with suction or blowing devices
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
- F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
- F26B13/101—Supporting materials without tension, e.g. on or between foraminous belts
- F26B13/104—Supporting materials without tension, e.g. on or between foraminous belts supported by fluid jets only; Fluid blowing arrangements for flotation dryers, e.g. coanda nozzles
Definitions
- the invention relates to a method of the type corresponding to the preamble of claim 1 and also includes a device suitable for the application of the method.
- DE-OS 36 26 016 discloses a device for carrying out this method, which has air channels with nozzle areas, in each of which individual outlets for air are provided on both sides of a transverse plane running in the longitudinal direction of the air channel opposite a guide surface for the air flow. Due to the special design of the air ducts, particularly stable working conditions, i.e. uniform "air cushions" to support the web are made possible.
- a device for using this method is known from DE 36 30 571 A1.
- This device comprises a so-called blow box, which essentially extends over the web width and into which the blown air can be introduced.
- the upper side of the blow box facing the web is designed as an airfoil to which air jets are blown out of the blow box, with the aid of which the low-pressure, contactless support of the web is achieved.
- the air flows from two parallel slot nozzles which run transversely to the web and are designed such that the outflowing air flows along a convexly curved flow surface which extends to the adjacent edge of the blow box.
- the air streams blown out towards the edge produce between the slot nozzles above a support plane provided here, which is lower relative to the path plane than the flow surfaces running to the side of the slot nozzles is a negative pressure field, which exerts a force directed onto the supporting plane on the web.
- an air pipe opens into it, through which air from the environment is fed to the vacuum field.
- a throttle valve is provided in the air duct, by means of which the air supplied can be controlled in terms of quantity and thus the force exerted on the web can be adjusted.
- the floating guidance of a web is possible with this device without at least the surface of the web pointing away from the device being exposed to any significant mechanical stress, but the device is through the slot nozzles and the air duct opening into the supporting plane, which is used to adapt the forces on the web require an additional throttle valve, quite complex to manufacture. Also, through the continuous slot nozzles, the wing surface of the blow box facing the web is greatly weakened, so that stiffening ribs in the blow box, which are technically complex to implement, are particularly difficult to implement, particularly in the case of blow boxes. must be integrated in order to maintain sufficient stability of the wing.
- the energy requirement to be expected in this device is relatively high, since on the one hand the large amount of air required for the air flow to build up the air flow is quite large due to the large opening area of the slot nozzles and on the other hand additional air has to be entrained through the air duct in order to make contact between the web and the air box to avoid.
- the invention is therefore based on the object of further developing the method for stabilizing the running web, in which it is only exposed to air on one side, in such a way that the energy requirement required for using the method is reduced. It is a further object of the invention, in particular for the application of the invention To develop a suitable device that is optimized in terms of its manufacturing costs. Of course, the method and the device according to the invention should also be suitable for stabilizing uncoated webs.
- the method according to the invention can be used particularly economically. This is done by measuring their spatial position in situ while the web is running and only then applying air to the nozzle arrangement when a deflection of the web from its normal position is detected. The pressure is controlled by regulating the power supplied to the blower.
- a device suitable for using a method for suspending a running web in which it interacts with the dynamic vacuum field generated by a wall around which a fluid medium flows is the subject of claim 4 Bernoullic effect is usually achieved when the nozzle arrangement is completely surrounded on the side by the wall.
- the nozzle arrangement is arranged in an air duct extending transversely to the running direction of the web.
- the air duct comprises two duct walls arranged on both sides of a transverse plane standing in its longitudinal direction and perpendicular to the path plane, each of which forms the same acute angle with the transverse plane.
- the nozzle arrangement consists of a series of outflow openings provided in the channel walls, which are arranged on opposite walls of the air channel in such a way that the air streams emerging from the outflow openings of the one channel wall cross those which exit from the outflow openings of the other channel wall.
- the Bernoulli effect of the outflowing air creates an area above the air duct in which - compared to the environment - there is a negative pressure through which the material web is pulled in the direction of the device after the critical distance has been undershot
- an air cushion supporting the web In the area of the air ducts crossing air flows just above the air duct, an air cushion supporting the web, so that contact between the web and the device is effectively avoided without special measures being required.
- Air channel of the device according to the invention stabilizing on its surface facing away from the web, so that reinforcing ribs, which would significantly increase the production outlay, can also be dispensed with in devices provided for wider webs.
- the outflow openings are hole-shaped. This measure optimizes the efficiency of the device on the one hand, and on the other hand, by choosing the diameter of the hole-shaped outlet openings, the thickness of the air cushion supporting the web and thus the distance between the web and the top of the device can be adapted to the respective requirements (claim 5).
- the diameter of the outflow openings is preferably 5 mm to 20 mm.
- the mutually opposite outflow openings are arranged laterally offset and surrounded by concentric flow guide edges (claims 7 and 8). This configuration results in a particularly low-swirling air flow, which has a positive effect on the efficiency of the device.
- support nozzles pressurized by compressed air and spaced from the nozzle arrangement can be designed in a simple manner in that, viewed in the direction of travel of the web, rows of holes arranged with compressed air and transversely to the web are worked into the wall at the beginning and at the end of the wall (claim 10).
- the device according to the invention can be used economically if it is not in continuous operation, but is only used when needed, ie when the web is actually fluttering.
- a device for measuring the deflection of the web from its normal position to the nozzle arrangement.
- this device is connected to an arrangement for controlling the pressure at which the nozzle arrangement is pressurized with air (claim 12), so that the nozzle arrangement is pressurized with compressed air only when necessary and accordingly energy consumption takes place only when required.
- an arrangement for displacing the nozzle arrangement in the direction perpendicular to the web surface is provided, which is controlled by the device for measuring the deflection of the web.
- the control is advantageously carried out in such a way that when a detected fluttering of the web, air is first applied to the nozzle arrangement, in order to then be displaced in the direction of the web just enough that the web interacts with the air flow emerging from the device in the desired interaction.
- the device designated 100 in the drawing as a whole comprises a holder 1 which rests at its lower end in a receptacle 2 fixedly mounted, for example, on the floor.
- the receptacle 2 is designed in such a way that the holder 1 can be displaced in the direction normal to the path B, as indicated by the arrow V in FIG. 1.
- the holder 1 carries at its upper end a completely closed housing 3, the inner volume of which forms a pressure chamber 4.
- the top 7 and the bottom 8 of the housing 3 are provided near the surface 9 facing the web with two step-like housing shoulders 10, 10 'parallel to one another and to the surface 9. Extending from the housing shoulders 10, 10 'toward the web is a housing extension 11 which widens in a funnel shape in the web direction, the end of which forms the surface 9 facing the web.
- the surface 9 of the housing 3 facing the web comprises two flat walls 12, 12 'which run transversely to the web and parallel to one another and which - seen in the running direction of the web - at the beginning and at the end comprise transverse rows of holes 13, 13 'which communicate with the pressure chamber 4 and form support nozzles for the web B.
- an air duct 14 which runs transversely to the web and is open to it and which is let into the housing 3.
- the air duct comprises on both sides a channel wall 15, 15 'arranged in its longitudinal direction and perpendicular to the plane E of the web, which each form the same acute angle ⁇ with the transverse plane Q (cf. FIG. 3).
- the outflow openings 16, 16 'are surrounded by flow guide edges 17, 17' which are arched into the air duct 14 and which serve to reduce the formation of eddies when the air flows out.
- FIG. 4 schematically shows a glue press known per se for one-sided glue application, which is equipped with a device according to the invention.
- a glue press known per se for one-sided glue application, which is equipped with a device according to the invention.
- the web is guided around a drying cylinder 20 and passes through a downstream guide roller 21 before it is fed to the size press rollers 22, 22 ′ arranged on both sides of the web.
- a glue application device 23 is provided in front of the size press rolls 22, 22 'on one side of the web.
- the layer of glue applied to the web B is evened out by the size pressing roller 22 ', excess glue being taken up by a glue collecting trough 24 surrounding the size pressing roller 22'.
- a device 100 for stabilizing the web is provided behind the size-pressing rollers 22, 22 ', which acts on the uncoated side of the web B and, if necessary, prevents the web from fluttering.
- the web is then passed through a spreading device 25, which prevents the web B from wrinkling, which would lead to a bonding of web parts and thus to their destruction.
- a downstream guide roller 26 web B is finally fed to a drying cylinder 27, on which the drying process of the coated web side takes place.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art und umfaßt auch eine für die Anwendung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.The invention relates to a method of the type corresponding to the preamble of
Bei der Beleimung oder Beschichtung einer Bahn aus einem empfindlichen Material, wie z.B. Papier oder dergleichen, hat es sich zur Vermeidung von Beschädigungen der Bahn bzw. deren Oberfläche als vorteilhaft erwiesen, die Bahn für die Dauer des Trocknungsvorgangs ihrer Oberflächenbeschichtung schwebend zwischen zwei Stützstellen zu halten. Da der Trend bei der Beschichtung von Papierbahnen zu immer höheren Arbeitsgeschwindigkeiten der dafür Verwendung findenden Vorrichtungen bekannter Bauart geht, die Trocknungsrate eines Flächenstücks der Bahn nach der Beschichtung jedoch z.B. durch die maximale thermische Belastbarkeit des Bahnmaterials und der Beschichtung einen oberen Grenzwert aufweist, der dazu führt, daß sich das Flächenstück für eine minimale Zeitdauer in einem schwebenden Zustand befinden muß, müssen die Bahnen über immer größere Längen schwebend geführt werden. Naturgemäß erhöht sich dabei die Tendenz der zwischen benachbarten Schwebendführungen freilaufender Bahnabschnitte zum Flattern, wodurch die Gleichmäßigkeit des Trockungsvorgangs erheblich beeinträchtigt werden kann und was - durch die erhebliche mechanische Belastung der Bahn - unter Umständen zu einem Abriß der Bahn führen kann.When gluing or coating a web made of a sensitive material, such as paper or the like, it has proven to be advantageous to avoid damage to the web or its surface to keep the web floating between two support points for the duration of the drying process of its surface coating . Since the trend in the coating of paper webs is towards ever higher operating speeds of the devices of known design used for this purpose, the drying rate of a surface piece of the web after coating, however, has an upper limit value, for example due to the maximum thermal load capacity of the web material and the coating, which leads to this that the surface piece must be in a floating state for a minimal period of time, the webs must be guided to float over ever greater lengths. Naturally, the tendency of the web sections running freely between adjacent floating end guides to flutter increases. whereby the uniformity of the drying process can be significantly impaired and which - due to the considerable mechanical load on the web - can possibly lead to a web break.
Zur Unterdrückung dieser schädlichen Flatterbewegung ist es bekannt, die Bahn in Laufrichtung gesehen zwischen zwei benachbarten Schwebendführungen beidseitig gegenüberliegend mit Luft anzublasen. Zur Durchführung dieses Verfahrens ist aus der DE-OS 36 26 016 eine Vorrichtung bekannt, welche Luftkanäle mit Düsenbereichen aufweist, in denen jeweils beiderseits einer in Längsrichtung des Luftkanals verlaufenden Querebene einzelne Auslässe für Luft gegenüber einer Leitfläche für die Luftströmung vorgesehen sind. Durch die besondere Ausgestaltung der Luftkanäle sollen unabhängig von den jeweiligen Betriebsbedingungen besonders stabile Arbeitsbedingungen, d.h. gleichmäßige "Luftpolster" zum Abstützen der Bahn ermöglicht werden.To suppress this harmful flutter movement, it is known to blow air into the web, seen in the direction of travel, between two adjacent floating end guides on opposite sides on both sides. DE-OS 36 26 016 discloses a device for carrying out this method, which has air channels with nozzle areas, in each of which individual outlets for air are provided on both sides of a transverse plane running in the longitudinal direction of the air channel opposite a guide surface for the air flow. Due to the special design of the air ducts, particularly stable working conditions, i.e. uniform "air cushions" to support the web are made possible.
Mit diesem Verfahren lassen sich zwar Querauslenkungen der Bahn zuverlässig unterdrücken, jedoch ist es bei Bahnen, die, wie z.B. nach einer Beleimung oder Pigmentierung, eine empfindliche Oberfläche aufweisen, nicht anwendbar, da ein starker, auf die beschichtete Oberfläche gerichteter Luftstrom zu einer Verminderung der Beschichtungsqualität oder gar zu einer Zerstörung der Beschichtung führen würde. Daher kann dieses Verfahren bei derart beschichteten Bahnen nicht angewendet werden, und man hat lediglich die Möglichkeit, dem Flattern durch eine Verringerung der Bahngeschwindigkeit und der dadurch bedingten Möglichkeit der Abstandsreduzierung zweier benachbarter Schwebendführungen entgegenzuwirken.With this method, transverse deflections of the web can be reliably suppressed, but it is for webs that, e.g. after gluing or pigmentation, have a sensitive surface, not applicable, since a strong air flow directed at the coated surface would lead to a reduction in the coating quality or even to a destruction of the coating. Therefore, this method cannot be used for webs coated in this way, and the only option is to counteract the flutter by reducing the web speed and the resulting possibility of reducing the distance between two adjacent floating end guides.
Zur Schwebendführung insbesondere von Bahnen, die eine empfindliche Oberflächenbeschichtung aufweisen, ist die Anwendung eines Verfahrens bekannt, bei dem die Bahn lediglich einseitig aus einer zumindest teilweise von einer im wesentlichen ebenen Wandung umgebenen Düsenanordnung mit Luft angeblasen wird. Bei diesem Verfahren tritt der zunächst unerwartete Effekt auf, daß die Bahn nicht etwa in Richtung der sie anströmenden Luft ausgelenkt wird, sondern beim Unterschreiten einer kritischen Distanz zu der ebenen Wandung hingezogen wird, wobei sie in einem gewissen Abstand zu dieser eine Gleichgewichtslage einnimmt.For floating guidance, in particular of webs which have a sensitive surface coating, the use of a method is known in which the web is blown with air only on one side from a nozzle arrangement which is at least partially surrounded by an essentially flat wall. With this method, the initially unexpected effect occurs that the web does not is deflected, for example, in the direction of the air flowing towards it, but is drawn towards falling below a critical distance from the flat wall, whereby it assumes an equilibrium position at a certain distance from it.
Verantwortlich für diesen Effekt ist die Tatsache, daß in einem geschlossenen System in Bereichen, in denen strömungsfähige Medien schneller fließen, ein geringerer Druck herrscht als in denjenigen Gebieten, wo sie langsamer fließen. Diese physikalische Gesetzmäßigkeit ist in der Gleichung von Daniel Bernoulli formuliert, welche besagt, daß die Summe aus dem statischen Druck und dem die Strömungskomponente umfassenden Staudruck eines bewegten strömungsfähigen Mediums gerade dem Druck entspricht, der in dem ruhenden strömungsfähigen Medium herrschen würde. Mit anderen Worten: der statische Druck eines in einem System bewegten strömungsfähigen Mediums ist immer geringer als derjenige des ruhenden Mediums. Dieser Zusammenhang, der streng genommen nur für die Strömung idealer Flüssigkeiten gilt, ist dafür verantwortlich, daß in der entlang der ebenen Wandung abströmenden Luft ein Unterdruck herrscht, welcher die Bahn so weit zur ebenen Wandung hinzieht, daß die ausgeblasene Luft noch ungehindert abfließen kann.The reason for this effect is the fact that in a closed system in areas where flowable media flow faster, there is less pressure than in those areas where they flow more slowly flow. This physical law is formulated in the equation by Daniel Bernoulli, which states that the sum of the static pressure and the dynamic pressure comprising the flow component of a moving fluid medium exactly corresponds to the pressure that would prevail in the static fluid medium. In other words: the static pressure of a fluid medium moving in a system is always lower than that of the static medium. This connection, which strictly speaking only applies to the flow of ideal liquids, is responsible for the fact that there is a negative pressure in the air flowing along the flat wall, which pulls the web towards the flat wall so far that the blown-out air can still flow off unhindered.
Durch die Ausnutzung dieses Effekts kann eine laufende Bahn stabilisiert werden, ohne daß dabei die Oberflächen einer nennenswerten mechanischen Belastung ausgesetzt sind.By utilizing this effect, a running web can be stabilized without the surfaces being exposed to any significant mechanical stress.
Eine Vorrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens ist aus der DE 36 30 571 A1 bekannt.A device for using this method is known from DE 36 30 571 A1.
Diese Vorrichtung umfaßt einen sich im wesentlichen über die Bahnbreite erstreckenden sogenannten Blaskasten, in den sich die Blasluft einbringen läßt. Die der Bahn zugewandte Oberseite des Blaskastens ist als Tragfläche ausgebildet, an welche aus dem Blaskasten Luftstrahlen geblasen werden, mit deren Hilfe die unterdruckführende berührungslose Abstützung der Bahn erzielt wird. Die Luft strömt dabei aus zwei parallelen, quer zur Bahn verlaufenden Schlitzdüsen, die derart ausgebildet sind, daß die ausströmende Luft entlang jeweils einer sich zum benachbarten Rand des Blaskastens erstreckenden, konvex gekrümmten Strömungsfläche strömt.This device comprises a so-called blow box, which essentially extends over the web width and into which the blown air can be introduced. The upper side of the blow box facing the web is designed as an airfoil to which air jets are blown out of the blow box, with the aid of which the low-pressure, contactless support of the web is achieved. The air flows from two parallel slot nozzles which run transversely to the web and are designed such that the outflowing air flows along a convexly curved flow surface which extends to the adjacent edge of the blow box.
Die jeweils zum Rand hin ausgeblasenen Luftströme erzeugen zwischen den Schlitzdüsen oberhalb einer hier vorgesehenen Tragebene, die relativ zur Bahnebene tiefer als die seitlich der Schlitzdüsen verlaufenden Strömungsflächen liegt, ein Unterdruckfeld, welches eine auf die Tragebene gerichtete Kraft auf die Bahn ausübt.The air streams blown out towards the edge produce between the slot nozzles above a support plane provided here, which is lower relative to the path plane than the flow surfaces running to the side of the slot nozzles is a negative pressure field, which exerts a force directed onto the supporting plane on the web.
Um zu vermeiden, daß die Bahn von dem Unterdruckfeld so weit hinabgezogen wird, daß sie die Tragebene berührt, mündet in diese ein Luftrohr, durch welches Luft aus der Umgebung dem Unterdruckfeld zugeführt wird. In dem Luftkanal ist eine Drosselklappe vorgesehen, mittels derer die zugeführte Luft mengenmäßig steuerbar und damit die Kraft, die auf die Bahn ausgeübt wird, einstellbar ist.In order to avoid that the web is pulled down from the vacuum field so far that it touches the supporting plane, an air pipe opens into it, through which air from the environment is fed to the vacuum field. A throttle valve is provided in the air duct, by means of which the air supplied can be controlled in terms of quantity and thus the force exerted on the web can be adjusted.
Zwar ist die Schwebendführung einer Bahn mit dieser Vorrichtung prinzipiell möglich, ohne daß dabei zumindest die von der Vorrichtung fortweisende Oberfläche der Bahn einer nennenswerten mechanischen Belastung ausgesetzt ist, jedoch ist die Vorrichtung durch die Schlitzdüsen und den in die Tragebene mündenden Luftkanal, der zur Anpassung der auf die Bahn wirkenden Kräfte einer zusätzlichen Drosselklappe bedarf, recht aufwendig in ihrer Herstellung. Auch wird durch die durchgehenden Schlitzdüsen die der Bahn zugewandte Tragfläche des Blaskastens stark geschwächt, so daß insbesondere bei Blaskästen, die zur Führung relativ breiter Warenbahnen vorgesehen sind, technisch aufwendig zu realisierende Versteifungsrippen in den Blaskasten. integriert werden müssen, um eine ausreichende Stabilität der Tragfläche zu erhalten. Des weiteren ist der bei dieser Vorrichtung zu erwartende Energiebedarf relativ hoch, da einerseits durch die große Öffnungsfläche der Schlitzdüsen die zum Aufbau der Luftströmung notwendige Luftmenge recht groß ist und andererseits durch den Luftkanal zusätzlich Luft mitgerissen werden muß, um Berührungen zwischen der Bahn und dem Luftkasten zu vermeiden.In principle, the floating guidance of a web is possible with this device without at least the surface of the web pointing away from the device being exposed to any significant mechanical stress, but the device is through the slot nozzles and the air duct opening into the supporting plane, which is used to adapt the forces on the web require an additional throttle valve, quite complex to manufacture. Also, through the continuous slot nozzles, the wing surface of the blow box facing the web is greatly weakened, so that stiffening ribs in the blow box, which are technically complex to implement, are particularly difficult to implement, particularly in the case of blow boxes. must be integrated in order to maintain sufficient stability of the wing. Furthermore, the energy requirement to be expected in this device is relatively high, since on the one hand the large amount of air required for the air flow to build up the air flow is quite large due to the large opening area of the slot nozzles and on the other hand additional air has to be entrained through the air duct in order to make contact between the web and the air box to avoid.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Stabilisierung der laufenden Bahn, bei dem diese nur einseitig mit Luft beaufschlagt ist, derart weiterzuentwickeln, daß der zur Anwendung des Verfahrens benötigte Energiebedarf verringert ist. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine insbesondere zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung zu entwikkeln, welche hinsichtlich ihrer Herstellungskosten optimiert ist. Selbstverständlich sollen das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung auch zur Stabilisierung unbeschichteter Bahnen geeignet sein.The invention is therefore based on the object of further developing the method for stabilizing the running web, in which it is only exposed to air on one side, in such a way that the energy requirement required for using the method is reduced. It is a further object of the invention, in particular for the application of the invention To develop a suitable device that is optimized in terms of its manufacturing costs. Of course, the method and the device according to the invention should also be suitable for stabilizing uncoated webs.
Diese Aufgaben sind durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Verfahren und durch die in Anspruch 4 wiedergegebene Vorrichtung gelöst.These objects are achieved by the method given in
Dadurch, daß der für das erfindungsgemäße Verfahren notwendige Luftstrom durch ein Gebläse erzeugt wird, welcher nur dann mit elektrischer Leistung beaufschlagt wird, wenn die Bahn tatsächlich flattert, ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders ökonomisch einsetzbar. Dieses geschieht dadurch, daß bei laufender Bahn in situ ihre räumliche Lage gemessen und die Düsenanordnung erst dann mit Luft beaufschlagt wird, wenn eine Auslenkung der Bahn aus ihrer Normallage detektiert wird. Die Druckregelung erfolgt dabei durch die Regelung der dem Gebläse zugeführten Leistung.Because the air flow necessary for the method according to the invention is generated by a blower, which is only supplied with electrical power when the web is actually fluttering, the method according to the invention can be used particularly economically. This is done by measuring their spatial position in situ while the web is running and only then applying air to the nozzle arrangement when a deflection of the web from its normal position is detected. The pressure is controlled by regulating the power supplied to the blower.
Damit beim Einsetzen eines Flatterns die Bahn bzw. deren Oberfläche nicht durch eine Berührung mit der zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen Vorrichtung beschädigt wird, ist es gemäß Anspruch 2 vorteilhaft, die Düsenanordnung bei in ihrer Normallage laufenden Bahn in eine Entfernung zur Bahnoberfläche zu verlagern, damit eine derartige Berührung ausgeschlossen ist.So that when fluttering begins, the web or its surface is not damaged by contact with the device provided for using the method according to the invention, it is advantageous according to
Wird dann eine Bahnauslenkung gemessen, so ist es von Vorteil, wenn zunächst die Düsenanordnung mit Luft beaufschlagt und dann so weit in Richtung der Bahn verlagert wird, bis die Bahn mit dem aus der Düsenanordnung tretenden Luftstrom wechselwirkt (Anspruch 3).If a path deflection is then measured, it is advantageous if air is first applied to the nozzle arrangement and then shifted in the direction of the path until the path interacts with the air flow emerging from the nozzle arrangement (claim 3).
Eine zur Anwendung eines Verfahrens zur Schwebendführung einer laufenden Bahn, bei dem diese mit dem über eine von einem fluiden Medium umströmten Wandung erzeugten dynamischen Unterdruckfeld wechselwirkt, insbesondere zur Anwendung des erfindungsmäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 4. Eine optimale Ausnutzung des Bernoullischen Effekts wird in der Regel erzielt, wenn die Düsenanordnung vollständig seitlich von der Wandung umgeben ist.A device suitable for using a method for suspending a running web in which it interacts with the dynamic vacuum field generated by a wall around which a fluid medium flows, in particular a device suitable for using the method according to the invention, is the subject of claim 4 Bernoullic effect is usually achieved when the nozzle arrangement is completely surrounded on the side by the wall.
Zur Erzeugung einer relativ verwirbelungsarmen Luftströmung ist die Düsenanordnung in einem sich quer zur Laufrichtung der Bahn erstreckenden Luftkanal angeordnet. Der Luftkanal umfaßt zwei beiderseits einer in seiner Längsrichtung und lotrecht zur Bahnebene stehenden Querebene angeordnete Kanalwandungen, welche jeweils mit der Querebene den gleichen spitzen Winkel bilden. Die Düsenanordnung besteht aus einer Reihe von in den Kanalwänden vorgesehenen Ausströmöffnungen, die auf einander gegenüberliegenden Wandungen des Luftkanals derart angeordnet sind, daß die aus den Ausströmöffnungen der einen Kanalwandung austretenden Luftströme diejenigen, die aus den Ausströmöffnungen der anderen Kanalwand austretenden, kreuzen. Durch den Bernoulli-Effekt der ausströmenden Luft entsteht zwar oberhalb des Luftkanals ein Bereich, in dem - verglichen mit der Umgebung - ein Unterdruck herrscht, durch den die Warenbahn nach Unterschreiten einer kritischen Entfernung in Richtung der Vorrichtung gezogen wird, gleichzeitig besteht durch die sich im Bereich der Luftkanäle kreuzenden Luftströmungen dicht oberhalb des Luftkanals ein die Bahn abstützendes Luftpolster, so daß Berührungen zwischen Bahn und Vorrichtung wirksam vermieden werden, ohne daß es dazu besonderer Maßnahmen bedarf.To generate a relatively low swirling air flow, the nozzle arrangement is arranged in an air duct extending transversely to the running direction of the web. The air duct comprises two duct walls arranged on both sides of a transverse plane standing in its longitudinal direction and perpendicular to the path plane, each of which forms the same acute angle with the transverse plane. The nozzle arrangement consists of a series of outflow openings provided in the channel walls, which are arranged on opposite walls of the air channel in such a way that the air streams emerging from the outflow openings of the one channel wall cross those which exit from the outflow openings of the other channel wall. The Bernoulli effect of the outflowing air creates an area above the air duct in which - compared to the environment - there is a negative pressure through which the material web is pulled in the direction of the device after the critical distance has been undershot In the area of the air ducts crossing air flows just above the air duct, an air cushion supporting the web, so that contact between the web and the device is effectively avoided without special measures being required.
Neben diesem erheblichen Vorteil gegenüber bisher bekannten Vorrichtungen haben Versuche gezeigt, daß durch die Ausgestaltung der Düsenanordnung als einzelne Ausströmöffnungen der Wirkungsgrad der Vorrichtung - d.h. das Vermögen, die Bahn mit Hilfe der Vorrichtung in dem gewünschten Abstand zu stabilisieren - erhöht ist.In addition to this considerable advantage over previously known devices, tests have shown that by designing the nozzle arrangement as individual outflow openings, the efficiency of the device - i.e. the ability to stabilize the web at the desired distance using the device is increased.
Auch sind einzelne Ausströmöffnungen auf einfache Weise - z.B. durch Stanzen - in die Kanalwandungen des Luftkanals einarbeitbar und ein mit solchen versehener Luftkanal ist mechanisch nur unwesentlich geschwächt. Durch die besondere Anordnung der Kanalwandungen wirkt der Luftkanal der erfindungsgemäßen Vorrichtung stabilisierend auf deren der Bahn abgewandte Oberfläche, so daß auf Verstärkungsrippen, die den Herstellungsaufwand erheblich erhöhen würden, auch bei für breitere Warenbahnen vorgesehenen Vorrichtungen verzichtet werden kann.Individual outflow openings can also be incorporated into the duct walls of the air duct in a simple manner, for example by punching, and an air duct provided with such is mechanically weakened only to an insignificant extent. The special arrangement of the channel walls means that Air channel of the device according to the invention stabilizing on its surface facing away from the web, so that reinforcing ribs, which would significantly increase the production outlay, can also be dispensed with in devices provided for wider webs.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Ausströmöffnungen lochförmig ausgebildet. Durch diese Maßnahme wird einerseits der Wirkungsgrad der Vorrichtung optimiert, andererseits kann durch die Wahl des Durchmessers der lochförmigen Austrittsöffnungen die Dicke des die Bahn abstützenden Luftpolsters und damit der Abstand zwischen der Bahn und der Oberseite der Vorrichtung den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden (Anspruch 5).In an advantageous embodiment of the device, the outflow openings are hole-shaped. This measure optimizes the efficiency of the device on the one hand, and on the other hand, by choosing the diameter of the hole-shaped outlet openings, the thickness of the air cushion supporting the web and thus the distance between the web and the top of the device can be adapted to the respective requirements (claim 5).
Der Durchmesser der Ausströmöffnungen beträgt gemäß Anspruch 6 vorzugsweise 5 mm bis 20 mm.The diameter of the outflow openings is preferably 5 mm to 20 mm.
Bei einer besonders strömungsgünstigen Ausgestaltung der Vorrichtung sind die einander gegenüberliegenden Ausströmöffnungen seitlich versetzt angeordnet und von konzentrischen Strömungsleiträndern umgeben (Ansprüche 7 und 8). Durch diese Ausgestaltung wird eine besonders verwirbelungsarme Luftströmung erzielt, was sich positiv auf den Wirkungsgrad der Vorrichtung auswirkt.In a particularly streamlined embodiment of the device, the mutually opposite outflow openings are arranged laterally offset and surrounded by concentric flow guide edges (
Um zu verhindern, daß die dafür besonders gefährdeten Längsenden der Vorrichtung - in Bahnrichtung gesehen - von der laufenden Bahn berührt werden, ist es gemäß Anspruch 9 vorteilhaft, von der Düsenanordnung beabstandete, druckluftbeaufschlagte Stützdüsen vorzusehen. Die Stützdüsen können auf einfache Weise dadurch ausgebildet sein, daß in Laufrichtung der Bahn gesehen am Anfang und am Ende der Wandung quer zur Bahn angeordnete, mit Druckluft beaufschlagte Lochreihen in die Wandung eingearbeitet sind (Anspruch 10).In order to prevent the particularly endangered longitudinal ends of the device - seen in the web direction - from being touched by the running web, it is advantageous according to
Der ökonomische Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dann möglich, wenn diese nicht stetig in Betrieb ist, sondern lediglich im Bedarfsfall, d.h. bei tatsächlich flatternder Bahn, zum Einsatz gelangt. Dazu ist es von Vorteil, gemäß Anspruch 11 eine Einrichtung zur Messung der Auslenkung der Bahn aus ihrer Normallage der Düsenanordnung vorzuschalten. Vorteilhafterweise ist diese Einrichtung mit einer Anordnung zur Steuerung des Drucks, unter welchem die Düsenanordnung mit Luft beaufschlagt wird, verbunden (Anspruch 12), so daß die Düsenanordnung nur im Bedarfsfall mit Druckluft beaufschlagt wird und dementsprechend auch nur im Bedarfsfall ein Energieverbrauch stattfindet.The device according to the invention can be used economically if it is not in continuous operation, but is only used when needed, ie when the web is actually fluttering. To it is advantageous to connect a device for measuring the deflection of the web from its normal position to the nozzle arrangement. Advantageously, this device is connected to an arrangement for controlling the pressure at which the nozzle arrangement is pressurized with air (claim 12), so that the nozzle arrangement is pressurized with compressed air only when necessary and accordingly energy consumption takes place only when required.
Um zu vermeiden, daß die Bahn beim Einsetzen eines Flatterns die noch nicht aktivierte erfindungsgemäße Vorrichtung berührt, ist gemäß Anspruch 13 eine Anordnung zur Verlagerung der Düsenanordnung in der zur Bahnoberfläche senkrechten Richtung vorgesehen, welche von der Einrichtung zur Messung der Auslenkung der Bahn angesteuert wird. Dabei erfolgt die Ansteuerung vorteilhafterweise derart, daß bei einem detektierten Flattern der Bahn zunächst die Düsenanordnung mit Luft beaufschlagt wird, um dann in Richtung der Bahn gerade soweit verlagert zu werden, daß die Bahn mit der aus der Vorrichtung austretenden Luftströmung in die gewünschte Wechselwirkung tritt.In order to prevent the web from touching the not yet activated device according to the invention when fluttering begins, an arrangement for displacing the nozzle arrangement in the direction perpendicular to the web surface is provided, which is controlled by the device for measuring the deflection of the web. The control is advantageously carried out in such a way that when a detected fluttering of the web, air is first applied to the nozzle arrangement, in order to then be displaced in the direction of the web just enough that the web interacts with the air flow emerging from the device in the desired interaction.
Es kann, abhängig von Eigenschaften der Bahn wie Beschaffenheit oder Breite, zur Stabilisierung der Bahn ausreichen, gemäß Anspruch 14 die Erstreckung des Gehäuses quer zur Bahn lediglich über einen in den Randbereichen der Bahn liegenden Teil der Bahnbreite auszudehnen. Durch eine derartige Ausgestaltung läßt sich der Energiebedarf der erfindungsgemäßen Vorrichtung erheblich reduzieren.Depending on the properties of the web, such as its nature or width, to stabilize the web, it may be sufficient, according to
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch illustriert. Es zeigen:
- Fig. 1 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels;
- Fig. 2 die Druckkammer desselben Ausführungsbeispiels in einer Ansicht von vorn (Ansicht A in Fig. 1);
- Fig. 3 einen Schnitt durch einen Luftkanal gemäß der Linie III-III in Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung sowie
- Fig. 4 eine schematische Darstellung einer an sich bekannten, jedoch mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Stabilisierung der Bahn ausgerüsteten Beleimungspresse zur einseitigen Beleimung einer Papierbahn.
- Fig. 1 is a side view of the embodiment;
- Figure 2 shows the pressure chamber of the same embodiment in a view from the front (view A in Fig. 1).
- Fig. 3 shows a section through an air duct along the line III-III in Fig. 2 in a perspective view and
- Fig. 4 is a schematic representation of a gluing press known per se but equipped with a device for stabilizing the web according to the invention for one-sided gluing of a paper web.
Wenn im folgenden von "oben" bzw. "unten" die Rede ist, so ist die in Fig. 1 dargestellte aufrechte Betriebsstellung der Vorrichtung gemeint. Angaben wie 'vorn", "hinten", "links" und "rechts" beziehen sich auf eine Ansicht der der Bahn zugewandten Seite der Vorrichtung, entsprechend Ansicht A in Fig. 1.When "top" or "bottom" is mentioned below, the upright operating position of the device shown in FIG. 1 is meant. Information such as 'front', 'rear', 'left' and 'right' refer to a view of the side of the device facing the web, corresponding to view A in FIG. 1.
Die in der Zeichnung als Ganzes mit 100 bezeichnete Vorrichtung umfaßt eine Halterung 1, welche an ihrem unteren Ende in einer fest zum Beispiel auf dem Boden montierten Aufnahme 2 ruht. Die Aufnahme 2 ist derart ausgestaltet, daß eine Verlagerung der Halterung 1 in Richtung der Normalen der Bahn B, wie durch den Pfeil V in Fig. 1 angedeutet, möglich ist.The device designated 100 in the drawing as a whole comprises a
Die Halterung 1 trägt an ihrem oberen Ende ein rundum geschlossenes Gehäuse 3, dessen Innenvolumen eine Druckkammer 4 bildet. Das etwa quaderförmige Gehäuse 3, welches sich mit einer Längsseite über einen wesentlichen Teil der Breite der Bahn B erstreckt, umfaßt einen an seiner der Bahn abgewandten Rückseite 5 angeordneten Anschlußstutzen 6, welcher dem Anschluß eines - in der Zeichnung nicht dargestellten - mit Druckluft beaufschlagten Schlauches dient. Die Oberseite 7 und die Unterseite 8 des Gehäuses 3 sind nahe der der Bahn zugewandten Fläche 9 mit zwei zueinander und zur Fläche 9 parallelen, nach innen gerichteten, stufenartigen Gehäuseabsätzen 10,10' versehen. Von den Gehäuseabsätzen 10,10' erstreckt sich zur Bahn hin ein sich in Bahnrichtung trichterförmig erweiternder Gehäusefortsatz 11, dessen Abschluß die der Bahn zugewandte Fläche 9 bildet.The
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, umfaßt die der Bahn zugewandte Fläche 9 des Gehäuses 3 zwei ebene, quer zur Bahn und zueinander parallel verlaufende Wandungen 12,12', die - in Laufrichtung der Bahn gesehen - am Anfang und am Ende quer verlaufende Lochreihen 13,13' umfassen, welche mit der Druckkammer 4 kommunizieren und Abstützdüsen für die Bahn B bilden.As can be seen from FIG. 2, the
Zwischen den beiden Wandungen 12,12' ist ein quer zu Bahn verlaufender und zu dieser offener Luftkanal 14 vorgesehen, welcher in das Gehäuse 3 eingelassen ist. Der Luftkanal umfaßt beiderseits einer in seiner Längsrichtung und lotrecht zur Bahnebene E stehenden Querebene Q angeordnete Kanalwandungen 15,15', die jeweils mit der Querebene Q den gleichen spitzen Winkel β bilden (vgl. Fig. 3). In den Kanalwandungen 15,15' sind Ausströmöffnungen 16,16' in einer regelmäßigen Reihenanordnung eingearbeitet, welche dem Luftaustritt aus der Druckkammer 4 dienen. Die Ausströmöffnungen 16,16' sind von in den Luftkanal 14 hineingewölbten Strömungsleiträndern 17,17' umgeben, die der Verringerung der Wirbelbildung beim Ausströmen der Luft dienen. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die einander gegenüberliegenden Ausströmöffnungen 16,16' seitlich versetzt angeordnet, wodurch die austretenden Luftströme nicht direkt aufeinandertreffen, wodurch ebenfalls eine verringerte Wirbelbildung erzielbar ist.Provided between the two
Im folgenden soll die Wirkungsweise der Vorrichtung erläutert werden. Zur Stabilisierung der Bahn B wird über den Flansch 6 dem als Druckkammer 4 wirkenden Gehäuse 3 gemäß dem Doppelpfeil S in Fig. 1 zum Beispiel mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Gebläses Druckluft zugeführt. Auf der der Bahn zugewandten Seite des Gehäuses 3 strömt ein Teil der zugeführten Luft durch die als Stützdüsen wirkenden Lochreihen 13,13', wodurch zuverlässig vermieden wird, daß die Bahn B die Kanten der Wandungen 12,12' bei einem Einschwingvorgang berührt. Der restliche Teil der zugeführten Luft strömt durch die Ausströmöffnungen 16,16' in den Luftkanal 14 und folgt, hervorgerufen durch den sogenannten Coanda-Effekt, im wesentlichen den Kanalwandungen 15,15' und weiter außen den Wandungen 12,12', wie durch die Doppelpfeile S in Fig. 3 verdeutlicht. Wie bereits erläutert, herrscht dabei durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit der Luft ein im Vergleich zu der in der Umgebung in Ruhe befindlichen Luft nach der Gleichung von Bernoulli ein geringerer Druck, wodurch die Bahn sich im wesentlichen entlang der Fläche 9 ausrichtet.The mode of operation of the device will be explained below. To stabilize the web B, compressed air is supplied via the
In Fig. 4 ist schematisch eine an sich bekannte Leimpresse zum einseitigen Leimauftrag dargestellt, welche mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist. Bei einer derartigen Leimpresse wird die Bahn um einen Trokkenzylinder 20 geführt und passiert eine nachgeschaltete Leitwalze 21, bevor sie den beidseitig der Bahn angeordneten Leimpressenwalzen 22,22' zugeführt wird. In Laufrichtung der Bahn B gesehen vor den Leimpressenwalzen 22,22' ist auf einer Bahnseite eine Leimauftragsvorrichtung 23 vorgesehen. Die auf die Bahn B aufgebrachte Leimschicht wird von der Leimpresswalze 22' vergleichmäßigt, wobei überschüssiger Leim von einer die Leimpresswalze 22' umgebende Leimauffangwanne 24 aufgenommen wird. In Laufrichtung der Bahn B gesehen hinter den Leimpresswalzen 22,22' ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zur Bahnstabilisierung vorgesehen, welche auf die unbeschichtete Seite der Bahn B wirkt und im Bedarfsfall ein Flattern der Bahn verhindert. Die Bahn wird anschließend durch eine Breithaltevorrichtung 25 geführt, welche eine Faltenbildung der Bahn B, die zu einer Verklebung von Bahnteilen und damit zu ihrer Zerstörung führen würde, verhindert. Über eine nachgeschaltete Leitwalze 26 wird die Bahn B schließlich einem Trockenzylinder 27 zugeführt, an dem der Trockenvorgang der beschichteten Bahnseite stattfindet.4 schematically shows a glue press known per se for one-sided glue application, which is equipped with a device according to the invention. In such a size press, the web is guided around a drying
Claims (14)
- Process for the stabilisation of a travelling web (B), preferably a moist paper web, in web zone running freely between two support points, in which the web (B) is blown with air on one side from a nozzle arrangement, which is provided in an air duct (14) extending transversely to the direction of travel of the web (B) and is surrounded at least partially by an essentially smooth wall face (9), which runs approximately parallel to the web (B),
wherein the nozzle arrangement is charged with air by a blower, and with which for the travelling web (B) its deflection from its normal position is measured in perpendicular direction to the direction of travel of the web, characterised in that the pressure under which the nozzle arrangement is charged with air is regulated in dependence upon the deflection of the web from its normal position by a regulatory system of the power fed to the blower in such a manner that with the web (B) travelling in the normal position no power is fed to the blower. - Process according to claim 1, characterised in that for a web (B) travelling in its normal position the nozzle arrangement is displaced at a distance to the web surface, that the web (B) does not touch the nozzle arrangement and these surrounding components even for the maximum deflections of the web to be anticipated.
- Process according to claim 2, characterised in that after measuring a deflection of the web the nozzle arrangement (16, 16') is firstly charged with air and then displaced sufficiently far enough in the direction of the web (B) until the web (B) reacts with the air current escaping from the nozzle arrangement.
- Device for the application of the process for the stabilisation of a travelling web, preferably a moist paper web, in web zone running freely between two support points, in which the web (B) reacts with the dynamic sub-pressure field generated over a wall immersed in a current of a fluidal medium, especially according to any of the claims 1 to 3, having a compressed air source designed as an electrical blower, having charged with compressed air a nozzle arrangement, which is provided in an air duct (14) extending transversely to the travelling direction of the web (B) and comprises facing the web an essentially smooth wall face (9), which is aligned approximately parallel to the web (B) and at least partially surrounds the nozzle arrangement, characterised in that the air duct (14) comprises, arranged on both sides of a transverse plane (Q) standing in longitudinal direction of the air duct and perpendicular to the plane of the web (E), two duct walls (15), which form the same acute angle (β) with the transverse plane (Q) in each instance, that the nozzle arrangement comprises a series of flow outlet orifices (16, 16') provided in the duct walls (15, 15'), that means are provided for measuring the deflection of the web in perpendicular direction to the direction of travel of the web from its normal position and means for regulatory control of the pressure with which the nozzle arrangement is charged with air, and that means for the regulatory control of the pressure are equipped such that with the web running in the normal position no power is fed to the blower.
- Device according to claim 4, characterised in that the flow outlet orifices (16, 16') are designed hole-shaped.
- Device according to claim 5, characterised in that the diameter of the hole-shaped flow outlet orifices (16, 16') amounts to between 5 mm and 20 mm.
- Device according to any of the claims 4 to 6, characterised in that flow control edges (17) are provided, which surround concentrically the flow outlet orifices (16, 16').
- Device according to any of the claims 4 to 7, characterised in that the flow outlet orifices (16, 16') opposite each other are arranged laterally offset.
- Device according to any of the claims 4 to 8, characterised in that seen from the nozzle arrangement in the direction of travel of the web spaced support nozzles (13, 13') charged with compressed air are provided.
- Device according to claim 9, characterised in that seen in the direction of travel of the web the support nozzles a series of holes (13, 13') are arranged transversely to the web (B) at the start and at the end of the walls (12, 12').
- Device according to any of the claims 4 to 10, characterised in that a mechanism for measuring the deflection of the web (B) from its normal position to the casing (3) containing the air duct (14) is installed on the feed side of the system.
- Device according to claim 11, characterised in that the mechanism for measuring the deflection of the web is connected to an arrangement for controlling of the electrical power of the blower with which the flow outlet orifices (16, 16') is charged with air.
- Device according to claim 11 or 12, characterised in that for displacement of the casing (3) in the direction vertical to the surface of the web is provided an arrangement (2), which is controlled by the mechanism for measuring the deflection of the web.
- Device according to any of the claims 4 to 13, characterised in that the extent of the casing (3) transverse to the web (B) amounts to just a part of the web width and the casing (3) is opposite the edge zone of the web (B).
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