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Diese
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Stabilisierung des Transports
einer auf der Oberseite einer Bespannung geführten Materialbahn, insbesondere
eine Faserstoffbahn, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Insbesondere
bei hohen Bahngeschwindigkeiten und bei strukturierten Bespannungen
mit rauer und grober Oberseite sowie bei dünnen und leichten Faserstoffbahnen,
wie bspw. Tissuebahnen, besteht die Problematik, dass die geführte Materialbahn
oftmals im Bereich eines durch eine Walze und die Bespannung gebildeten
Einlaufspalts von der Bespannung abgehoben wird, was die Bildung
von Streifen und Falten und daraus folgend eine schlechte Wickelqualität zur Folge
hat.
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Der
Grund ist darin zu sehen, dass bspw. raue Siebe sehr voluminös sind und
daher viel Luft, sowohl im Inneren als auch Außen in Form einer Luftgrenzschicht,
tragen. Läuft
eine auf einem solchen Sieb geführte
Materialbahn in den durch das Sieb und eine Walze gebildeten Einlaufspalt,
so wird die mit dem Sieb mitgeführte
Luftgrenzschicht im Einlaufspalt aufgrund des sich verringernden
Volumens komprimiert und es kommt in diesem Bereich zur Ausbildung
eines Überdrucks,
der sich durch das luftdurchlässige
Sieb abbaut, mit der Folge der Abhebung der Materialbahn. Dieser
Effekt tritt insbesondere bei leichten Materialbahnen wie Tissuebahnen
auf.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur
Transportstabilisierung einer Materialbahn im Bereich eines Einlaufspalts
vorzuschlagen, bei der die oben beschriebenen Probleme behoben sind.
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Die
Erfindung wird gelöst
durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Gemäß dem Oberbegriff
handelt es sich um eine Vorrichtung zur Transportstabilisierung
eines auf der Oberseite einer luftdurchlässigen Bespannung geführten bahnförmigen Gutes,
insbesondere eine Faserstoffbahn. Hierbei ist die Vorrichtung an
der Unterseite der Bespannung und in Bahnlaufrichtung unmittelbar
vor einem durch eine Walze und die Bespannung gebildeten Einlaufspalt
angeordnet und weist eine erste Unterdruckzone auf. Die Erfindung ist
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Leitelement hat,
welches derart angeordnet ist, dass von der Unterseite der Bespannung
mitgeführte
Luftgrenzschicht zumindest teilweise von der Bespannung weggeleitet
und in die erste Unterdruckzone gelenkt wird.
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Erfindungsgemäß ist zumindest
eine im wesentlichen gegen die Bahnlaufrichtung weisende und mit
der ersten Unterdruckzone der Vorrichtung kommunizierende Saugöffnung vorgesehen,
sodass die von der Unterseite der Bespannung mitgeführte Luftgrenzschicht
zumindest teilweise von der Bespannung in die erste Unterdruckzone
gesaugt wird.
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Somit
wird durch die gegen die Bahnlaufrichtung weisende und mit der ersten
Unterdruckzone kommunizierende Saugöffnung die von der Bespannung
mitgeführte
Luftgrenzschicht von der Bespannung in eine erste Unterdruckzone
gesaugt, bevor die Luftgrenzschicht in den Einlaufspalt gelangen kann,
komprimiert wird und einen Überdruck
erzeugt, der sich durch die luftdurchlässige Bespannung abbaut und
zum Abheben der auf der Bespannung geführten Materialbahn führt.
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Um
die Luftgrenzschicht über
die Breite der Bespannung, insbesondere über die luftdurchlässige Breite
der Bespannung, in die erste Unterdruckzone wegführen zu können, ist es sinnvoll, wenn
in Querrichtung der Bespannung, insbesondere über die luftdurchlässige Breite
der Bespannung, mehrere Saugöffnungen
hintereinander liegend angeordnet sind.
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Um
einen gleichen Effekt wie im oberen Abschnitt erläutert zu
erzielen, kann es in manchen Anwendungsfällen auch sinnvoll sein, wenn
eine Saugöffnung
vorgesehen ist, die sich in Querrichtung, insbesondere im wesentlichen über die
luftdurchlässige Breite
der Bespannung, erstreckt.
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Um
die Wirkungsweise der gegen die Bahnlaufrichtung weisenden Saugöffnung zu
erhöhen,
ist es sinnvoll ein Leitelement vorzusehen, welches derart angeordnet
ist, dass die von der Unterseite der Bespannung mitgeführte Luftgrenzschicht
zumindest teilweise von der Bespannung zur Saugöffnung geleitet wird.
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Hierbei
ist das Leitelement in Bahnlaufrichtung vor der ersten Unterdruckzone
angeordnet.
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Bevorzugt
weist das Leitelement eine Leitfläche auf.
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Um
die mit der Bespannung mitgeführte
Luftgrenzschicht möglichst
effektiv und vollständig
von der Bespannung wegführen
zu können
ist es sinnvoll, wenn die Leitfläche
des Leitelements einendseitig gegen die Bahnlaufrichtung schräg in Richtung
der Unterseite der Bespannung und andernendseitig in Richtung der
gegen die Bahnlaufrichtung weisenden Saugöffnung weist. Damit ist es
besonders effektiv möglich
die Luftgrenzschicht von der Bespannung abzuschälen und der Saugöffnung zuzuführen.
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Das
Wegführen
der Luftgrenzschicht wird weiter dadurch optimiert, wenn das in
Richtung der Unterseite der Bespannung weisende Ende der Leitfläche in unmittelbarer
Nähe der
Unterseite der Bespannung angeordnet ist, sodass der Abstand zwischen
dem Ende und der Unterseite der Bespannung möglichst gering ist und somit
ein nur geringer Anteil der Luftgrenzschicht im Spalt zwischen Bespannung und
Ende „entflüchten" kann.
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Zur
Verbesserung der Wirkungsweise des Leitelements trägt auch
bei, wenn das Leitelement im Bereich des zur Unterseite der Bespannung
weisenden Endes der Leitfläche
in seinem Querschnitt spitz zur Bespannung zulaufend ausgebildet
ist. Dadurch kann die „abgeschälte" Luftgrenzschicht
möglichst wirbelfrei
und Druckaufbau von der Bespannung weggeleitet werden.
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Zum
effektiven wegleiten der Luftgrenzschicht ist es des weiteren sinnvoll,
wenn sich das Leitelement in Querrichtung der Bespannung, insbesondere
im wesentlichen über
die luftdurchlässige Breite
der Bespannung, erstreckt.
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Das
Leitelement ist kostengünstig
als Leitblech, bspw. durch einen Umformprozess oder dgl. herstellbar.
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Eine
Möglichkeit
die erfindungsgemäße Vorrichtung
konstruktiv auszuführen,
besteht darin, dass die Vorrichtung zumindest eine im wesentlichen
gegen die Bahnlaufrichtung weisende und mit der ersten Unterdruckzone
der Vorrichtung kommunizierende Saugöffnung aufweist. Die Saugöffnung ist
hierbei in Bahnlaufrichtung hinter dem Leitelement angeordnet und
weist gegen die Bahnlaufrichtung in die Richtung der Strömung der „abgeschälten" Luftschicht, so dass
die von dem Leitelement „abgeschälte" Luftgrenzschicht.
direkt über
die Saugöffnung
in die erste Unterdruckzone gelangen kann.
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Um
zu verhindern, dass sich eine neue Luftgrenzschicht aufbaut, nachdem
eine Luftgrenzschicht durch das Zusammenwirken von Leitelement und
erster Unterdruckzone von der Unterseite der Bespannung abgeschält wurde
kann es sinnvoll sein, wenn die Vorrichtung zumindest eine im wesentlichen
in Richtung der Unterseite der Bespannung weisende und mit der ersten
Unterdruckzone der Vorrichtung kommunizierende Saugöffnung aufweist. Die
zur Unterseite der Bespannung weisende Saugöffnung ist hierbei in Bahnlaufrichtung
hinter dem Leitelement angeordnet.
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Um
die Entstehung einer neuen Luftgrenzschicht in Quererstreckung der
Bespannung zu verhindern, ist es sinnvoll, wenn in Querrichtung
der Bespannung mehrere der zur Unterseite der Bespannung weisenden
Saugöffnungen
hintereinander liegend angeordnet sind oder wenn eine Saugöffnung vorgesehen
ist, die sich in Querrichtung, insbesondere im wesentlichen über die
luftdurchlässige
Breite der Bespannung erstreckt.
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Ebenfalls
kann es zur Verhinderung des Aufbaus einer neuen Luftgrenzschicht
bis zum Einlaufspalt sinnvoll sein, wenn zwischen der ersten Unterdruckzone
und dem Einlaufspalt eine zweite Unterdruckzone gebildet wird.
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Abhängig von
der konstruktiven Ausführung, kann
es möglich
sein, dass die zweite Unterdruckzone durch eine zur ersten Unterdruckzone
unabhängige
Saugvorrichtung besaugt wird oder aber dass die erste und die zweite
Unterdruckzone durch eine gemeinsame Saugvorrichtung besaugt werden.
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Des
weiteren kann es möglich
sein, dass sich die erste Unterdruckzone bis zum Einlaufspalt erstreckt.
In diesem Fall fallen die erste und die zweite Unterdruckzone zusammen.
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Um
die von der Walze in den Einlaufspalt mitgeführte Luftgrenzschicht wegzuleiten
und somit ebenfalls einen Überdruck
mit daraus folgender Bahnabhebung verhindern zu können, sieht
eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass unmittelbar vor
dem Einlaufspalt eine auf die Walze wirkende Schaberklinge derart
angeordnet ist, dass von der Walze mitgeführte Luftgrenzschicht von der
Walze weggeleitet wird.
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Besonders
effektiv wird ein Bahnabheben verhindert, wenn die erste und/oder
die zweite Unterdruckzone im Bereich zwischen Einlaufspalt, Schaberklinge
und der Vorrichtung gebildet wird. Dies bedeutet, dass durch das
Leitelement die Luftgrenzschicht von der Unterseite der Bespannung
weggeleitet wird, dass durch die Schaberklinge die Luftgrenzschicht
von der Walze weggeleitet wird und dass durch die Bildung einer
Unterdruckzone (erste und/oder zweite) verhindert wird, dass sich
bis zu Einlaufspalt eine neue Luftgrenzschicht an Walze und an der
Unterseite der Bespannung aufbauen kann.
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Um
die Bildung der Luftgrenzschicht im Vorlauf zur Vorrichtung zu reduzieren,
kann es sinnvoll sein, wenn in Bahnlaufrichtung vor dem Leitelement eine
dritte auf die Unterseite der Bespannung wirkende Unterdruckzone
gebildet wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann überall
dort zum Einsatz kommen wo die Gefahr der Bahnabhebung durch Luftgrenzschicht
erzeugten Überdruck
im Bereich des Einlaufspalts besteht. Dies ist insbesondere bei
hohen Bahngeschwindigkeiten (bspw. mehr als 800 Meter/min oder besonders
mehr als 1100 Meter/min) oder bei langen freien Transportstrecken
der Bespannung ohne Unterstützung
durch eine Walze (hier kann sich über die lange frei Transportstrecke
eine Luftgrenzschicht aufbauen) oder bei Verwendung voluminöser und/oder
strukturierter Bespannungen wie Bänder oder Prägebänder oder
Filzen oder Prägefilzen
oder Membranen, insbesondere Spectra-Membran oder TAD (through air
dryer)-Bändern
oder beim Transport dünner
und leichter Faserstoffbahnen wie Tissuebahnen gegeben.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
findet demzufolge vorzugsweise Verwendung in einer Transfereinrichtung,
welche bspw. zwischen einer Trockeneinrichtung, insbesondere einem
Yankee-Trockenzylinder, und einer Aufwickeleinrichtung einer Papiermaschine,
insbesondere einer Tissuemaschine, angeordnet ist.
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Die
Erfindung soll anhand der folgenden nicht maßstäblichen Zeichnungen näher erläutert werden.
Es zeigen:
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1 Eine
Transfereinrichtung bei einer Tissuemaschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Transportstabilisierung in Seitenansicht,
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2 eine
abschnittweise Detailvergrößerung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
aus 1,
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3 eine
Ausschnittvergrößerung eines Teils
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in Schnittrichtung A-A der 1,
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4 eine
Ausschnittvergrößerung eines Teils
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in Schnittrichtung B-B der 1.
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Die 1 zeigt
einen Teil einer Tissuemaschine 1 in Seitenansicht. Der
dargestellte Teil zeigt einen Abschnitt eines Yankee-Trockenzylinders 2 einer
Trockeneinrichtung, eine Wickelvorrichtung 3, einen Tambour 4 und
eine als Wickeltrommel 5 ausgebildete Walze aufweisend,
sowie eine Transfereinrichtung 6, Umlenkrollen 7, 8, 9,
die Wickeltrommel 5, eine als TAD- Sieb 10 ausgebildete
Bespannung und die erfindungsgemäße Vorrichtung
zu Transportstabilisierung 11 umfassend.
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Eine
Tissuepapierbahn 12 wird vom Yankee-Trockenzylinder 2 mittels
eines Kreppschabers 13 abgenommen. Die so gekreppte Tissuepapierbahn 12 wird
dann mit Hilfe eines Saugkastens 16 auf das TAD- Sieb 10 transferiert
und auf der Oberseite 14 des TDA- Siebs 10 bis
zur Wickelvorrichtung 3 transportiert, anschließend durch
einem zwischen dem Tambour 4 und der Wickeltrommel 5 gebildeten Spalt 14 befördert und
schließlich
auf dem Tambour 4 aufgewickelt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung 11 weist in
der vorliegenden Ausführungsform
einen ersten Saugkasten 15, einen zweiten Saugkasten 29 und
einen dritten Saugkasten 30 auf.
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Der
erste Saugkasten 15 ist in Bahnlaufrichtung 17 der
Tissuebahn 12 unmittelbar vor einem durch das TAD- Sieb 10 und
der Wickeltrommel 5 gebildeten Einlaufspalt 18 angeordnet.
Der erste Saugkasten 15 erzeugt eine erste Unterdruckzone 19.
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Der
Saugkasten 15 weist mehrere in Querrichtung des TAD- Siebs 10 hintereinander
liegend angeordnete und gegen die Bahnlaufrichtung weisende und
mit der ersten Unterdruckzone 19 kommunizierende Saugöffnungen 20 auf
(siehe 2). In Bahnlaufrichtung 17 vor den Saugöffnungen 20 und somit
vor der ersten Unterdruckzone 19 ist ein sich in Querrichtung
des Siebs 10 erstreckendes und als Leitblech 21 ausgebildetes
Leitelement angeordnet. Das Leitblech 21 erstreckt sich
hierbei in Querrichtung im wesentlichen über die luftdurchlässige Breite des
Siebs 10. Das Leitelement hat eine Leitfläche 33. Ein
Ende 24 der Leitfläche 33 weist
gegen die Bahnlaufrichtung 17 in Richtung der Unterseite 22 des TAD-
Siebs 10 und das andere Ende 34 der Leitfläche 33 weist
in Richtung der Saugöffnungen 20.
Damit ist es möglich
an der Unterseite 22 des TAD- Siebs 10 mitgeführte Luftgrenzschicht 23 von
dem TAD- Sieb 10 abzuschälen, von diesem wegzuführen und über die
Saugöffnungen 20 in
die erste Unterdruckzone 19 zu lenken. Im Bereich des Endes 24 der
Leitfläche 33 ist
das Leitelement 21 im Querschnitt spitz zum Sieb 10 zulaufend
ausgebildet. Dadurch kann die „abgeschälte" Luftgrenzschicht 23 möglichst
wirbelfrei und ohne Druckaufbau vom Sieb 10 weggeleitet
werden.
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Das
Wegführen
der Luftgrenzschicht 23 von der Unterseite 22 des
TAD- Siebs 10 wird dadurch optimiert, wenn das in Richtung
der Unterseite 22 des Siebs 10 weisende Ende 24 der
Leitfläche 33 in
unmittelbarer Nähe
(hier: in zeitweisem Kontakt) zur Unterseite 22 des Siebs 10 angeordnet
ist, sodass der Abstand zwischen dem Ende 24 und der Unterseite 22 des
Siebs 10 möglichst
gering ist und somit ein nur geringer Anteil der Luftgrenzschicht 23 im Spalt
zwischen Sieb 10 und Ende 24 „entflüchten" kann.
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Des
weiteren weist der Saugkasten 15 eine sich in Querrichtung
des Siebs 10 erstreckende und in Richtung der Unterseite 22 des
Siebs 10 weisende und mit der ersten Unterdruckzone 19 kommunizierende
Saugöffnung 25 auf.
Die Saugöffnung 25 ist hierbei
in Bahnlaufrichtung 17 hinter dem Leitblech 21 angeordnet.
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Der
Bereich in dem die Saugöffnungen 20 und 25 angeordnet
sind erstreckt sich im wesentlichen über die luftdurchlässige Breite
des TAD- Siebs 10.
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In
Bahnlaufrichtung 17 hinter der ersten Unterdruckzone 19 ist
der zweite Saugkasten 29 angeordnet, welcher eine zweite
Unterdruckzone 26 erzeugt. Die zweite Unterdruckzone 26 erstreckt
sich im wesentlichen bis zum Einlaufspalt 18 und bis zu einer
auf die Wickeltrommel 5 einwirkenden Schaberklinge 27.
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Hierdurch
wird besonders effektiv ein Abheben der Tissuepapierbahn 12 verhindert,
da durch das Leitblech 21 und die erste Unterdruckzone 19 die Luftgrenzschicht 23 von
der Unterseite 22 des Siebs 10 weggeleitet wird,
durch die Schaberklinge 27 eine Luftgrenzschicht 28 von
der Wickeltrommel 5 weggeleitet wird und durch die Bildung
der zweiten Unterdruckzone 26 verhindert wird, dass sich
bis zum Einlaufspalt 18 eine neue Luftgrenzschicht an der
Wickeltrommel 5 und an der Unterseite 22 des Siebs 10 aufbauen
kann.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die erste Unterdruckzone 19 und die zweite Unterdruckzone 26 zueinander
separat besaugt.
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Um
die Bildung der Luftgrenzschicht 23 bereits im Vorlauf
zu reduzieren, ist in Bahnlaufrichtung 17 vor dem Leitblech 21 der
dritte Saugkasten 30 angeordnet, welcher eine dritte auf
die Unterseite 22 des Siebs 10 wirkende Unterdruckzone 31 erzeugt. Die
dritte Unterdruckzone 31 wirkt über eine mit ihr kommunizierende
Saugöffnung 32 auf
die Unterseite 22 des Siebs 10 ein.
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Die 2 zeigt
eine abschnittweise Detailvergrößerung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 11.
Zu erkennen ist ein Teil des ersten Saugkastens 15, durch
welchen eine erste Unterdruckzone 19 gebildet wird. Der
Saugkasten 15 weist gegen die Bahnlaufrichtung 17 weisende
Saugöffnungen 20 und
in Richtung der Unterseite 22 des Siebs 10 weisende Saugöffnungen 25 auf,
welche mit der ersten Unterdruckzone 19 kommunizieren.
Das Leitelement 21 ist im Bereich des zur Unterseite 22 des
Siebs 10 weisenden Endes 24 der Leitfläche 33 im
Querschnitt spitz zur Unterseite 22 zulaufend ausgebildet
und zur Unterseite 22 unmittelbar benachbart abgeordnet.
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Die
mit dem Sieb 10 mitgeführte
Luftgrenzschicht 23 wird durch die spitze Ausbildung des
Leitblechs 21 im Bereich des Endes 24 der Leitfläche von der
Unterseite 22 des Siebs 10 abgeschält und durch das
Leitblech 21 weggeleitet und in die Saugöffnung 20 in
die erste Unterdruckzone 19 gelenkt.
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Die 3 zeigt
die Vorrichtung 11 in Schnittlinie A-A. Man erkennt den
ersten Saugkasten 15 mit den entgegen der Bahnlaufrichtung 17 weisenden Saugöffnungen 20 und
den in Richtung der Unterseite 22 des Siebs weisenden Saugöffnungen 25.
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Die
Saugöffnungen 20 und 25 sind
in Quererstreckung des Siebs 10 hintereinander liegend
angeordnet, wobei sich deren Anordnung im wesentlichen auf die luftdurchlässige Breite
des TAD- Siebs 10 erstreckt (Das Sieb 10 ist in
der dargestellten Ausführungsform
auf seiner gesamten Breite luftdurchlässig).
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Die 4 zeigt
die Vorrichtung 11 in Schnittlinie B-B. Man erkennt den
dritten Saugkasten 30 mit der in Richtung der Unterseite 22 des
Siebs 10 weisenden und sich in Querrichtung des Siebs 10 erstreckenden
Saugöffnung 32.
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Die
Saugöffnungen 32 sind
in Quererstreckung des Siebs 10 hintereinander liegend
angeordnet, wobei sich deren Anordnung im wesentlichen auf die luftdurchlässige Breite
des TAD- Siebs 10 erstreckt (Das Sieb 10 ist in
der dargestellten Ausführungsform
auf seiner gesamten Breite luftdurchlässig).