WO1995010473A1 - Vorrichtung zum schwebendführen einer laufenden bahn - Google Patents

Abstract

Die Vorrichtung (100) zum Schwebendführen einer laufenden Bahn (B) mittels Luft oder einem anderen strömungsfähigen Medium soll insbesondere bei einer Umlenkung einer feuchten Papierbahn Verwendung finden. Die Vorrichtung umfaßt mehrere, auf einer Seite der Bahn vorgesehene Luftkanäle (13), welche sich insgesamt über die Breite der Bahn erstrecken und welche seitlich mit Wandungsflächen (14) umgeben sind. Jeder Luftkanal (13) umfaßt eine mit einer Druckkammer (10) kommunizierende Düsenanordnung (22, 22'), welche mit unter Druck stehender Luft beaufschlagt wird. In den Luftkanälen (13) sind zusätzliche Einströmöffnungen (26) für die Luft vorgesehen, die fluidisch nicht mit der Druckkammer (10) verbunden sind, sondern über einen Saugkanal (27) mit einer Saugkammer (17) kommunizieren, in welcher der Umgebungsdruck herrscht und welche eine Einlaßöffnung (19) für das strömungsfähige Medium aufweist. Durch die zusätzlichen Einströmöffnungen (26) wird durch die Injektorwirkung der unter Druck in den Luftkanal einströmenden Luft eine zusätzliche Luftmenge in den Luftkanal gefördert, wodurch einerseits eine etwa dem Querschnitt des Luftkanals entsprechende Krümmung der Bahn vermieden wird, andererseits der Energiebedarf der Vorrichtung um etwa 25 % reduziert wird.

Description

Vorrichtung zum Schwebendführen einer laufenden Bahn

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Bei der Herstellung bzw. Verarbeitung einer Bahn aus einem empfindlichen Material, wie zum Beispiel Papier oder dergleichen, hat es sich zur Vermeidung von Beschädigungen der Bahn bzw. deren Oberfläche als vorteilhaft erwiesen, die Bahn für die Dauer des Trockenvorgangs des Bahnmateri¬ als bzw. ihrer Oberflächenbeschichtung schwebend zu hal¬ ten. Üblicherweise finden dazu Anordnungen Verwendung, bei denen von einem Gebläse zugeführte Luft über Düsen von einer oder beiden Seiten der Bahn gegen diese ausgeblasen wird, so daß die Bahn von dem so erzeugten Luftkissen getragen wird. Die die Bahn somit umströmende Luft be¬ schleunigt dabei den Trocknungsvorgang, der meist zusätz¬ lich mittels sich über die Bahnbreite erstreckender Heiz¬ einrichtungen unterstützt wird. Da der Trend bei der Her¬ stellung bzw. der Bearbeitung von Papierbahnen zu immer höheren Arbeitsgeschwindigkeiten geht, die Trocknungsrate eines Flächenstücks der Bahn jedoch zum Beispiel durch die maximale thermische Belastbarkeit des Bahnmaterials einen oberen Grenzwert aufweist, der dazu führt, daß sich das Flächenstück für eine minimale Zeitdauer in einem schwe¬ benden Zustand befinden muß, müssen die Bahnen über immer größere Längen schwebend geführt werden. Da aufgrund der relativ geringen Festigkeit insbesondere von feuchten Papierbahnen der maximal erreichbare Abstand zweier auf¬ einanderfolgender Schwebendführungen begrenzt ist, geht diese Entwicklung einher mit einer immer größeren Anzahl der für die Führung einer Bahn notwendigen Stützstellen, was einerseits die zur Bahnführung benötigte Luftmenge und damit den benötigten Energiebedarf, andererseits den Platzbedarf einer Trockenvorrichtung erhöht. Dem erhöhten Platzbedarf wird üblicherweise dadurch Rechnung getragen, daß die Papierbahn mehrfach umgelenkt wird, wodurch bei gleicher Länge des frei schwebenden Bahnabschnitts die hierfür benötigte Grundfläche der Vorrichtung reduziert wird.

Vorrichtungen, mit deren Hilfe eine laufende Bahn in einem Schwebezustand gehalten bzw. umgelenkt werden kann, sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Üblicher¬ weise umfassen die Vorrichtungen sogenannte Düsenkästen, aus denen die Luft in Richtung auf die Bahn austritt. Oft haben hierbei die Düsen eine Schlitzform (wie zum Beispiel bei einer Vorrichtung gemäß der DE-PS 31 30 450) . Die Düsenkästen sind in Durchlaufrichtung der Bahn mit Abstand voneinander angeordnet, wobei die Zwischenräume als Ab¬ führwege für die Luft dienen, die dann, wie zum Beispiel bei der aus der GB-PS 13 07 695 bekannten Vorrichtung, im wesentlichen über die Bereiche der beiden Bahnkanten ent¬ weicht. Das freie Entweichen der Luft über die Bahnkanten führt einerseits zu einem großen Verbrauch an Druckluft und damit zu einem hohen Energiebedarf, andererseits zu einem instabilen Lauf und zu einer unbefriedigenden Füh¬ rung der Bahn.

Dies sucht die Vorrichtung gemäß der DE-OS 29 32 794 dadurch zu verbessern, daß sie einerseits am Beginn und am Ende ihres Umlenkbereiches quer zur Bahnlaufrichtung ver¬ laufende Luftaustrittsdüsen umfaßt, wobei der durch sie gegen die Bahn gerichtete Luftstrom eine verbesserte Bahn- abstützung an den Vorrichtungsgrenzen bewirkt und somit einer Berührung der Vorrichtung durch die Bahn entgegen- wirkt. Andererseits sind im Bereich der beiden Bahnkanten schlitzförmige Luftaustrittsdüsen vorgesehen, welche die bahnkantenseitigen Luftaustrittsströme hemmen und somit im Bereich der Bahnkanten Staudrücke erzeugen, welche einen positiven Einfluß auf die Führung der Bahn ausüben. Nach¬ teilig ist jedoch bei der in der DE-OS 29 32 794 beschrie¬ benen Bahnumlenkvorrichtung, daß durch die Zusatzdüsen, durch die weitere Druckluft eingeblasen werden muß, sich der Ernergiebedarf nochmals erhöht.

Eine Weiterentwicklung der DE-OS 29 32 794 stellt die Vorrichtung gemäß der DE-PS 31 04 656 dar, bei welcher gute Eigenschaften hinsichtlich der Führung und des stabi¬ len Laufs der Bahn durch eine spezielle Wahl der Düsen¬ querschnitte und deren geometrischer Anordnung erzielt werden sollen. Wegen der Vielzahl der mit Druckluft zu beaufschlagenden Düsen ist der zu erwartende Energiever¬ brauch jedoch immer noch recht hoch.

Aus der DE 33 31 856 AI ist eine Vorrichtung zum Trocknen und/oder Halten einer sich bewegenden Bahn be¬ kannt, welche eine Reihe parallel zueinander verlaufender Luftbalken aufweist, in denen jeweils ein paar länglicher, sich in Längsrichtung der Luftbalken erstreckender Coanda- Düsen angeordnet sind. Durch die Coanda-Düsen strömt Druckluft aus einer in der Vorrichtung vorgesehenen Luft¬ kammer in Form von Strömen aus, welche der kontaktlosen Abstützung der über die Vorrichtung geführten Warenbahn dienen. Um zu verhindern, daß übermäßig viel Luft an den Seiten der Vorrichtung bzw. an den Seitenrändern der Wa¬ renbahn austritt, sind einerseits an den Enden der zwi¬ schen zwei benachbarten Luftbalken gebildeten Luftkanäle die seitliche Luftströmung begrenzende erste Luftdämme, andererseits an der Vorrichtungsoberseite angeordnete, sich von dieser senkrecht nach oben erstreckende, die Bahn seitlich einfassende zweite Luftdämme vorgesehen. Nachtei¬ lig ist bei dieser Vorrichtung, daß für eine wirksame Reduzierung des Luftbedarfs und damit des Energiever¬ brauchs der Abstand zwischen den zweiten Luftdämmen und der Warenbahn möglichst gering sein muß, was jedoch nur bei einer sehr exakten Führung der Warenbahn möglich ist, da diese sonst durch eventuelle Berührungen der Luftdämme beschädigt werden kann.

Des weiteren sind Vorrichtungen zum berührungslosen Führen von Warenbahnen aus der GB 21 46 303 und der DE 27 52 572 C2 bekannt, bei denen die besondere geometrische Anordnung und Ausführung der Luftaustrittsdüsen bei der erstgenannten zu einer Stabilisierung des Laufs der Bahn führen, bei der zweitgenannten deren Anwendbarkeit bei besonders empfindlichen Warenbahnen ermöglichen soll . Maßnahmen, die der Reduzierung des bei beiden Vorrichtun¬ gen zu erwartenden hohen Luftbedarfs dienen könnten, sind aus diesen Schriften nicht zu entnehmen.

Eine weitere Ausführungsform einer Bahnführungsvor¬ richtung ist aus der DE 36 26 016 AI bekannt. Bei dieser Ausführungsform wird eine verbesserte Führungswirkung auf die Bahn dadurch erreicht, daß als Düsenkästen quer zur Laufrichtung der Bahn angeordnete Luftkanäle vorgesehen sind, welche seitliche, einen spitzen Winkel zueinander bildende Kanalwandungen umfassen, wobei in jede Kanalwan¬ dung eine Reihe von Düsen derart eingearbeitet ist, daß jede Düse einer von der anderen Kanalwandung gebildeten Leitfläche für die ausströmende Luft gegenüberliegt. Durch Ausnutzung des Coanda-Effekts wird somit eine für die Stabilisierung der Bahn günstige Luftströmung erzeugt. Nachteilig ist bei dieser Bahnführungsvorrichtung, daß die Bahn das Bestreben hat, sich entlang einer Isobaren in den Luftkanal hineinzuwölben, da aufgrund des Gesetzes von Bernoulli für strömungsfähige Medien oberhalb eines jeden Luftkanals ein reduzierter Druck herrscht.

Dieser Tendenz wird bei einer weiteren bekannten Vorrichtung von der Firma Krieger, Mönchengladbach dadurch entgegengewirkt, daß am Boden eines jeden Luftkanals mit Druckluft beaufschlagte Zusatzdüsen vorgesehen sind, die den Luftkanal gerade mit einer derartigen zusätzlichen Luftmenge beaufschlagen, daß sich die Isobare, entlang welcher sich die Bahn krümmt, in wesentlichen gleichmäßig über die Oberfläche der Vorrichtung erstreckt.

Zwar wird mit dieser Vorrichtung eine sehr stabile Bahnführung erreicht, jedoch ist der für die Förderung der Luft erforderliche Energiebedarf, der etwa bei 25 kW/m Bahnbreite liegt, recht hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gat¬ tungsgemäße Vorrichtung derart weiterzuentwickeln, daß der erforderliche Energiebedarf erheblich reduziert wird, ohne daß dabei Einbußen hinsichtlich des Bahnführungsverhaltens der Vorrichtung hingenommen werden müssen.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiederge¬ gebene Erfindung gelöst.

Durch die erfindungsgemäß im Luftkanal vorgesehenen Einströmöffnungen, welche fluidisch nicht mit der Druck¬ kammer verbunden sind, kann durch Ejektorwirkung des durch die in dem Luftkanal vorgesehene Düsenanordnung unter einem Überdruck einströmenden Mediums eine zusätzliche Menge des strömungsfähigen Mediums in den Luftkanal geför¬ dert werden, ohne daß es hierzu einer erhöhten Pumplei¬ stung bedarf. Die Kompensation des Druckeinbruchs oberhalb der Luftkanäle erfordert nun nicht mehr das aktive Ein¬ blasen zusätzlicher Mengen des strömungsfähigen Mediums über separate, im Luftkanal angeordnete Einblasdüsen, sondern erfolgt selbsttätig mittels durch Ejektorwirkung über die Einströmöffnungen angesaugtes strömungsfähiges Medium. Versuche haben gezeigt, daß sich der Energiebedarf einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die erfindungs¬ gemäße Ausgestaltung um etwa 25 % reduzieren läßt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 2 kommunizieren die Einströmöffnungen mit einer separaten, eine Einlaßöffnung für das strömungsfähige Medium aufwei¬ senden Saugkammer, wodurch das strömungsfähige Medium gezielt aus einem vorbestimmbaren Bereich der Umgebung abgesaugt und gegebenenfalls durch einen zentral in der Saugkammer angeordneten Filtereinsatz oder ähnliches vor dem Durchtritt durch die Einströmöffnungen gereinigt wer- den kann .

Zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Vorrichtung ist es gemäß Anspruch 3 vorteilhaft, die Einlaßöffnungen nahe der Bandkanten vorzusehen, da durch diese Ausgestaltung das strömungsfähige Medium aus einem Bereich erhöhten Drucks abgesaugt wird.

Der in der Nähe der Bandkanten erhöhte Druck des strömungsfähigen Mediums und die dadurch nach außen ge¬ richtet Strömungskomponente kann zusätzlich dadurch ausge¬ nutzt werden, daß gemäß Anspruch 4 wenigstens ein die Einlaßöffnungen teilweise umgebendes Strömungsleitblech vorgesehen ist.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen für die Ausbildung der Luftkanäle selbst zahlreiche Möglich¬ keiten. Versuche haben gezeigt, daß eine Ausgestaltung des Luftkanals besonders vorteilhaft ist, bei der beiderseits einer in Längsrichtung des Luftkanals liegenden Querebene, welche auf der an ihrer mit der Bahn gebildeten Durchsto߬ linie angelegten Tangentialebene senkrecht steht, angeord¬ nete Kanalwandungen vorgesehen sind (Anspruch 5).

Bei einer besonders günstigen Ausführungsform besteht die Düsenanordnung aus einer Reihe einzelner Ausströmöff¬ nungen, welche in der einen Kanalwandung gegenüber von durch die andere Kanalwandung gebildeten Strömungsleit¬ flächen angeordnet sind (Anspruch 6). Dadurch, daß bei einer derartigen Ausführungsform die Kanalwandungen in den Bereichen der auftreffenden Luftströme als Strömungsleit¬ flächen ausgebildet sind, lassen sich sehr günstige Strö¬ mungsbedingungen erzielen. Insbesondere ist es möglich, besonders verwirbelungsarme Luftströme zu erzeugen, die nach dem sogenannten Coanda-Effekt der Oberfläche der jeweiligen Kanalwandung folgen.

Eine weitere Vergleichmäßigung der Luftströme kann gemäß Anspruch 7 dadurch erzeugt werden, daß die Auströ - öffnungen als Löcher ausgebildet sind, die von konzen¬ trischen, in den Luftkanal hineinragenden Strömungsleit¬ rändern umgeben sind. Zur Erzeugung einer sich symmetrisch vom Luftkanal über die Oberfläche der Vorrichtung erstreckenden Strömung ist es von Vorteil, wenn gemäß Anspruch 8 zwei mit Aus¬ strömöffnung versehene, unmittelbar gegenüber angeordnete Kanalwandungen einen Luftkanal bilden und jede dieser Kanalwandungen zumindest teilweise eine Leitfläche für aus den Auslässen der anderen Kanalwandung austretende Ströme des strömungsfähigen Mediums bildet. Dabei wird die Ten¬ denz zur Ausbildung starker Verwirbelungen verringert, wenn die Ausströmungen der einen Kanalwandung zu den Aus¬ strömöffnungen der anderen Kanalwandung seitlich versetzt angeordnet sind (Anspruch 9).

Umfaßt die Vorrichtung mehrere Luftkanäle, so ist es weiterhin zur Verringerung der Tendenz schädlicher Wirbel¬ bildungen nach Anspruch 10 besonders von Vorteil, wenn die in der einen Kanalwand eines Luftkanals vorgesehenen Aus¬ trittsöffnungen den in der anderen Kanalwand eines benach¬ barten Luftkanals vorgesehenen Austrittsöffnungen gegen¬ überliegend angeordnet sind.

Ebenfalls besonders geeignet zur Erzielung verwirbe- lungsarmer Luftströmungen ist die erfindungsgemäße Vor¬ richtung dann, wenn sie gemäß den Ansprüchen 11 und 12 ausgestaltet ist, da hierdurch eine gleichmäßige, kanten¬ freie Führung der Luftströme aus den Luftkanälen heraus ermöglicht wird.

Besonders für die Ausnutzung der Ejektorwirkung des einströmenden Mediums geeignet ist eine Ausgestaltung der Luftkanäle nach den Ansprüchen 13 und 14. Zur Erzielung der maximalen Ejektorwirkung ist es dann von Vorteil, gemäß Anspruch 16 als Einströmöffnungen einzelne, die untere Begrenzungslinie des Luftkanals unterbrechende Löcher vorzusehen.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist es jedoch auch möglich, anstatt der einzelnen Einströmöff¬ nungen sich über eine wesentliche Länge des Luftkanals entlang der unteren Begrenzungslinie erstreckende Ein¬ trittsschiitzdüsen vorzusehen. Diese Ausgestaltung der Einströmöffnungen empfiehlt sich insbesondere dann, wenn beide Kanalwandungen aus zwei separaten Bauteilen beste¬ hen, welche dann so anzuordnen sind, daß sie im unteren Bereich des Luftkanals entsprechend der erforderlichen Eintrittsschlitzdüsenbreite beabstandet sind. Diese Aus¬ führungsform hat den Vorteil, daß zur Erzeugung der Ein¬ strömöffnung keine weiteren Bearbeitungsschritte erforder¬ lich sind.

Bei einer zur Umlenkung einer Bahn vorgesehenen Vor¬ richtung ist es vorteilhaft, mehrere Luftkanäle vorzuse¬ hen, deren Querebenen sich in einer gemeinsamen Linie schneiden, so daß die Einhüllende der Vorrichtung der Umlenkrichtung entsprechend gekrümmt ist (Anspruch 18). Dabei ist zur Optimierung der Führungseigenschaften der Vorrichtung eine Ausgestaltung von Vorteil, bei der gemäß Anspruch 19 der Winkelabstand benachbarter Querebenen etwa konstant ist. Der Ausbildung zusätzlicher Verwirbelungen kann dadurch entgegengewirkt werden, daß gemäß Anspruch 20 die Wandungsflächen der Vorrichtung gekrümmt sind, vor¬ teilhafterweise mit konstanten Krümmungsradien (Anspruch 21) .

Zur zusätzlichen Stabilisierung der laufenden Bahn ist es gemäß Anspruch 22 vorteilhaft, wenn in den am Be¬ ginn und am Ende des Umlenkbereichs angeordneten Wandungs¬ teilen der Vorrichtung etwa radial nach außen gerichtete Stabilisierungsdüsen vorgesehen sind, welche mit der Druckkammer kommunizieren. Derartige Stabilisierungsdüsen helfen, auch bei einem leichten Flattern der Bahn schädli¬ che Berührungen zwischen dieser und der Vorrichtung zu vermeiden.

Dadurch, daß gemäß Anspruch 23 die Druckkammer quer zur Laufrichtung der Bahn sektioniert ist und Mittel zur separaten Steuerung des Drucks in den einzelnen Sektionen der Druckkammer vorgesehen sind, kann die Vorrichtung auch zur Schwebendführung bzw. Umlenkung schmalerer Bahnen verwendet werden, ohne daß ein größerer Teil des druck¬ beaufschlagten Strömungsmediums ungenutzt in die Umgebung mit den dadurch bedingten Nachteilen strömt. Des weiteren ist es durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, den Druck der die Bahnränder mit dem strömungsfähigen Medium beaufschlagenden Sektionen relativ zu den weiteren Sektionen der Druckkammer zu erhöhen, wodurch die seitlichen Führungseigenschaften der Vorrich¬ tung nochmals verbessert werden. Vorteilhafterweise beste¬ hen die Mittel zur separaten Steuerung des Drucks aus den einzelnen Sektionen vorgeschalteten, stufenlos steuerbaren Plattenventilen (Anspruch 24).

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Aus¬ führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 dieselbe Vorrichtung in einer Seitenansicht (Ansicht A in Fig. 1);

Fig. 3 eine Teildarstellung derselben Vorrichtung in einer Ansicht von oben (Ausschnitt III in Fig. 1);

Fig. 4 einen Schnitt durch dieselbe Ansicht der Vor¬ richtung (Schnitt IV-IV in Fig. 3);

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Luftkanal gemäß Schnittlinie V-V in Fig. 1 in einer perspektivischen Dar¬ stellung.

Wenn im folgenden von "oben" bzw. "unten" die Rede ist, so bezieht sich die Angabe auf die in den Fig. 1 und 2 dargestellte, aufrechte BetriebsStellung der Vorrich¬ tung, die Angaben "vorn", "links" bzw. "rechts" beziehen sich auf die Ansicht in Fig. 2.

Die in der Zeichnung als Ganzes mit 100 bezeichnete Vorrichtung dient der schwebend geführten Umlenkung einer Papierbahn B, die eine Bewegung in Richtung des Pfeiles P ausführt. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, die Vorrichtung mit einer ebenen Oberseite 12 auszustatten und zur Führung einer geradlinig laufenden Bahn einzuset¬ zen.

Die Einrichtungen für den Antrieb der Bahn sind in der Zeichnung nicht dargestellt und können in bekannter Weise ausgebildet sein.

Die Vorrichtung 100 umfaßt ein im wesentlichen ge¬ schlossenes Gehäuse 1, welches die Form eines Zylinderseg¬ ments aufweist, wobei sich die Winkelerstreckung der zy¬ lindrischen Oberfläche nach dem geforderten Bahnumlenkwin¬ kel - in dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungs¬ beispiel etwa 120° - richtet. Die längsseitigen Begrenzun¬ gen des Gehäuses bilden zwei zueinander parallele Längs¬ wände 2,2'. Stirnseitig ist das Gehäuse mittels parallel zueinander angeordneter, kreissegmentförmiger Seitenteile 3,3' begrenzt, welche parallel zueinander verlaufende, gerade Unterkanten aufweisen. Die Unterseite des Gehäuses bildet eine ebene Wandung 4, in welche sich symmetrisch zur Längsachse L der Vorrichtung erstreckende Luftein¬ trittsöffnungen 5 eingearbeitet sind. Unterhalb der unte¬ ren Wandung 4 ist ein sich über die gesamte Länge der Vorrichtung 100 erstreckender Luftzufuhrkanal 6 vorgese¬ hen, in dessen Innenraum die Lufteintrittsöffnungen 5 münden. In dem Luftzufuhrkanal 6 sind von außen mittels Handhaben 7 betätigbare Ventilklappen 8 vorgesehen, mit¬ tels derer durch Verschwenkungen in Richtung des Pfeiles K in Fig. 2 die Querschnitte der Lufteintrittsöffnungen 5 veränderbar sind. An dem offenen Ende des Luftkanals ist ein Flansch 9 angeordnet, welcher dem Anschluß eines - in der Zeichnung nicht dargestellten - Luftzufuhrschlauches dient, welcher üblicherweise die Verbindung der Vorrich¬ tung zu einem Gebläse herstellt.

Das als Druckkammer 10 dienende Innenvolumen des Gehäuses 1 ist mittels parallel zu den Seitenteilen 3,3' angeordneter Zwischenwände 11 sektioniert. Jede der Luft¬ eintrittsöffnungen 5 kommuniziert gerade mit einer Sektion der Druckkammer 10, so daß mittels der Ventilklappen 8 ein sich über die Breite der Bahn B erstreckendes Druckprofil eingeregelt werden kann. Insbesondere ist es durch diese Ausgestaltung möglich, die Bahnränder mit einem erhöhten Luftdruck zu beaufschlagen, wodurch eine bessere seitliche Führung der Bahn erzielt wird.

Die im wesentlichen einen konstanten Krümmungsradius aufweisende obere Seite 12 des Gehäuses 1 umfaßt eine Mehrzahl - in dem in der Zeichnung dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel fünf - sich über die gesamte Breite der Vor¬ richtung erstreckende, zueinander parallele Luftkanäle 13, deren Gestaltung weiter unten noch im einzelnen erläutert wird.

Zwischen benachbarten Luftkanälen 13 sind die Ober¬ seite 12 bildende Wandungsflächen 14 vorgesehen, welche entsprechend dem Krümmungsradius der Vorrichtung gekrümmt sind. Am Anfang und am Ende des Umlenkbereichs der Vor¬ richtung 100 sind in den äußeren Wandungsflächen 15,15' sich über die gesamte Breite der Bahn B erstreckende An¬ ordnungen von Stabilisierungsdüsen vorgesehen, die mit der Druckkammer 10 kommunizieren und durch welche Luft zur zusätzlichen Abstützung der Bahn B etwa radial nach außen abgeblasen wird.

An beiden Stirnseiten der Vorrichtung sind Saugkam¬ mern 17 vorgesehen, deren Funktion weiter unten noch im einzelnen erläutert wird. Die Saugkammern 17 umfassen von Strömungsleitblechen 18 umgebene Einlaßöffnungen 19, wel¬ che an den Enden der Wandungsflächen 14 angeordnet sind.

Im folgenden soll anhand der Fig. 3 bis 5 der Aufbau und die Wirkungsweise der für die StrömungsVerhältnisse maßgeblichen Komponenten der Vorrichtung erläutert werden.

Ein Luftkanal 13 umfaßt zwei seitliche, einander gegenüberliegende Kanalwandungen 20,20', welche zur Bahn konvex gekrümmt sind und nach außen jeweils in eine Wan¬ dungsfläche 14 übergehen. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, sind die Kanalwandungen 20,20' gerade so weit in Richtung des Innern des Gehäuses 1 hinabgezogen, daß sie unter einem spitzen Winkel ß aufeinandertreffen, so daß der Luftkanal 13 eine gerade, linienförmige unter Begrenzung 21 auf¬ weist. Dabei sind die Krümmungen der Kanalwandungen so gewählt, daß der Luftkanal 13 einen V-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die Kanalwandungen 20,20' symmetrisch einer in Längsrichtung des Luftkanal liegenden Querebene Q, welche auf der an ihrer mit der Bahn B gebildeten Durchstoßlinie D angelegten Tangentialebene T senkrecht steht, angeordnet sind.

In den Kanalwandungen 20,20' eines Luftkanals 13 ist eine sich über die Bahnbreite erstreckende Düsenreihe 22,22' vorgesehen, welche aus einzelnen mit der Druckkam¬ mer 10 korrespondierenden, lochförmigen Ausströmöffnungen 23 besteht. Die Ausströmöffnungen 23 sind zur Verringerung der Wirbelbildung ausströmender Luft an den Lochrändern mit in den Luftkanal 13 hineinragenden Strömungsleiträn¬ dern 24 ausgestattet, welche die Ausströmöffnungen 23 konzentrisch umgeben. Die Strömungsleitränder 24 können auf einfache Weise dadurch erzeugt werden, daß die Ränder der Löcher 23 in den Luftkanal 13 hinein umgebördelt sind. Die Ausströmöffnungen 23 der Düsenreihen 22,22' sind zu¬ einander seitlich versetzt angeordnet, so daß der aus einer Ausströmöffnung 23 austretende Luftstrom auf die gegenüberliegende Kanalwandung 20,20' trifft, welche in diesem Bereich eine Leitfläche 25,25' für die Luftströmung bildet.

Entlang der unteren Begrenzung 21 eines Luftkanals 13 ist eine sich über die Breite der Bahn erstreckende Reihe von zusätzlichen Einströmöffnungen 26 vorgesehen, welche fluidisch mit einem im Innern des Gehäuses 1 angeordneten, sich entlang des Luftkanals erstreckenden Saugkanal 27 verbunden sind. Der Saugkanal wird von einer im Innern des Gehäuses 1 um die untere Begrenzung 21 eines Luftkanals 13 herumgezogenen Wandung 28 gebildet, welche unterhalb der Einströmöffnungen 23 mit den Kanalwandungen 20,20' gas¬ dicht verbunden ist. An den Stirnseiten der Vorrichtung durchstößt der Saugkanal 27 die Seitenteile 3,3' und mün¬ det in die wie beschrieben angeordnete Saugkammer 17.

Durch die in den Fig. 1 bis 5 dargestellten und mit S bezeichneten Doppelpfeile soll der Verlauf der Luftströ¬ mung der im Betrieb befindlichen Vorrichtung 100 verdeut¬ licht werden. Die über den Luftzufuhrkanal 6 mittels eines nicht dargestellten Gebläses zugeführte Luft gelangt, über die Ventilklappen 8 mengenmäßig gesteuert, durch die Luft¬ eintrittsöffnungen 5 in die verschiedenen Sektionen der Druckkammern 10. Aus den Druckkammern 10 bilden sich durch die Ausströmöffnungen 23 austretende Luftströme, welche schräg auf der in diesem Bereich als Leitfläche wirkenden gegenüberliegenden Kanalwandung 20,20' auftrifft. Durch den Coanda-Effekt liegen die Luftströmungen im wesentli¬ chen an den in die Wandungsflächen 14 übergehenden Kanal¬ wandungen an, wodurch sich oberhalb der Wandungsflächen 14 ein Luftkissen bildet, welches die laufende Bahn B trägt. Durch die Ejektorwirkung der durch die Ausströmöffnungen 23 austretenden Luft wird durch die Einströmöffnungen 26 zusätzliche Luft in den Luftkanal 13 hineingesaugt, wo¬ durch einerseits dem Effekt, daß die Isobaren zumindest teilweise den Konturen der Luftkanäle folgen, entgegen¬ gewirkt wird, andererseits insgesamt die zum Tragen der laufenden Bahn zur Verfügung stehende Luftmenge erhöht wird, ohne daß hierzu die Einströmöffnungen 26 aktiv mit Druckluft beaufschlagt werden müßten.

Die nach dem Prinzip des Coanda-Effekts aus dem Luft¬ kanal 13 zu den Wandungsflächen 14 gelangende Luft wird vorzugsweise über die Längsenden der Wandungsflächen 14 abgeführt und gelangt schließlich in den Bereich der vor¬ gelagerten Strömungsleitbleche 18, wo sie bevorzugt über die entsprechende Einlaßöffnung 19 und den Saugkanal 27 der Saugkammer 17 den Einströmöffnungen 26 zugeführt wird.

Auf diese Weise kann zumindest ein Teil der kineti¬ schen Restenergie der über die Längsenden der Wandungs- flächen 14 abströmenden Luft - zusätzlich zur Ejektorwir¬ kung - genutzt werden, um Luft durch die Einströmöffnungen 26 in den Luftkanal einzublasen. Versuche haben gezeigt, daß die Restenergie der abströmenden Luft dann optimal nutzbar ist, wenn die in der einen Kanalwand 20 eines Luftkanals 13 vorgesehenen Austrittsöffnungen 24 den in der anderen Kanalwand 20' eines benachbarten Luftkanals 13 vorgesehenen Austrittsöffnungen 23 gegenüberliegend vor- gesehen sind, so daß diese Anordnung bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung Anwendung findet.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Vorrichtung zum Schwebendführen einer laufenden Bahn mittels Luft oder einem anderen strömungsfähigen Medium, insbesondere zur Verwendung bei einer Umlenkung einer feuch¬ ten Papierbahn, mit einem oder mehreren, zumindest auf einer Seite der Bahn vorgesehenen Luftkanälen (13), welche sich insgesamt über die Breite der Bahn erstrecken, mit seitlich der Luftkanäle (13) vorgesehenen Wandungs¬ flächen (14), und mit mindestens einer entlang jedes Luftkanals (13) vorgesehenen Düsenanordnung (22,22'), welche mit einer Druckkammer (10) kommuniziert, die mit dem strömungsfähigen Medium unter einem Überdruck beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem Luftkanal (13) Einströmöffnun¬ gen (26) für das strömungsfähige Medium vorgesehen sind, die fluidisch nicht mit der Druckkammer (10) verbunden sind, sondern mit einem Volumen (17), in dem ein geringerer Druck als in der Druckkammer (10) herrscht, kommunizieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmöffnungen (26) mit einer mindestens eine Einlaßöffnung (19) für das strömungsfähige Medium aufweisen¬ den Saugkammer (17) kommunizieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet. daß die Einlaßöffnungen (19) nahe der Längsenden der Wan¬ dungsflächen (14) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Einlaßöffnungen (19) wenigstens ein Strömungs¬ leitblech (18) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da¬ durch gekennzeichnet, daß ein Luftkanal (13) beiderseits einer in Längsrichtung des Luftkanals liegenden Querebene (Q), welche auf der an ihrer mit der Bahn (B) gebildeten Durchstoßlinie (D) angelegten Tangentialebene (T) senkrecht steht, angeordnete Kanalwandungen (20) umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenanordnung (22,22') aus einer Reihe einzelner Ausströmöffnungen (23) besteht, welche in der einen Kanal¬ wandung (20) gegenüber von durch die andere Kanalwandung (20') gebildeten Strömungsleitflächen (25) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (23) als Löcher mit diese konzen¬ trisch umgebende, in den Luftkanal (13) hineinragende Strö¬ mungsleitränder (24) ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zwei mit Ausströmöffnungen (23) versehene, unmittelbar gegenüber angeordnete Kanalwandungen (20,20') einen Luftkanal (13) bilden und jede dieser Kanalwandungen (20,20') zumindest teilweise eine Leitfläche (25) für aus den Ausströmöffnungen (23) der anderen Kanalwandung austre¬ tende Ströme des strömungsfähigen Mediums bildet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (23) der einen Kanalwandung (20, 20') zu den Ausströmöffnungen (23) der anderen Kanalwandung (20',20) seitlich versetzt angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich¬ net, daß die in der einen Kanalwandung (20,20') eines Luft¬ kanals (13) vorgesehenen Ausströmöffnungen (23) den in der anderen Kanalwand (20',20) eines benachbarten Luftkanals vorgesehenen Austrittsöffnungen (23) gegenüberliegend an¬ geordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, da¬ durch gekennzeichnet, daß zumindest ein Querbereich jeder Kanalwandung (20,20') relativ zu der Bahn (B) eine konvexe Querkrümmung aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich¬ net, daß der eine konvexe Querkrümmung aufweisende Querbe¬ reich einerseits in eine der Wandungsflächen (14) übergeht.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Kanalwandungen (20,20') eines Luftkanals (13) im wesentli¬ chen symmetrisch zur Querebene (Q) einen spitzen Winkel (ß) zueinander bilden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Luftkanal (13) eine durch den Scheitel des Winkels (ß) verlaufende, linienförmige untere Begrenzung (21) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Einströmöffnungen (26) nahe der unteren Begren¬ zung (21) angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich¬ net, daß als Einströmöffnungen (26) einzelne, die untere Begrenzungslinie unterbrechende Löcher vorgesehen sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich¬ net, daß als Einströmöffnung (26) wenigstens eine sich über eine wesentliche Länge des Luftkanals (13) entlang der unte¬ ren Begrenzungslinie (21) erstreckende Eintrittsschlitzdüse vorgesehen ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Luftkanäle (13) vorgese¬ hen sind, deren Querebenen (Q) sich in einer gemeinsamen Linie schneiden.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Winkelabstand benachbarter Querebenen (Q) etwa konstant ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Wandungsflächen (14) gekrümmt sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Krümmungsradien der Wandflächen (14) konstant sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß in den am Beginn und am Ende des Umlenkbereichs angeordneten Wandungsteilen (15,15') etwa radial nach außen gerichtete Stabilisierungsdüsen (16) vor¬ gesehen sind, welche mit der Druckkammer (10) kommunizieren.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (10) quer zu Laufrichtung der Bahn (B) sektioniert ist und Mittel (8) zu separaten Steuerung des Drucks in den einzelnen Sektionen der Druckkammer vorgesehen sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Mittel zur separaten Steuerung des Drucks den einzelnen Sektionen vorgeschaltete, stufenlos steuerbare Plattenventile (8) sind.