EP1137846B1

EP1137846B1 - Überführungsvorrichtung

Info

Publication number: EP1137846B1
Application number: EP99950781A
Authority: EP
Inventors: Wolf Gunter Stotz; Andreas Hoferer; Hans-Ulrich Banzhaf
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: DE59906042D1; WO2000034577A1; ATE243280T1; DE19856745A1; EP1137846A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überführen eines Einfädelstreifens oder einer Materialbahn innerhalb einer Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung der Materialbahn, von einem Übernahmebereich zu einem Übergabebereich entlang eines Bahnlaufweges, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Vorrichtungen der hier angesprochenen Art sind bekannt (DE 197 24 123.9). Sie dienen zur Überführung einer Materialbahn, beispielsweise einer Papieroder Kartonbahn, von einem Übernahmebereich zu einem Übergabebereich entlang eines Bahnlaufweges. Dieser auch als Einfädeln bezeichnete Überführungsvorgang ist nach einem Bahnabriß oder bei Inbetriebnahme der Maschine notwendig. Die Überführungsvorrichtung umfaßt einen Aufnahmekopf, der einen mit einem Saugschlauch verbundenen Luftkanal aufweist. Der Einfädelstreifen oder die gesamte Materialbahn wird durch den mit einem Unterdruck beaufschlagbaren Saugschlauch aus dem Bahnlaufweg herausgeführt. Es hat sich gezeigt, daß die Führung des Einfädelstreifens/der Materialbahn im Luftkanal des Aufnahmekopfs sowie insbesondere im Bereich der Eintrittsöffnung des Saugschlauchs verbesserungswürdig ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Überführungsvorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß insbesondere ein abrißfreier Einzug des Einfädelstreifens/der Materialbahn in den Aufnahmekopf beziehungsweise in den Saugschlauch gewährleistet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Überführungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Diese zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß der Aufnahmekopf mindestens eine Düse zum Einbringen einer Zusatzströmung in den Luftkanal und/oder in den Saugschlauch aufweist. Durch die Zusatzströmung kann sichergestellt werden, daß die Materialbahn beziehungsweise ein davon abgetrennter Einfädelstreifen nicht zu dicht an den Wänden des Luftkanals geführt und dort abgebremst wird. Mit Hilfe der Zusatzströmung kann überdies ein auch als Flattern bezeichnetes Hin- und Herwakkeln des Einfädelstreifens vorzugsweise vollständig, zumindest aber im wesentlichen vermieden werden, so daß ein Anschlagen des Einfädelstreifens/der Materialbahn an die Wandung des Luftkanals sicher vermieden werden kann. Schließlich unterstützt die vorzugsweise im wesentlichen in Laufrichtung der Materialbahn gerichtete Zusatzströmung auch die Straffung des Einfädelstreifens/der Materialbahn.

Im folgenden wird rein beispielhaft davon ausgegangen, daß die Überführungsvorrichtung zum Überführen eines von einer Materialbahn, beispielsweise Papier-, Karton-, Kunststoff-, Textilbahn oder dergleichen, abgetrennten Einfädelstreifens dient.

Selbstverständlich ist es mit Hilfe der Überführungsvorrichtung auch möglich, eine Materialbahn mit ihrer gesamten Breite von einem Übernahmebereich zu einem Übergabebereich zu überführen.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Überführungsvorrichtung, das sich dadurch auszeichnet, daß die Düse im Bereich der Einsaugöffnung des Luftkanals angeordnet und vorzugsweise mit der Umgebung der Maschine verbunden ist. Bei der Beaufschlagung des Saugschlauchs mit einem Unterdruck werden sowohl über die Einsaugöffnung des Luftkanals als auch über die zusätzliche Düse Umgebungsluft eingesaugt. Durch die so erzeugten Luftströmungen kann sowohl ein Anhaften des Einfädelstreifens an einer Wand des Luftkanals als auch ein Flattern des Einfädelstreifens sicher verhindert werden. Da bei diesem Ausführungsbeispiel die Zusatzströmung eine durch die Besaugung des Saugschlauchs erzeugte Luftströmung ist, kann der Aufbau der Überführungsvorrichtung vereinfacht und somit deren Kosten reduziert werden.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Überführungsvorrichtung ist vorgesehen, daß die zum Einbringen einer Zusatzströmung in den Luftkanal und/oder den Saugschlauch dienende Düse im Anschlußbereich des Saugschlauchs an den Aufnahmekopf angeordnet ist. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die vorzugsweise am Aufnahmekopf angeordnete Düse über einen Druckschlauch mit einer Überdruckeinrichtung verbunden ist, mit deren Hilfe ein unter Druck stehendes gasförmiges Medium, vorzugsweise Luft, in den Luftkanal und/oder in den Saugschlauch einbringbar ist. Durch das Einblasen von einem unter Überdruck stehenden Gas kann sowohl die Luftmenge als auch die Geschwindigkeit der so erzeugten Luftströmung in gewünschter Weise beeinflußt und vorzugsweise an die durch das Einsaugen der Umgebungsluft in die Einsaugöffnung des Luftkanals erzeugte Luftströmung angepaßt werden. Der aus der Düse austretende Mediumstrahl, der vorzugsweise im wesentlichen in Bahnlaufrichtung gerichtet ist, beeinflußt auch den Unterdruck in dem der Düse -in Bahnlaufrichtung gesehen- vorgeordneten Bereich des Luftkanals.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Überführungsvorrichtung ist vorgesehen, daß die Luftgeschwindigkeit im Bereich der Einsaugöffnung des Luftkanals das 1,2fache bis 4fache der momentanen Laufgeschwindigkeit des Einfädelstreifens beträgt, während die Laufgeschwindigkeit im Bereich der Eintrittsöffnung des Saugschlauchs vorzugsweise das 1,2fache bis 3fache der Laufgeschwindigkeit des Einfädelstreifens beträgt. Bei der Einstellung der Geschwindigkeit der Luftströmung im Luftkanal beziehungsweise im Eintrittsbereich des Saugschlauchs werden vorzugsweise folgende Parameter mit berücksichtigt: Breite des Einfädelstreifens/der Materialbahn, die Oberflächenrauhigkeit der Materialbahn, das heißt der Reibungswiderstand zwischen Materialbahn und Luft, sowie die Geschwindigkeit des Einfädelstreifens.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines Aufnahmekopfs;
Figur 2: eine Draufsicht auf das anhand von Figur 1 beschriebene Ausführungsbeispiel des Aufnahmekopfs;
Figur 3: einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Aufnahmekopfs im Bereich einer Einsaugöffnung eines Luftkanals im Längsschnitt;
Figur 4: eine Vorderansicht einer Einsaugöffnung eines Luftkanals;
Figur 5: einen Längsschnitt durch einen mehrere Glieder umfassenden Aufnahmekopf;
Figur 6: eine perspektivische Darstellung eines eine Querschnittserweiterungsstrecke aufweisenden Längsabschnitts eines Luftkanals;
Figuren 7 bis 9: jeweils drei Abbildungen eines Ausführungsbeispiels einer Erweiterungsstrecke des Luftkanals und
Figur 10: einen Querschnitt durch einen Aufnahmekopf in drei verschiedenen Ausführungsvarianten.

Die im folgenden beschriebene Überführungsvorrichtung ist allgemein im Zusammenhang mit dem Überführen einer Materialbahn, beispielsweise Papier- oder Kartonbahn, von einem Übernahmebereich zu einem Übergabebereich entlang eines Bahnlaufweges einsetzbar. Der Bahnlaufweg ist durch Einrichtungen, wie zum Beispiel Leitwalzen, Rollen und dergleichen, festgelegt. Mit Hilfe der Überführungsvorrichtung ist es möglich, eine Materialbahn mit ihrer gesamten Breite oder lediglich einen von der Materialbahn abgetrennten Einfädelstreifen zu überführen. Bei den im folgenden anhand der Figuren 1 bis 10 erläuterten Teilen der Überführungsvorrichtung wird davon ausgegangen, daß sie zum Überführen eines Einfädelstreifens dienen.

Die innerhalb einer Herstellungs- und/oder Bearbeitungsmaschine für die Materialbahn eingesetzte Überführungsvorrichtung umfaßt einen flexiblen beziehungsweise aus einem flexiblen Material bestehenden Saugschlauch, der mit einem Aufnahmekopf verbunden ist, der einen Luftkanal mit einer Einsaugöffnung für den Einfädelstreifen aufweist. Der mit einer Unterdruckquelle verbundene Saugschlauch ist mit einem -vorzugsweise variierbaren- Unterdruck beaufschlagbar. Dadurch wird über die Einsaugöffnung im Aufnahmekopf Umgebungsluft in den Luftkanal eingesaugt. Die dabei erzeugte Luftströmung dient unter anderem zur Führung des Einfädelstreifens im Aufnahmekopf und zu dessen Transport durch den Saugschlauch.

Die Überführungsvorrichtung umfaßt ferner eine in den Figuren nicht dargestellte Führungseinrichtung, mit deren Hilfe der Saugschlauch und der Aufnahmekopf in und entgegen der Bahnlaufrichtung verlagerbar sind. Die Geschwindigkeit, mit der der Aufnahmekopf und der Saugschlauch während eines Überführungsvorgangs verlagert werden, ist immer kleiner, vorzugsweise deutlich kleiner, als die Laufgeschwindigkeit, mit der der Einfädelstreifen während des Überführungsvorgangs durch die Maschine geführt ist. Zum Aufbau und Funktion der Führungseinrichtung wird auch zur DE 197 24 123.9 verwiesen. Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele des Aufnahmekopfs beziehungsweise des darin angeordneten Luftkanals anhand der Figuren näher erläutert.

Figur 1 zeigt einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Aufnahmekopfs 1 in Draufsicht. Der Aufnahmekopf 1 umfaßt mehrere gelenkig miteinander verbundene Glieder, von denen in der Darstellung gemäß Figur 1 lediglich die Glieder A bis K erkennbar sind. Der Aufnahmekopf 1 weist einen hier im wesentlichen S-förmig verlaufenden Luftkanal 3 auf, der an seinem einen Ende 5 an den außerhalb des Bahnlaufweges geführten, in Figur 1 nicht dargestellten Saugschlauch angeschlossen ist und mit seinem anderen Ende 7 in den Bahnlaufweg des Einfädelstreifens/der Materialbahn hineinragt. An das in Bahnlaufrichtung (Pfeil 11) gesehen erste Glied A des Aufnahmekopfs 1 ist ein Luftkanalanfangssegment 9 befestigt, das den Anfang des Luftkanals 3 bildet. Im Bereich der Einsaugöffnung 13 des Luftkanals 3 sind mehrere schlitzförmige Düsen 15 vorgesehen, die hier in die Oberseite 14 und die Unterseite des Luftkanalanfangssegments 9 eingebracht sind. Die Düsen 15 durchdringen die Wand des vorzugsweise einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden Luftkanals 3. Bei Beaufschlagung des nicht dargestellten Saugschlauchs mit einem Unterdruck wird über die Düsen 15 Zusatzluft aus der Umgebung der Maschine in den Luftkanal 3 eingesaugt. Durch die durch das Besaugen des Luftkanals 3 erzeugte Zusatzströmung entsteht eine Luftgrenzschicht an den Wänden des Luftkanals 3, wodurch sichergestellt werden kann, daß der Einfädelstreifen nicht zu dicht an den Luftkanalwänden geführt und dort abgebremst wird. Dadurch wird die störungsfreie Führung des Einfädelstreifens unterstützt.

Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil des anhand von Figur 1 beschriebenen Aufnahmekopfs 1 im Bereich seiner Einsaugöffnung 13. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß insofern auf die Beschreibung zur Figur 1 verwiesen wird. Es ist ersichtlich, daß hier lediglich zwei schlitzförmige Düsen 15 in die Oberseite 14 eingebracht sind, während bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel fünf Düsen auf zumindest der Oberseite 14 angeordnet sind. Vorzugsweise ist auch mindestens eine weitere schlitzförmige Düse auf der Unterseite im Bereich der Einsaugöffnung 13 des Luftkanals 3 in diesen angebracht.

In den Seitenwänden 16 des Aufnahmekopfs 1 beziehungsweise des Luftkanalanfangssegments 9 sind jeweils zwei weitere Düsen 17 eingebracht, über die ebenfalls Luft aus der Umgebung in den Luftkanal 3 eingesaugt werden kann. Die Düsen 17 sind hier durch Bohrungen gebildet und weisen daher einen kreisförmigen Querschnitt auf. Durch die durch das Einsaugen der Umgebungsluft durch die Düsen 15 und 17 erzeugten Zusatzluftströme, die mit Pfeilen 18 angedeutet sind, kann ein Flattern des Einfädelstreifens sowie ein Anhaften des Einfädelstreifens an den Wänden des Luftkanals 3 sicher verhindert werden.

Die Düsen 15 und 17 sind bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel alle gegenüber der mit gestrichelter Linie dargestellten Längsmittelachse 19 des Luftkanals 3 um einen Winkel α < 60° geneigt. Der Neigungswinkel α liegt bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem Bereich von 30° bis 45°. Es hat sich gezeigt, daß bereits jeweils eine Düse an der Ober- und Unterseite sowie den Seitenwänden des Aufnahmekopfs 1 ausreichen können, um den in die Einsaugöffnung 13 des einen vorzugsweise rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden Luftkanals 3 eingesaugten beziehungsweise eingeführten Einfädelstreifen in gewünschter Weise zu führen.

Figur 3 zeigt einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels des Aufnahmekopfs 1 im Längsschnitt. Es ist ersichtlich, daß hier die Düsen 15 und 17 im Glied A des Aufnahmekopfs angeordnet sind. Die Düsen 17 weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf. Der Luftkanal 3 weist im Bereich seiner Einsaugöffnung 13 einen rechteckförmigen Querschnitt auf, wobei die Längsseiten des Rechtecks im Mündungsbereich des Luftkanals 3 mit einem Radius R versehen sind. Vorzugsweise sind auch die Ecken des Luftkanals abgerundet. Dadurch, daß keine scharfen Kanten vorhanden sind, kann ein Abriß des in die Einsaugöffnung 13 des Luftkanals 3 eingesaugten/eingeführten Einfädelstreifens vermieden werden. Durch die abgerundete, in seinem Mündungsbereich trompetenförmige Kontur des Luftkanals wird ferner auch die Strömung der eingesaugten Luft in gewünschter Weise beeinflußt.

In dem der Einsaugöffnung 13 -in Bahnlaufrichtung (Pfeil 11) gesehen- nachgeordneten Abschnitt 21 ist der Luftkanal 3 konisch erweitert ausgebildet, das heißt die obere Kanalwand 23 und die untere Kanalwand 25 laufen in Strömungsrichtung auseinander, so daß die Höhe des Luftkanals 3 stufenlos größer wird. In dem Bereich des sich an den ersten Abschnitt 21 anschließenden zweiten Abschnitts 27 des Luftkanals 3 sind an der oberen Kanalwand 23 ein erstes Stauelement 29 und an der unteren Kanalwand 25 ein zweites Stauelement 29' einander gegenüberliegend angeordnet, die sich vorzugsweise über die gesamte Breite des Luftkanals 3 erstrecken und die die freie durchströmbare Querschnittsfläche des Luftkanals 3 verringern. Ausgehend von der Stelle im Bereich der Stauelemente 29, 29', in der der Luftkanal seine geringste Höhe H_o aufweist, ist der nachfolgende Luftkanalabschnitt in Strömungsrichtung gesehen konisch ausgebildet, das heißt, die obere Teilwand 23 und die untere Teilwand 25 des Luftkanals 3, die hier von Flächen der Stauelemente 29, 29' gebildet sind, divergieren in Strömungsrichtung.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der Maximalwert der Höhe H_o des Luftkanals 3 im Bereich der Stauelemente 29, 29' in etwa das 0,6fache bis 0,8fache der durchschnittlichen Höhe des den Stauelementen 29, 29' nachgeordneten Teils des Luftkanals 3. Die Stauelemente 29, 29' sind vorzugsweise stromlinienförmig ausgebildet, so daß nur ein geringer Druckverlust auftritt.

Wie aus Figur 3 ersichtlich, sind im Glied B des Aufnahmekopfs 5 weitere Stauelemente 29 und 29' vorgesehen, die identisch ausgebildet sind, wie die im Glied A vorgesehenen Stauelemente. Aufgrund der konischen Ausgestaltung des Luftkanals 3 im Bereich seines ersten Abschnitts 21 sowie der im nachgeordneten Teil des Luftkanals angeordneten Stauelemente wird die Luftströmung wiederholt beschleunigt, wodurch der Zug auf den Einfädelstreifen erhöht wird. Der Einfädelstreifen wird also im Bereich der Stauelemente 29, 29' gestrafft, wobei durch die Beschleunigung der Luftströmung in den genannten Bereichen auch die Fixierung beziehungsweise Führung des Einfädelstreifens verbessert wird.

Figur 4 zeigt einen Ausschnitt des in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiels des Aufnahmekopfs 1, nämlich eine Vorderansicht der Einsaugöffnung 13 des Luftkanals 3. Es ist ersichtlich, daß in die obere Kanalwand 23 und die untere Kanalwand 25 jeweils mehrere in Strömungsrichtung der Luft im Luftkanal 3 verlaufende, im wesentlichen parallel zueinander geführte Längsnuten 31 eingebracht sind, die zur geradlinigen Ausrichtung der Luftströmung dienen. Die Längsnuten 31 weisen also eine Gleichrichterfunktion auf. Die Längsnuten 31 sind vorzugsweise an allen "Engstellen" des Luftkanals 3 vorgesehen, also in den Bereichen, in denen die frei durchströmbare Querschnittsfläche des Luftkanals eine Verengung aufweist, zum Beispiel im Bereich der Einsaugöffnung 13 und der Stauelemente 29, 29'. Die Längsnuten 31 weisen eine im wesentlichen rechtwinklige Kontur auf, die vorzugsweise scharfkantig ist, so daß unerwünschte Querströmungen an den scharfen Kanten abreißen.

Figur 5 zeigt einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels des mehrere Glieder aufweisenden Aufnahmekopfs 1 im Längsschnitt, nämlich den Anschlußbereich des Aufnahmekopfs 1 an einen mit Unterdruck beaufschlagbaren Saugschlauch 33. Der vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Saugschlauch 33 ist hier auf einen Längsabschnitt eines Glieds M des Aufnahmekopfs 1 aufgeschoben, dessen Außendurchmesser im wesentlichen gleich groß ist, wie der Innendurchmesser des Saugschlauchs 33. Die Höhe H_A der Austrittsöffnung 35 des Luftkanals 3, aus der die über die Einsaugöffnung 13 und gegebenenfalls die Düsen 15 beziehungsweise 17 eingesaugte Umgebungsluft aus dem Luftkanal 3 austritt, ist geringer als die Höhe H_S beziehungsweise der Durchmesser des Saugschlauchs an dieser Stelle, wobei die Breite des vorzugsweise rechteckförmigen Luftkanals 3 im Bereich seiner Austrittsöffnung 35 annähernd die gleiche Breite aufweist, wie der Saugschlauch. Unter dem Begriff "annähernd" wird eine Breite der Austrittsöffnung verstanden, die vorzugsweise in einem Bereich von 80 % bis 100 % der Breite des Saugschlauchs liegt.

Aus Figur 5 ist auch ersichtlich, daß die Austrittsöffnung 35 des Luftkanals 3 in etwa der Mitte des Saugschlauchs 33 angeordnet ist.

Im Glied M des Aufnahmekopfs 1 sind oberhalb und unterhalb des Luftkanals 3 jeweils mindestens eine Düse 37 angeordnet, die über jeweils einen mit einer Linie angedeuteten Druckschlauch 39 mit einer lediglich mit einem Symbol dargestellten Überdruckeinrichtung 41 verbunden sind. Mit Hilfe der Überdruckeinrichtung 41, die beispielsweise einen Kompressor umfaßt, wird vorzugsweise aus der Umgebung der Maschine Luft angesaugt, komprimiert und über die Druckschläuche 39 den Düsen 37 zugeführt, deren Eintrittsöffnungen 43 in den Strömungsweg der über die Einsaugöffnung 13 eingesaugten Luft, hier in den Saugschlauch 33, an einer Stirnseite 45 des Aufnahmekopfs 1, hier dem Glied M, angeordnet sind. Die aus den Düsen 37 ausströmende Luftströmung, die mit Pfeilen 47 angedeutet ist, ist im wesentlichen parallel zu der aus der Austrittsöffnung 35 des Luftkanals 3 austretenden Luftströmung sowie der Wandung 49 des Saugschlauchs 33 ausgerichtet. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel sind die Düsen 37 mit der Umgebung verbunden, so daß bei einer Unterdruckbeaufschlagung des Saugschlauchs die Zusatzströmung(en) durch Einsaugen der Umgebungsluft erzeugt wird/werden. Es hat sich gezeigt, daß auch hierdurch eine ausreichende Führung und Straffung des Einfädelstreifens realisierbar sein kann. Auf eine Überdruckeinrichtung kann hier gegebenenfalls verzichtet werden, so daß der Aufbau der Überführungsvorrichtung vereinfacht ist.

Die Geschwindigkeit der Luftströmung im Bereich der Einsaugöffnung des Saugschlauchs 33 beträgt vorzugsweise das 1,2fache bis 3fache der momentanen Laufgeschwindigkeit des Einfädelstreifens beziehungsweise der Materialbahn. Die Laufgeschwindigkeit der Materialbahn kann bis zu 2000 m/min und darüber betragen. Die mit Hilfe der Düsen 37 in den Saugschlauch 33 eingebrachte Zusatzströmung, deren Menge und Geschwindigkeit vorzugsweise mit Hilfe einer Steuerungs- und Regeleinrichtung einstellbar ist, kann in dem Bereich, in dem sich der freie Strömungsquerschnitt sprunghaft ändert, also im Bereich der Austrittsöffnung 35 des Luftkanals 3, eine sichere Führung des Einfädelstreifens gewährleistet werden. Durch die Zusatzströmung kann ferner die aus dem Luftkanal 3 austretende Luftströmung in gewünschter Weise beeinflußt, insbesondere deren Geschwindigkeit eingestellt werden. Hierzu kann eine Fernsteuerung eingesetzt werden, die eine manuelle Beeinflussung der Luftströmung durch einen Bediener ermöglicht.

Figur 10 zeigt einen Querschnitt durch den in Figur 5 dargestellten Aufnahmekopf entlang der Schnittlinie A-A in drei verschiedenen Ausführungsformen A, B und C. Bei der Ausführungsvariante A (linke Abbildung) sind oberhalb und unterhalb des Luftkanals 3 jeweils mehrere Düsen 37 angeordnet, die einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Querschnitte der Düsen bei diesem Ausführungsbeispiel unterschiedlich sind. Selbstverständlich können die Düsen 37 auch eine gleich große Querschnittsfläche aufweisen. Die Düsen 37 sind hier über die gesamte Fläche des Anschlußstücks (Glied M) des Aufnahmekopfs 1 verteilt angeordnet. Bei der Ausführungsvariante B (mittlere Abbildung) sind oberhalb und unterhalb des Luftkanals 3 jeweils zwei schlitzförmig ausgebildete Düsen 37 angeordnet, die unterschiedliche Querschnittsflächen aufweisen und im wesentlichen parallel zur Längsseite des im wesentlichen rechteckförmigen Luftkanals 3 verlaufen. Bei der Ausführungsvariante C (rechte Abbildung) ist oberhalb und unterhalb des Luftkanals 3 jeweils eine Düse 37 vorgesehen, die einen kreisabschnittförmigen Querschnitt aufweisen. Es wird deutlich, daß die Anzahl der Düsen 37 im Aufnahmekopf variierbar ist, wobei auch noch andere Querschnittsformen als die in Figur 10 dargestellten denkbar sind. Wichtig ist, daß mit Hilfe der unmittelbar mit der Umgebung und/oder mit der Überdruckeinrichtung 41 verbindbaren Düsen 37 eine Beeinflussung der aus dem Luftkanal 3 des Aufnahmekopfs 1 in den Saugschlauch 33 einströmenden Luftströmung in gewünschter Weise möglich ist.

Wie aus Figur 5 ersichtlich, weist der im Anschlußstück (Glied M) des Aufnahmekopfs an den Saugschlauch eingebrachte Teil des Luftkanals 3 eine Erweiterungsstrecke 53 auf, deren Querschnitt sich in Strömungsrichtung (Pfeil 11) -hier stufenlosvergrößert. Im folgenden werden anhand der Figuren 6 bis 9 mehrere Ausführungsvarianten der Erweiterungsstrecke 53 näher erläutert.

Figur 6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines Ausführungsbeispiels eines Luftkanals 3 im Verbindungsbereich an einen Saugschlauch 33. Die untere Kanalwand 25 und die obere Kanalwand 23 der aus einem ersten Längsabschnitt 55 und einem sich daran anschließenden Längsabschnitt 57 bestehenden Erweiterungsstrecke 53 sind gegenüber einer gedachten Horizontalen derart geneigt, daß die Höhe des Luftkanals 3 in Strömungsrichtung zunimmt. Aus Figur 6 ist ersichtlich, daß im Bereich des ersten Längsabschnitts 55 die Kanalwände 23 und 25 gegenüber der gedachten Horizontalen weniger geneigt sind als im Bereich des zweiten Längsabschnitts 57. Es wird deutlich, daß die Querschnittsfläche des Luftkanals 3 in Strömungsrichtung allmählich, in einem gleitenden Übergang, das heißt ohne eine sprunghafte Erweiterung des Kanalquerschnitts, größer wird. An der Austrittsöffnung 35 des Luftkanals 3 weist dieser seinen größten Querschnitt auf, wobei auch dieser Querschnitts noch immer deutlich kleiner ist als der Querschnitt des Saugschlauchs 33 im Bereich der Austrittsöffnung 35. Dadurch ergibt sich im Bereich der Austrittsöffnung 35 eine sprunghafte Erweiterung des freien Strömungsquerschnitts von der kleineren Querschnittsfläche des Luftkanals 3 in die größere Querschnittsfläche des Saugschlauchs 33. Die Querschnittsvergrößerung führt zunächst einmal zur Verringerung der Geschwindigkeit der Luftströmung. Wenn die Düsen 37 (Figuren 5 bis 10) mit der Überdruckeinrichtung 41 verbunden sind, kann dieser Effekt mit Hilfe des unter Überdruck stehenden Mediums kompensiert werden.

Figuren 7 bis 9 zeigen jeweils drei Abbildungen eines Ausführungsbeispiels der Erweiterungsstrecke 53, also einen Längsabschnitt des Luftkanals 3, dessen Querschnittsfläche, insbesondere dessen Höhe, in Strömungsrichtung (Pfeil 11) größer wird. Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß die Erweiterungsstrecke 53 von mindestens einem, sich in Strömungsrichtung konisch erweiternden Längsabschnitt des Luftkanals 3 gebildet ist, wobei der Neigungswinkel der oberen Kanalwand 23 und der unteren Kanalwand 25 -je nach Ausführungsform der Erweiterungsstrecke- unterschiedlich sein kann. Bei den in den Figuren 7 und 9 dargestellten Erweiterungsstrecken 53 des Luftkanals 3 ist gestrichelt der Bereich angedeutet, in dem der Neigungswinkel der Kanalwände 23 und 25 veränderbar ist. Festzuhalten bleibt noch, daß die in Figur 7 dargestellte Erweiterungsstrecke dreistufig ausgebildet ist, während die in den Figuren 8 und 9 dargestellten Erweiterungsstrecken einstufig sind. Unter dem Begriff "Stufe" wird hier ein Längsabschnitt des Luftkanals mit einem bestimmten Konuswinkel verstanden.

Es hat sich gezeigt, daß die Geschwindigkeit der Luftströmung im Luftkanal 3 und die im Saugschlauch 33 im richtigen Verhältnis zur Laufgeschwindigkeit des Einfädelstreifens stehen muß, damit eine gewünschte Führung des Einfädelstreifens realisiert werden kann, wobei im allgemeinen insbesondere folgende Parameter Berücksichtigung finden: Breite des Einfädelstreifens/der Materialbahn sowie die Rauhigkeit der Materialbahnoberfläche. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Luftgeschwindigkeit am Eintritt des Einfädelstreifens in den Aufnahmekopf auf das 1,2fache bis 4fache der Laufgeschwindigkeit des Einfädelstreifens während des Überführungsvorgangs einzustellen, während im Bereich des Saugschlauchs eine Luftgeschwindigkeit bereits ausreicht, die das 1,2fache bis 3fache der Laufgeschwindigkeit des Einfädelstreifens beträgt.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des einen als S-bogenförmigen Verlauf aufweisenden Luftkanals 3 ist -in Bahnlaufrichtung gesehen- in etwa seiner Mitte eine taillenförmige Einschnürung 59 vorgesehen, in der der Luftkanal seine geringste Breite aufweist. Deutlich wird außerdem, daß die Breite des Luftkanals in den übrigen Bereichen im wesentlichen konstant ist. Aufgrund dieser Ausgestaltung des Luftkanals 3 ist eine besonders sichere und störungsfreie Führung des Einfädelstreifens möglich. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Luftkanal eine im wesentlichen gleichbleibende Höhe auf, außer in den Bereichen, in denen die auch als Höcker bezeichneten Stauelemente 29, 29' angeordnet sind.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Höhe des Luftkanals 3 im Bereich der Eintrittsöffnung 13 weniger als dreiviertel der nachfolgenden durchschnittlichen Kanalhöhe, wobei sich diese Anfangshöhe des Luftkanals dann in Strömungsrichtung konisch erweitert, von zum Beispiel 14 mm auf 20 mm.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel des Aufnahmekopfs ist vorgesehen, daß die Ecken des einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Luftkanals mit einem Radius versehen sind, wobei der größte Radius nur halb so groß ist wie die Höhe des Luftkanals. Aufgrund dieser Ausgestaltung weisen die Seitenwände des rechteckförmigen Luftkanals eine schalenförmige, insbesondere halbschalenförmige Kontur auf. Durch diese Ausgestaltung des Luftkanals können sogenannte Toträume vermieden werden.

Der Saugschlauch wird während des normalen Betriebs der Herstellungs- und/oder Bearbeitungsmaschine, also wenn die Überführungsvorrichtung sich in Bereitschaftsstellung befindet, mit Frischluft durchströmt, die den Schlauch kühlt. Das Einbringen der zur Kühlung dienenden Luft kann beispielsweise mit Hilfe eines separaten Sauggebläses erfolgen. Bei dem Ausführungsbeispiel des Aufnahmekopfs, bei dem Preßluft über die Düsen 37 in den Saugschlauch eingebracht wird, kann auch auf diese Weise eine Kühlung realisiert werden. Selbstverständlich kann auch ein separates Sauggebläse in Kombination mit der Überdruckeinrichtung 41 zur Kühlung der Überführungsvorrichtung eingesetzt werden.

Der mindestens eine Druckschlauch 39, über den die Düsen 37 mit unter Überdruck stehender Luft versorgt werden, kann beispielsweise entlang dem Saugschlauch über dessen Länge sowie parallel zu diesem verlegt werden.

Die Steuerungs- und Regeleinrichtung, mit deren Hilfe die mittels der Düsen 37 in den Laufweg des Einfädelstreifens innerhalb des Aufnahmekopfs beziehungsweise des Saugschlauchs eingebrachten Luftstrahlen beeinflußbar sind, ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß die in den Luftkanal und/oder in den Saugschlauch eingebrachte Zusatzluftmenge sowie deren Geschwindigkeit mit Hilfe einer Fernsteuerung vor, während und nach einem Überführungsvorgang verändert werden kann. Mit Hilfe der Steuerungsund Regeleinrichtung können beispielsweise in den Düsen 15, 17 und/oder 37 vorgesehene Schieber, Klemmstellen oder dergleichen betätigt werden, so daß der frei durchströmbare Querschnitt der Düsen gezielt veränderbar ist. Hierdurch ist eine definierte Einstellung der Geschwindigkeit und der Größe des durch die jeweilige Düse strömenden Mediumstroms, vorzugsweise Gasstrom, insbesondere Luftstroms, möglich.

Die obere Kanalwand 23 und die untere Kanalwand 25 des Luftkanals besitzen an ihren gelenkigen Stoßsteilen der Glieder (siehe Figur 3) einen konischen, in Strömungsrichtung gesehen im Querschnitt kleiner werdenden Längsschnitt 51, um während der Aufnahmekopf mit seinen Gliedern sich an die Außenkontur zum Beispiel einer Leitwalze anlegt, der Luftströmung und dem durch den Aufnahmekopf geführten Einfädelstreifen keine Stoßstelle zu bieten. Hierzu ist es erforderlich, daß der konvex gewölbte Teil des jeweiligen Gelenks in Bahnlaufrichtung weist. Der im Längsschnitt trichterförmig ausgebildete Längsabschnitt 51 dient also der sicheren Überführung des Einfädelstreifens von einem Glied zum nächsten Glied.

Claims

Vorrichtung zum Überführen eines Einfädelstreifens oder einer Materialbahn innerhalb einer Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung der Materialbahn, von einem Übernahmebereich zu einem Übergabebereich entlang eines Bahnlaufweges, mit einem mit einem Unterdruck beaufschlagbaren Saugschlauch und mit einem mit dem Saugschlauch (33) verbundenen Aufnahmekopf (1), die in und entgegen der Bahnlaufrichtung verlagerbar sind, wobei der Aufnahmekopf (1) einen eine Einsaugöffnung (13) für den Einfädelstreifen/die Materialbahn aufweisenden, mit dem Saugschlauch (33) verbundenen Luftkanal (3) und mindestens eine Düse (15,17;37) zum Einbringen einer Zusatzströmung in den Luftkanal (3) und/oder in den Saugschlauch (33) aufweist.
Überführungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (15,17) im Bereich der Einsaugöffnung (13) des Luftkanals (3) angeordnet ist.
Überführungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (15,17) mit der Atmosphäre verbunden ist.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung der Düse (15;17) in den Luftkanal (3) schlitzförmig oder im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (15;17) gegenüber der Längsmittelachse (19) des Luftkanals (3) um einen Winkel α < 60° geneigt ist.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Düsen (15,17) vorgesehen sind, daß die -in Bahnlaufrichtung gesehen- in die Ober- und/oder die Unterseite des vorzugsweise rechteckförmigen Aufnahmekopfs (1) eingebrachte(n) Düse(n) (15) schlitzförmig und daß die in die Seitenwand/Seitenwände (16)) des Aufnahmekopfs eingebrachte(n) Düse(n) (17) im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist/sind.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (37) im Anschlußbereich des. Aufnahmekopfs (1) an den Saugschlauch (33) angeordnet ist.
Überführungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (37) über einen Druckschlauch mit einer Überdruckeinrichtung (41) verbunden ist, mit deren Hilfe ein unter Druck stehendes Medium, vorzugsweise Luft, in den Luftkanal (3) und/oder in den Saugschlauch (33) einbringbar ist.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung der Düse (37) in den Saugschlauch (33) an einer Stirnseite (45) des Aufnahmekopfs (1) angeordnet ist.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck und/oder die Menge des über die Düse (15,17;37) in den Luftkanal (3) und/oder den Saugschlauch (33) eingebrachten Mediums, vorzugsweise Luft, mit Hilfe einer Steuerungs- und Regeleinrichtung einstellbar ist.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Luftkanals (3) im Bereich seiner Austrittsöffnung (35) kleiner ist als die Höhe des Saugschlauchs (33).
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Luftkanals (3) im Bereich seiner Austrittsöffnung (35) und die Breite des an die Austrittsöffnung (35) angrenzenden Teils des Saugschlauchs (33) im wesentlichen gleich groß sind.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftgeschwindigkeit im Bereich der Einsaugöffnung (13) des Luftkanals (3) das 1,2fache bis 4fache der momentanen Laufgeschwindigkeit des Einfädelstreifens/der Materialbahn beträgt.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftgeschwindigkeit im Bereich der Einsaugöffnung des Saugschlauchs (33) das 1,2fache bis 3fache der momentanen Laufgeschwindigkeit des Einfädelstreifens/der Materialbahn beträgt.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (3) zumindest im Bereich der Einsaugöffnung (13) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Ecken mit einem Radius versehen sind.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Luftkanals (3) im Bereich der Einsaugöffnung (13) geringer ist als das 0,75fache der durchschnittlichen Höhe des Luftkanals (3) und daß der Luftkanal (3) -ausgehend von der Einsaugöffnung (13)- sich in Strömungsrichtung konisch erweitert.
Überführungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem sich an den konischen, ersten Abschnitt (21) des Luftkanals (3) anschließenden, zweiten Abschnitt (27) mindestens ein die freie Querschnittsfläche des Luftkanals (3) verjüngendes Stauelement (29,29') angeordnet ist, das sich vorzugsweise über die gesamte Breite des Luftkanals (3) erstreckt.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Höhe des Luftkanals (3) im Bereich des mindestens einen Stauelements (29,29') in etwa das 0,6fache bis 0,8fache der durchschnittlichen Höhe des dem Stauelement (29,29') nachgeordneten Teils des Luftkanals (3) beträgt.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens eine Wand (Kanalwand (23,25)) des Luftkanals (3) mehrere im wesentlichen in Strömungsrichtung verlaufende Längsnuten (31) eingebracht sind.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (31) eine rechteckige, vorzugsweise scharfkantige Kontur aufweisen.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (31) im Bereich der Einsaugöffnung (13) des Luftkanals (3) und/oder des Stauelements (29;29') angeordnet sind.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der -in Draufsicht gesehen- einen kurvenförmigen, vorzugsweise S-förmigen Verlauf aufweisende Luftkanal (3) eine Einschnürung aufweist, die -in Strömungsrichtung gesehen- vorzugsweise in etwa in der Mitte des Luftkanals (3) angeordnet ist.
Überführungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Luftkanals (3) an seiner engsten Fläche kleiner ist als die halbe Querschnittsfläche des Saugschlauchs (33).
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (3) -in Strömungsrichtung gesehen- im Bereich vor seiner Austrittsöffnung (35) eine Erweiterungsstrecke (53) aufweist.
Überführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekopf (1) mehrere gelenkig miteinander verbundene Glieder (A bis K;...L) umfaßt, wobei das Stauelement (29,29'), die Längsnuten (31), die Erweiterungsstrecke (53) und/oder der konusförmige erste Abschnitt (21) des Luftkanals (3) an verschiedenen Gliedern oder über mehrere Glieder verteilt angeordnet sind.