DE3739338C2 - Luftleitkasten zum Stabilisieren des Laufs einer Warenbahn, insbesondere einer Papierbahn - Google Patents
Luftleitkasten zum Stabilisieren des Laufs einer Warenbahn, insbesondere einer PapierbahnInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftleitkasten
zum Stabilisieren des Laufs einer Warenbahn, insbesondere
einer Papierbahn,
mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Luftleitkästen dieser Art sind für unterschiedliche An
wendungsfälle verwendbar. In Verbindung mit Papierher
stellungsmaschinen kann ein gattungsgemäßer Luftleit
kasten beispielsweise verwendet werden,
- a) bei einer Papierbahn, die zusammen mit einem sogenannten Stützband von einer Walze (z. B. einem Trockenzylinder) zu einer benachbarten Walze (z. B. einem nachfolgenden Trockenzylinder) läuft;
- b) bei einer Papierbahn, die ohne Stützband von einer Walze oder von einer nicht-rotierenden Streichleiste zu einer zweiten Walze oder einer zweiten nicht-rotierenden Streichleiste läuft;
- c) bei einer Papierbahn, die auf einen Wickel aufgewickelt wird.
Luftleitkästen der genannten Art sind gleichermaßen auch
außerhalb der Papiermaschinentechnik immer dann an
wendbar, wenn Warenbahnen, wie z. B. Textilbahnen, einem
ähnlichen wie dem vorgenannten Handling unterzogen
werden.
Ein Luftleitkasten der gattungsgemäßen Art ist aus der
DE-OS 35 04 820 bekannt.
Bei diesem Luftleitkasten sind jeweils endseitig Luft
sperreinrichtungen vorgesehen, die durch Seitenbleche oder
Ejektoreinrichtungen gebildet sind. Die Ejektorein
richtungen bestehen aus einer im Abstand von der (aus
Stützband und anhaftender Papierbahn bestehenden)
Materialbahn angeordneten Düse, über die gegen die ein
dringende Leckluft geblasen wird, um die in den Spalt
zwischen der ersten Wand des Luftleitkastens, der Leit
wand, und der Materialbahn drückende Leckluftströmung
möglichst gering zu halten.
Die Aufgabe der Luftsperreinrichtungen besteht allgemein be
trachtet darin, die Strömungsverhältnisse im genannten
Luftspalt und damit das Unterdruckprofil zwischen dem
Luftleitkasten und der Materialbahn so gut wie möglich
allein über die Blasluftversorgung des Luftleitkastens
einstellen, d. h. steuern zu können.
Die einfachen mechanischen Abstreifleisten haben prinzi
piell den Nachteil des Verschleißes, wobei insbesondere
zu berücksichtigen ist, daß die den Abstreifleisten
gegenüberliegenden Stützbänder herstellungsbedingte
Stoßkanten haben. Darüber hinaus haben die mechanischen
Abstreifleisten den Nachteil, daß das randseitige
Flattern der Materialbahn undefinierte Leckströmungen
ermöglicht.
Die genannten Ejektoreinrichtungen haben den Nachteil,
daß gegen die Laufrichtung der Materialbahn bzw. gegen
den Randbereich der Materialbahn geblasen wird, und
daß damit das randseitige Flattern unter Umständen
sogar noch begünstigt wird. Die Energie des aus der
Ejektoreinrichtung austretenden Treibstrahls muß dabei
direkt in Abhängigkeit vom Abstand zwischen Ejektor und
Materialbahn und von der zu erwartenden ankommenden Luftmenge
bestimmt werden.
Bei den bekannten Ejektoreinrichtungen sind somit für den
Treibstrahl relativ große Luftmengen erforderlich, die
zudem noch mit relativ großer kinetischer Energie gegen
die ankommende Luft "drücken" müssen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe
besteht darin, einen Luftleitkasten der gattungsgemäßen
Art anzugeben, der ohne mechanische, gegen die Warenbahn
wirkende Abstreifleisten und ohne gegen die Laufrichtung
der Warenbahn blasende Ejektoreinrichtungen auskommt.
Trotzdem soll erreicht werden, daß der Lauf der Warenbahn
zumindest ebensogut wie bisher oder eher noch besser
stabilisiert wird.
Die genannte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merk
male des Anspruchs 1 gelöst.
Der im Anspruch 1 genannte Luftsaugkanal kann dabei gemäß den An
sprüchen 2 und 3 sowohl an den seitlichen Randzonen
der Materialbahn, als auch - über die Breite der Material
bahn betrachtet - am Zulaufpunkt zwischen Materialbahn
und Luftleitkasten vorgesehen werden, und zwar alternativ
oder kumulativ.
In besonderer Ausgestaltung dieses Luftleitkastens kann
gemäß Anspruch 6 ein Grenzschichtteiler vorgesehen werden,
der einen Teil der mit der Materialbahn mitgeführten
Luftgrenzschicht bereits vor dem Erreichen des Luftsaug
kanals abstreift. Damit wird die Luftmengenbilanz für
den Treibstrahl weiter begünstigt.
Gemäß den Ansprüchen 10 ff. ist der Luftleitkasten so
konzipiert, daß auch die Entlüftung des sogenannten Ein
laufzwickels zwischen Materialbahn und Walze in die Ge
samtluftversorgung einbezogen wird.
Weitere Merkmale und besondere Ausgestaltungen des er
findungsgemäßen Luftleitkastens sind Gegenstand der
weiteren Unteransprüche.
Auf der Grundlage der erfindungsgemäßen Ejektoreinrichtung
schwimmt die Warenbahn - im Zulaufbereich der Leitwand und/oder an den
entlang der Bahnlaufrichtung sich erstreckenden
Stirnseiten der Leitwand - gewissermaßen
auf einem Luftkissen, so daß Berührungskontakt zwischen der
Warenbahn und dem Luftleitkasten vermieden ist. In den Luftspalt eindringende
Leckströmung wird abgesaugt und somit unschädlich gemacht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen
näher erläutert. Diese zeigen in
Fig. 1 einen schematischen Ausschnitt aus einer
Trockenpartie einer Papiermaschine;
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Luftleitkasten
in Laufrichtung der Materialbahn be
trachtet, und zwar als Schnitt entlang
der Schnittlinie II gemäß Fig. 1;
Fig. 3 die Einzelheit "A" gemäß Fig. 2 zur
konstruktiven Detaildarstellung einer
randseitigen Ejektoreinrichtung;
Fig. 4 den Querschnitt eines Luftleitkastens
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
nach einer Schnittlinie A-B gemäß Fig. 5;
Fig. 5 zeigt den Luftleitkasten nach Fig. 4 gemäß
Ansicht P nach Fig. 4;
Fig. 6 den Querschnitt eines Luftleitkastens
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 den Querschnitt eines Luftleitkastens
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
mit einem zusätzlichen gegen die auf
nehmende Walze gerichteten Treibstrahl.
Die in Fig. 1 dargestellten fünf Trockenzylinder 10
bzw. 11 bilden eine Trockengruppe einer Trockenpartie
in einer Papierherstellungsmaschine. Der in der Zeichnung
rechte Trockenzylinder ist bereits Bestandteil einer
nachfolgenden Trockengruppe. Die Trockenzylinder 10 sind
in einer oberen Reihe, die Zylinder 11 dagegen in einer
unteren Reihe angeordnet. Die zu trocknende Papierbahn 16
läuft in Richtung der Pfeile 17 mäanderförmig über die
Trockenzylinder. Dabei wird sie innerhalb der ersten
Trockengruppe ständig von einem endlosen luftdurchlässigen
Stützband (Trockensieb) 18 begleitet. Die Trocken
zylinder 10 der oberen Reihe liegen außerhalb der
vom Stützband 18 gebildeten Schlaufe; die Zylinder 11
der unteren Reihe liegen dagegen innerhalb derselben.
Hierdurch verläuft die Papierbahn 16 im Bereich der
oberen Zylinder 10 zwischen deren Mantelfläche und
dem Stützband 18. Im Bereich der untenliegenden Zylinder
11 befindet sich die Papierbahn 16 dagegen auf der
Außenseite des an diesen Zylindern anliegenden Stütz
bandes 18. An den freien Strecken zwischen den ent
sprechenden Zylindern wird die Papierbahn 16 durch
das Stützband 18 geführt. Erstmals zwischen den beiden
rechten Zylindern ist ein freier Papierzug vorhanden.
In den folgenden Trockengruppen hat jede Zylinderreihe
ein eigenes Stützband 19.
Am gemeinsamen Laufweg der Papierbahn 16 und des Stütz
bandes 18 von einem oberen Trockenzylinder 10 zu
einem unteren Zylinder 11 ist auf der Seite des Stütz
bandes je ein Luftleitkasten 20 vorgesehen. Jeder
dieser biegesteif ausgebildeten, bahnbreiten oder eine
geringere Länge aufweisenden Luftleitkästen 20 er
streckt sich quer durch die (gesamte) Trockenpartie.
Kürzere Luftleitkästen ordnet man vorzugsweise in den
Randbereichen der Papierbahn an. Ein sich über die ganze
Bahnbreite erstreckender Luftleitkasten 20 ist nach
folgend näher beschrieben.
Der im wesentlichen allseitig geschlossene Luftleit
kasten 20 hat eine erste Wand, die Leitwand 21, die
sich - im Querschnitt des Luftleitkastens 20 gesehen -
längs des Stützbandes 18 bis in den von diesem und
der freien Mantelfläche der unteren Trockenzylinder 11
gebildeten Einlaufzwickel erstreckt. Dabei verbleibt
zwischen der Leitwand 21 und dem Stützband 18 ein
Luftspalt 23, der in an sich bekannter Weise (vgl.
DE-PS 32 36 576) zum Einlaufzwickel hin divergieren
kann.
Der soweit beschriebene Luftleitkasten 20 ist be
kannt. In Richtung von einem oberen Trockenzylinder 10
zu einem unteren Trockenzylinder 11 betrachtet hat
dieser Luftleitkasten eine etwa rechteckige Form. Die
Leitwand 21 ist dabei eine quer durch die Trocken
partie verlaufende gerade Kante, der im Abstand des
Luftspalts 23 das Stützband 18 mit der Papierbahn
16 etwa parallel gegenüberliegt.
In Fig. 2 ist dieser Luftleitkasten 20 in Richtung der
Bewegung der Materialbahn im Querschnitt dargestellt.
Dieser Luftleitkasten 20 hat im Grundsatz den erwähnten
rechteckigen Querschnitt, dessen Oberseite die Leit
wand 21 ist, die ihrerseits dem Stützband 18 mit
der anhaftenden Papierbahn 16 gegenüberliegt. Zwischen
der Leitwand 21 und dem Stützband 18 ist ein Frei
raum, der Luftspalt 23, der die volle Wirkung des
Luftleitkastens 20 bestimmt.
Seitlich ist der Luftspalt 23 teilweise mittels
mechanischer Luftsperrleisten 25 (z. B. Filzstreifen)
abgedichtet, die jedoch in einem gewissen Abstand von
der Laufbahn des Stützbandes 18 liegen, um dieses
nicht zu beschädigen (siehe Fig. 3). Diese Luftsperr
leisten 25 sollen dem unkontrollierten Eindringen
von Leckluft L in den Luftspalt 23 gegenüber als
Widerstand, als eine Art Schutzschild, wirken. Die
trotzdem noch eindringende Leckluft L′ wird gemäß der
Erfindung mittels einer Ejektoreinrichtung
30 unwirksam bzw. unschädlich gemacht. Diese Ejektor
einrichtung ist wie folgt ausgeführt.
Die Längskante des Luftleitkastens 20 besteht vorzugs
weise aus einem rundzylindrischen Rohr 31, an das in
Richtung zum Stützband 18 hin eine Luftsperrleiste 25
angesetzt ist. Das Rohr 31 ist längs des Luftleit
kastens 20 (das ist senkrecht zur Zeichenebene) über
eine Mehrzahl - nicht dargestellter - Haltestege mit
dem Luftleitkasten 20 fest verbunden. Damit ergibt sich
zwischen dem Rohr 31 und dem benachbarten Randbereich
des Luftleitkastens 20 ein längs der Kante des Luft
leitkastens 20 verlaufender Luftsaugkanal 32. Dieser
befindet sich - gemäß dem Beispiel nach Fig. 2 - im Rand
bereich der Papierbahn 16, deren Breite wie üblich kleiner
ist als die Breite des Stützbandes 18. Der Luftsaug
kanal 32 ist somit einerseits vom Rohr 31 und anderer
seits von der Kantenausbildung des Luftleitkastens 20
begrenzt und strömungstechnisch bestimmt. Gemäß dem
zeichnerischen Beispiel ist diese Kantenausbildung so
gewählt, daß der Luftleitkasten 20 an der entsprechenden
Kante etwa unter 45° abgeschrägt ist; es ist jedoch auch
denkbar, diese Kante des Luftleitkastens 20 ebenfalls
rund und zwar koaxial zum Rohr 31 auszubilden (vgl.
Fig. 3).
Unterhalb des Rohrs 31 ist ein Düsenspalt 33 vorgesehen,
der (im Querschnitt) schmaler ist als der Abführkanal 32
und der tangential zum Rohr 31 etwa senkrecht zur Stirn
seite des Luftleitkastens 20 führt. Im Randbereich des
Luftleitkastens 20 gehen Luftsaugkanal 32 und Düsen
spalt 33 ineinander über; sie bilden einen Luftausblas
kanal 34.
Wird nun über den Düsenspalt 33 ein sogenannter Treib
strahl B in Form von Blasluft nach außen, und zwar
etwa senkrecht zur Stirnseite des Luftleitkastens 20
ausgeblasen, so wird die Leckluft L′, die zwischen dem
Stützband 18 und dem Rohr 31 trotz der Luftsperr
leiste 25 noch einzudringen vermag, aufgrund des
Saugeffekts des Treibstrahls B angesogen und mit
diesem durch den Luftausblaskanal 34 ausgeblasen.
Es wird somit nicht gegen das Stützband 18 ge
blasen, so daß der Randbereich des Stützbands 18 und
der Papierbahn 16 ruhig geführt ist und ruhig am
Luftleitkasten 20 entlang gleitet. Bezüglich der
Luftmengenbilanz im Luftausblaskanal 34 sei noch
angemerkt, daß auch aus dem Luftspalt 23 Luft L′′
an- bzw. abgesaugt werden kann. Dieser Saugeffekt kann
durch eine entsprechende Ausbildung der Kante zwischen
der Leitwand 21 und dem Luftsaugkanal 32 beein
flußt, insbesondere begünstigt werden.
Um die ausgeblasene, sich aus der Leckluft L′ und L′′
und der Blasluft B (Treibstrahl) zusammengesetzte Luft
menge daran zu hindern, nach Art einer Spirale um das
Rohr 31 herum wieder in den Luftspalt zwischen
Rohr 31 und Stützband 18 zu gelangen, ist in der
Ebene der Stirnseite des Luftleitkastens 20 am Rohr 31
eine sogenannte Luftabreißkante 35 vorgesehen.
Um die Ejektoreinrichtung 30 gegebenenfalls mit Blas
luft höherer Strömungsgeschwindigkeit, d. h. höherer
Energie, betreiben zu können, ist vorgesehen, den Luft
leitkasten 20 über die Breite betrachtet mittels
Schottwänden 40 in seitliche Randkammern 20.1 und
eine mittlere Hauptkammer 20.2 zu unterteilen. Die
Randkammern 20.1 können nunmehr definierter mit Blas
luft B für den Düsenspalt 33, d. h. für den Treib
strahl beaufschlagt werden, während die Hauptkammer 20.2
normal versorgt werden kann.
Die Blasluftversorgung kann dabei sowohl zentral als
auch separat konzipiert sein. Im ersten Fall werden die
unterschiedlichen Druckverhältnisse in den separaten
Kammern, das sind einerseits die Randkammern 20.1 und
andererseits die Hauptkammer 20.2, über geeignete
Luftleit- und -drosseleinrichtungen eingestellt.
In Fig. 3 ist eine Ejektoreinrichtung 30 (Einzelheit "A")
der anhand von Fig. 2 beschriebenen Art vergrößert dar
gestellt, um die konstruktive Realisierung besser offen
baren zu können.
Der Luftleitkasten 20 liegt mit seiner Leitwand 21
dem Stützband 18 mit der Papierbahn 16 gegenüber.
Zwischen dem Stützband 18 und der Leitwand 21 bildet
sich der Luftspalt 23, der den Foileffekt des Luftleit
kastens 20 spezifiziert. Das Stützband 18 reicht
über die Breite des Luftleitkastens 20 hinaus, während
die Papierbahn 16 relativ zur Außenseite, d. h. der
Randseite des Luftleitkastens 20 zurücksteht. Der Luft
leitkasten 20 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 2 mittels einer Schottwand 40 in eine seitliche
Randkammer 20.1 und eine Hauptkammer 20.2 separiert.
Die Ejektoreinrichtung 30 ist dabei wie folgt konfigu
riert:
Der Eck- bzw. Kantenbereich des Luftleitkastens 20 ist durch ein Rohr 31 gebildet, das über eine Mehrzahl von Haltestegen 36 mit dem Luftleitkasten 20 ver bunden ist. Dieser weist an seiner Seitenwand eine dem Rohr 31 gegenüber beabstandete, im Winkel von 90° ein gezogene Wand 37 und eine von der Leitwand 21 her abgebogene Kanalwand 38 auf. Diese ist mit einer Rundung 39 abgebogen und verläuft etwa koaxial zum Rohr 31. Die Wand 37 und die Kanalwand 38 sind so aufeinander abgestimmt, daß zwischen beiden der Düsen spalt 33 für den Treibstrahl B, d. h. die Blasluft, entsteht. Im Bereich des Düsenspalts 33 sind Wand 38 und Kanalwand 39 ebenfalls über Haltestege 36′ steif verbunden.
Der Eck- bzw. Kantenbereich des Luftleitkastens 20 ist durch ein Rohr 31 gebildet, das über eine Mehrzahl von Haltestegen 36 mit dem Luftleitkasten 20 ver bunden ist. Dieser weist an seiner Seitenwand eine dem Rohr 31 gegenüber beabstandete, im Winkel von 90° ein gezogene Wand 37 und eine von der Leitwand 21 her abgebogene Kanalwand 38 auf. Diese ist mit einer Rundung 39 abgebogen und verläuft etwa koaxial zum Rohr 31. Die Wand 37 und die Kanalwand 38 sind so aufeinander abgestimmt, daß zwischen beiden der Düsen spalt 33 für den Treibstrahl B, d. h. die Blasluft, entsteht. Im Bereich des Düsenspalts 33 sind Wand 38 und Kanalwand 39 ebenfalls über Haltestege 36′ steif verbunden.
Am Rohr 31 ist zum Stützband 18 hin die Luftsperr
leiste 25 angesetzt, die der eindringenden Luft L
einen Widerstand entgegensetzt und nur eine Teilluft
menge L′ in Richtung zum Luftspalt 23 hin ein
dringen läßt. Am Rohr 31 ist darüberhinaus parallel
zur Wand 37 eine rechtwinklige Kante angesetzt, die
als Abreißkante 35 dafür sorgt, daß die austretende
Luft (B + L′ + L′′) senkrecht ausgeblasen wird und
nicht zum Stützband 18 hin abgelenkt wird.
Funktional betrachtet wirkt die Ejektoreinrichtung 30
so, daß der durch den Düsenspalt 33 geblasene Treib
strahl B die zwischen Luftsperrleiste 25 und Stütz
band 18 eindringende Teilluftmenge L′ und die weitere
Luftmenge L′′ aus dem Luftspalt 23 ansaugt und über
den Luftausblaskanal 34 nach außen treibt. Die Teil
luftmengen L′ und L′′ werden dabei in den Luftsaug
kanal 32 gesogen, wobei der Anfang bzw. Eingang dieses
Luftsaugkanals 32 quasi als Luftsaugschlitz in der
Leitwand 21 zu betrachten ist; der Ausgang des Luft
ausblaskanals 34 an der Seite des Luftleitkastens 20
ist analog als Ausströmöffnung für die Luftanteile zu
bezeichnen und zu betrachten.
In Fig. 4 ist ein Luftleitkasten 20 in der in Fig. 1
gezeigten Ansicht, d. h. quer zur Laufrichtung der Papier
bahn 16 und des Stützbands 18 dargestellt, und zwar
in Schnittdarstellung gegen die jeweiligen Seitenbe
reiche betrachtet. (Die Darstellung entspricht einem
Schnitt nach Schnittlinie A-B aus Fig. 5).
Der Luftleitkasten 20 nach Fig. 4 ist so angeordnet,
daß er einerseits im wesentlichen mit seiner Leitwand
21 dem Stützband 18 mit der Papierbahn 16 unter
Wahrung des Luftspalts 23 gegenüberliegt, und daß
er andererseits etwa der Form einer aufnehmenden Walze
11 angepaßt ist. Der Luftleitkasten 20 reicht tief
in den Einlaufzwickel 45 zwischen Stützband 18 und
aufnehmender Walze 11 und hat etwa den Querschnitt
eines spitzwinkligen Dreiecks.
Zur jeweiligen Stirnseite der Walze 11 hin ist der
Luftleitkasten 20 mit einem Seitenschild 46 abge
schlossen, dessen Grundform so ist, daß er nahe zum
Stützband 18 und nahe zur Mantellinie der aufnehmen
den Walze 11 verläuft und weit in den Einlaufzwickel
45 reicht. Damit erhält man seitlich eine gute Ab
schottung und zwischen diesen Seitenschilden 46 ein
relativ abgeschlossenes System. Diesbezüglich ist noch
festzuhalten, daß diese Seitenschilde 46 an ihren dem
Stützband 18 gegenüberliegenden Kante auch mit einer
Ejektoreinrichtung der anhand von Fig. 2 und Fig. 3 er
läuterten Art ausgestattet d. h. kombiniert werden können.
Der Luftleitkasten 20 im eigentlichen Sinne, d. h. der
Luftleitkasten 20 als Konstruktionselement zur Er
zielung der Foilwirkung am Stützband 18 mit der Papier
bahn 16 besteht gemäß der Darstellung nach Fig. 4 aus
zwei im Querschnitt betrachtet etwa dreieckigen Blas
kästen 47, 48, deren einer (erster) 47 die Leitwand
21 verifiziert, also dem Stützband 18 gegenüberliegt,
und deren zweiter 48 etwa parallel zur Mantellinie der
aufnehmenden Walze 11 verläuft. Beide Blaskästen 47, 48
sind im Abstand zueinander mittels Stützblechen 49 mit
einander verbunden, so daß - senkrecht zur Zeichenebene
betrachtet - ein durchgehender Spalt 50 etwa in Richtung
der Winkelhalbierenden des Einlaufzwickels 45 entsteht.
Beide Blaskästen 47, 48 bilden je in sich geschlossene
Blasluftsysteme und zwar dadurch, daß sie einerseits
von einem Blasluft-Generator mit Blasluft versorgt
werden, und daß sie andererseits je einen Luftauslaß
spalt aufweisen, über den die Blasluft in Form des
Treibstrahls B gezielt ausgeblasen wird.
Bezogen auf die Beschreibung der Ejektoreinrichtung nach
Fig. 2 und Fig. 3 entspricht dabei der Luftausblasspalt
dem Düsenspalt 33′ für den Treibstrahl B. Der Luft
saugschlitz der genannten Ejektoreinrichtung gemäß Fig. 2
und Fig. 3 wird dabei so gebildet, daß der dem Stütz
band 18 gegenüberliegende Blaskasten 47 an seiner
gegen die Laufrichtung 17 des Stützbandes 18 ge
legenen Seite rund verläuft und daß koaxial zu dieser
runden Seitenwand und zwar im Abstand dazu analog zur
Konstruktion nach Fig. 2 und Fig. 3 ein Rohr 51 ange
ordnet ist. Der Freiraum zwischen dem Blaskasten 47 und
dem Rohr 51 ist letztlich der Luftsaugschlitz bzw.
der Luftsaugkanal 32′, über den die vom Stützband 18
mitgerissene Luftgrenzschicht M abgesogen wird. Der
Düsenspalt 33′ ist an der der Leitwand 21 entfernten
Ecke der kurzen Dreieckseite des Blaskastens 47 vorge
sehen, so daß der ausströmende Treibstrahl B auf die
genannte Luftgrenzschicht M eine Sogwirkung ausübt.
Die Verbindung zwischen dem Rohr 51 und dem Blaskasten
47 ist dabei so, daß das Rohr 51 über die Breite des
Blaskastens 47 gesehen eine Mehrzahl von Blasluft-
Verteilrohren 52 aufweist, die in Bohrungen der runden
Seitenwand des Blaskastens 47 reichen. Dieses Rohr 51
ist letztlich an eine - nicht gezeichnete - Blasluftver
sorgung angeschlossen und gibt die zugeführte Blasluft
über die genannten Blasluft-Verteilrohre 52 an den
Blaskasten 47 ab. In Form des Treibstrahls B wird die
zugeführte Blasluft dann wieder ausgeblasen.
Explizit bezugnehmend auf die zeichnerische Darstellung
nach Fig. 4 bedeutet dies also, daß die mit dem Stütz
band 18 in Laufrichtung 17 mitgeführte Luftgrenz
schicht M zum wesentlichen Anteil an der gegen die
Laufrichtung 17 gerichteten Kante des Blaskastens 47
abgelenkt bzw. abgeteilt wird. Diese Teilmenge M′
wird radial um das Rohr 51 bzw. im Freiraum (Luftsaug
kanal 32′) zwischen dem Rohr 51 und dem Blaskasten 47
herumgeführt und über den aus dem Düsenspalt 33′ an
der der Leitwand 21 entfernten Kante ausgeblasenen
Treibstrahl B mitgeführt. An der der Leitwand 21 ab
gewandten Mantellinie des Rohrs 51 streicht somit die
aus der Luftmenge des Treibstrahls B und der Teil
menge M′ der Luftgrenzschicht M sich zusammensetzende
Luftmenge nach außen.
Dem die Leitwand 21 bildenden Blaskasten 47 liegt im
Abstand des Spalts 50 ein zweiter Blaskasten 48
gegenüber. Der Spalt 50 reicht bis in den Einlauf
zwickel 45. Damit wird erreicht, daß ein in den Einlauf
zwickel 45 eindringender Anteil M′′ der Luftgrenz
schicht M über den Spalt 50 entweichen kann, bzw.
von der Sogwirkung des Treibstrahls B angesogen wird.
Der Treibstrahl B wird somit einerseits von der an
der Zulaufseite des Luftleitkastens 20 abgelenkten Teil
menge M′ der Luftgrenzschicht M und andererseits von
der durch den Luftspalt 23 in den Einlaufzwickel 45
mitgeführten Teilmenge M′′ getragen, so daß die Energie
des Treibstrahls B beidseitig abgebaut und letztlich
besser ausgenutzt wird. Dies wirkt sich insgesamt positiv
auf die Blasluftversorgung für den Treibstrahl B aus.
Der genannte zweite Blaskasten 48 ist gemäß der Dar
stellung nach Fig. 4 in das Gesamtsystem der Blasluftver
sorgung des Luftleitkastens 20 integriert.
Dieser Blasluftkasten 48 hat wie bereits erwähnt eben
falls einen etwa spitzwinklig dreieckigen Querschnitt,
dessen eine Längsseite parallel zum ersten Blaskasten
47 liegt und den Spalt 50 für die Saugluft aus dem
Einlaufzwickel 45 bestimmt. Die zweite Längsseite
ist der Form der aufnehmenden Walze 11 angepaßt.
Der kurzen Seite des zweiten Blaskastens 48 liegt -
analog zur Konstruktion des ersten Blaskastens 47 -
ebenfalls ein Rohr 56 gegenüber und diese Seite ist
ebenfalls koaxial zu diesem Rohr 56 rund ausgebildet.
Zwischen diesem Rohr 56 und der runden Seite des
zweiten Blaskastens 48 entsteht somit ebenfalls ein
Freiraum als Luftkanal 57.
Das Rohr 56 wird nun ebenfalls an einen Blasluftgene
rator angeschlossen und über Blasluftverteilerrohre 52
mit dem zweiten Blaskasten 48 verbunden. Wird nun die
dem Spalt 50 benachbarte Kante des zweiten Blaskastens
48 analog zur gegenüberliegenden Kante des ersten Blas
kastens 47 als Düsenspalte 33′′ ausgebildet, so kann
auch hier ein (zusätzlicher) Treibstrahl B′ ausgeblasen
werden.
Wird am Zulaufpunkt zwischen der aufnehmenden Walze 11
und dem Luftleitkasten 20 quer über dessen Breite ein
mechanischer Luftabstreifer 58 angeordnet, so wird die
von der Walze 11 mitgerissene Luft zum wesentlichen
Anteil daran gehindert, in den Einlaufzwickel 45 ein
zudringen. Diese abgezweigte Luftmenge N wird in den
Luftkanal 57 abgelenkt und mit dem Treibstrahl B′
des zweiten Blaskastens 48 durch den Kanal zwischen
den Rohren 51 und 56 nach außen abgeführt.
Die Luftmengenbilanz in diesem Kanal ergibt sich somit
wie folgt:
- - Teilmenge M′ (der Luftgrenzschicht),
- - Treibstrahl B (des ersten Blaskastens 47),
- - Saugluft M′′ (aus Einlaufzwickel 45),
- - Treibstrahl B′ (des zweiten Blaskastens 48),
- - Luftmenge N (von der Walze 11 abgestreift).
Zur konstruktiven Ausgestaltung des aus den beiden Blas
kästen 47 und 48 bestehenden Luftleitkastens 20 soll
noch folgendes angemerkt werden: Seitlich ist er -
wie bereits erwähnt - durch Seitenschilde 46 begrenzt.
Die beiden Blaskästen 47, 48 selbst bilden somit über
die seitlichen Seitenschilde 46 eine steife einstückige
Einheit, wobei die Rohre 51, 56 für die Blasluftzu
führung mit den eigentlichen Blaskästen 47, 48 über die
genannten Blasluftverteilrohre 52 verbunden sind. Zur
weiteren Versteifung des Luftleitkastens 20 als Ein
heit sind die beiden Blaskästen 47, 48 im Bereich zum
Einlaufzwickel 45 hin über die im Spalt 50 einge
setzten Stützbleche 49 fixiert. Auch die Rohre 51, 56
sind im Bereich des Kanals für die austretende Luft (M′,
M′′, B, B′, N) über Stützbleche 59 verbunden. Darüber
hinaus können auch innerhalb der Blaskästen 47, 48 im
Bereich der Düsenspalte 33′, 33′′ Bleche 60 vorge
sehen sein, die zwischen den runden kurzen Seiten der
Blaskästen 47, 48 und ihren den Spalt 50 begrenzenden
langen Seiten angeschweißt werden, so daß sich letztlich
eine starre und verwindungssteife Einheit ergibt.
In Fig. 5 ist der in Fig. 4 dargestellte Luftleitkasten
20 in deren Ansicht P gezeigt.
Der Luftleitkasten 20 ist seitlich durch ein Seiten
schild 46 begrenzt, wobei das Stützband 18 über das
Seitenschild 46 hinausreicht und die Papierbahn 16
relativ dazu zurücksteht. Mit dem Seitenschild 46
sind zwei Blasluftzuführungsrohre 51′ und 56′ ver
bunden, die zwischen den beiden Seitenschilden 46
die genannten Rohre 51 bzw. 56 für die Blasluftver
sorgung des Luftleitkastens 20 bilden. Die beiden
Rohre 51, 56 sind über die Stützbleche 59 im vorge
gebenen Abstand zueinander fixiert. Dieser Abstand er
gibt sich im wesentlichen über die Breite des Spalts 50
für die Luft aus dem Einlaufzwickel 45, die Breite
der Düsenspalte 33′, 33′′ und die Breite des Luftsaug
kanals 32′ bzw. des Kanals für die von der Walze 11
abgestreifte Luft. Über die Länge der Rohre 51, 56 sind
äquidistant die Blasluft-Verteilerrohre 52 vorgesehen,
über die die von den Blasluft-Zuführrohren 51′, 56′ zu
geführte Luft an die beiden Blaskästen 47, 48 übergeben
wird.
In Fig. 6 ist eine dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4
und Fig. 5 gegenüber vereinfachte Form eines Luftleit
kastens 20 dargestellt. Bezüglich des dem Stützband
18 und der Papierbahn 16 gegenüberliegenden, d. h.
den Luftspalt 23 bestimmenden Teils ist ein erster, dem
Blaskasten 47 nach Fig. 4 entsprechender Blaskasten 47′
vorgesehen, der mit einem Rohr 51′ und Blasluftverteil
rohren 52′ ein in sich geschlossenes Blasluftsystem
bildet. Der von der Luftgrenzschicht M in den Luftsaug
kanal abgezweigte Teil M′ wird über den Treibstrahl B
angesogen und ausgeblasen. Der Treibstrahl B wird über einen
Düsenspalt 33′ ausgeblasen.
Diesem Blaskasten 47′ liegt im Abstand eines Spalts 50′
für die aus dem Einlaufzwickel 45 abzuführende Luft
M′′ ein zweiter in sich steifer, geschlossener Kasten 60
gegenüber, der - wie der zweite Blaskasten 48 aus
Fig. 4 - spitzwinklig dreieckig ausgebildet ist, und der
an seiner relativ zur Walze 11 voreilenden Kante seiner
kurzen runden Seite ebenfalls einen mechanischen Luft
abstreifer 58 für die von der Walze 11 mitgeführte
Luft aufweist. Diese abgezweigte Luft N′ wird im
Bogen zum Spalt 50′ bzw. zum Düsenspalt 33′ hin
abgeleitet und über den Treibstrahl B mit abgeführt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der der Walze 11
gegenüberliegende Teil des Luftleitkastens 20 somit
nicht aktiv als Blaskasten betrieben; die von der Walze
11 abgestreifte Luft N′ wird vom Treibstrahl B des
die Leitwand 21 bildenden Blaskastens 47′ beein
flußt.
Der in Fig. 6 dargestellte Luftleitkasten 20 ist eben
falls mittels Stütz- und Versteifungsblechen zu einer
starren und verwindungssteifen Einheit komplettiert;
darüberhinaus weist er ebenfalls Seitenschilde 46 auf.
Bezugnehmend auf Fig. 4 und Fig. 6 soll noch angemerkt
werden, daß die Rohre 51 und 56 bzw. 51′ an ihrer
vom Luftleitkasten 20 abgewandten Seite mit einer
tangential zur Ausströmrichtung der Luft gerichteten -
gestrichelt eingezeichneten - Luftabreißkante 61 ver
sehen werden können, um die ausströmende Luft daran zu
hindern, um das jeweilige Rohr herum zum jeweiligen Luft
einlaufpunkt zu fließen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Luftleitkastens 20
zeigt Fig. 7.
Dieser hier gezeigte Luftleitkasten 20 unterscheidet
sich von dem anhand Fig. 4, 5 und 6 erläuterten Luft
leitkasten 20 insoweit prinzipiell, als die Luft aus
dem Einlaufzwickel 45 über einen - an sich bekannten -
Treibstrahl C im Bereich des in den Einlaufzwickel 45
reichenden Teil des Luftleitkastens 20 abgesogen wird.
Der Luftleitkasten 20 als Ganzes hat in etwa die
Form eines Trapezes, dessen lange Grundseite unter
Bildung des Luftspalts 23 dem Stützband 18 gegen
überliegt und die sich etwa vom Ablaufpunkt Z der
abgebenden Walze 10 bis zum Einlaufzwickel 45 der
aufnehmenden Walze 11 erstreckt. Diese lange Grund
seite bildet zum wesentlichen Teil die Leitwand 21.
Die eine - bezogen auf Fig. 7 - vom Einlaufzwickel 45
ausgehende kurze Seite schließt abgerundet an die
Leitwand 21 an und verläuft etwa tangential zur
Mantellinie der aufnehmenden Walze 11. Diese kurze
Seite weist über die gesamte Breite betrachtet (senk
recht zur Zeichenebene) einen Blasspalt 65 auf, der
so angeordnet und ausgerichtet ist, daß ein aus
tretender Luftstrom, der genannte Treibstrahl C,
tangential zur Walze 11 bläst, und der gleichzeitig
Luft aus dem Einlaufzwickel absaugt und der von der
Walze 11 mitgeführten Luft, d. h. deren Eindringen
in den Einlaufzwickel 45, einen Widerstand entgegen
setzt.
Die zweite kurze Seite des Trapezes beginnt mit ihrem
spitzen Winkel etwa am Ablaufpunkt Z der abgebenden
Walze 10. Der genannte spitze Winkel ist sehr klein
gewählt, so daß die auflaufende Luftgrenzschicht M
von einer Abstreifkante 66, einem Grenzschichtteiler,
geteilt wird, d. h. der wesentliche Teil dieser Luft
grenzschicht M wird am Eindringen in den Luftspalt 23
gehindert.
Hinter der genannten Abstreifkante 66 - in Laufrichtung
17 gesehen - ist quer über den Luftleitkasten 20 in
der Leitwand 21 ein Luftsaugschlitz bzw. Luftsaug
kanal 32′ vorgesehen, in den ein an der Abstreifkante 66
vorbei in den Luftspalt 23 eindringender Teil der
Luftgrenzschicht M gesogen werden kann, und zwar
mit einem Treibstrahl B, der im Abstand von der Leit
wand 21 gegen die Laufrichtung 17 bläst.
Der Luftsaugkanal 32′ wird durch einen Freiraum zwischen
einem hinter der Abstreifkante 66 liegenden Versteifungs
rohr 67 und einer von der Ebene der Leitwand 21 etwa
lotrecht abgehenden Kanalwand 68 gebildet, die etwa
koaxial zum Versteifungsrohr 67 verläuft. Die Kanal
wand 68 hat im Abstand von der Leitwand 21 eine freie
Kante, der wiederum im Abstand eine innere Leitwand 69
gegenüberliegt, die von der zulaufseitigen kurzen Trapez
seite her eingezogen ist, und die mit der der Leitwand 21
gegenüberliegenden Trapezseite über ein zweites Ver
steifungsrohr 70 verbunden ist.
Wird durch den Spalt 71 zwischen der Kanalwand 68 und
der Leitwand 69 der Treibstrahl B geblasen, so ent
steht im Luftspalt 23 eine Sogwirkung und die Luft im
Luftspalt 23 wird durch den Luftsaugkanal 32′ abge
sogen und nach außen geführt. Der Ausströmkanal selbst
wird durch den Freiraum zwischen den genannten Ver
steifungsrohren 67 und 70 gebildet.
Die Blasluftversorgung für den gesamten Luftleitkasten 20
gemäß Fig. 7 basiert auf einem Blasluft-Zuführrohr 72,
das seitlich an den trapezförmigen Kasten angesetzt ist
und Luft einbläst. Diese Blasluft wird als Treibstrahl B
durch den Spalt 71 zwischen der Kanalwand 68 und
der Leitwand 69 und als Treibstrahl C gegen die auf
nehmende Walze 11 durch den Blasschlitz 65 ausge
blasen. Da der trapezförmige Kasten seitlich - analog zu
Fig. 4 und 6 - über Seitenschilde 46 begrenzt ist,
bildet sich zwischen diesen ein quasi geschlossenes Blas
luftsystem aus.
Bezüglich der konstruktiven Ausbildung des Luftleit
kastens 20 nach Fig. 7 soll unter besonderem Hinweis
auf die zeichnerische Darstellung noch bemerkt werden,
daß das erste Versteifungsrohr 67 mit der Kanalwand
68 und über einen zur Abstreifkante 66 hin verlaufen
den Vorsatz 73 mit der am zweiten Versteifungsrohr 70
fixierten inneren Leitwand 69 starr verbunden ist und
zwar über eine Mehrzahl von Stützblechen 74. Die innere
Leitwand 69 ist ebenfalls über ein Stützblech 74′ an
der eigentlichen Leitwand 21 fixiert. Die der auf
nehmenden Walze 11 gegenüberliegende Wand des Luft
leitkastens 20 ist darüberhinaus über ein weiteres
Versteifungsrohr 75 mit dem zwickelnahen Bereich der
Leitwand 21 versteift.
Insgesamt gesehen ergibt sich somit ebenfalls ein in
sich starrer und verwindungssteifer Luftleitkasten.
Abschließend sei noch angemerkt, daß die Luftleitkästen
gemäß Fig. 4 bis 7 zwar nur im Hinblick auf die zwischen
den abgebenden und aufnehmenden Walzen für die soge
nannte Foilwirkung verantwortlichen Luftspalte zum Stütz
band mit der Papierbahn hin erläutert wurden. Es wurde
jedoch bereits darauf hingewiesen, daß diese Luftleit
kästen auch mit den anhand von Fig. 2 und Fig. 3 er
läuterten seitlichen Ejektoreinrichtungen kombiniert
werden können, so daß letztlich auch im Randbereich opti
male Luftverhältnisse gegeben sind. Es ist selbstver
ständlich, daß diesbezüglich eine entsprechende Ab
stimmung zwischen den Luftleitkästen einerseits und den
Seitenschilden andererseits konstruktiv zu berück
sichtigen ist.
Claims (14)
1. Luftleitkasten zum Stabilisieren einer laufenden Warenbahn, insbe
sondere einer Papierbahn, der sich quer zur Laufrichtung der Waren
bahn zumindest über einen Teil der Breite der Warenbahn erstreckt
und der eine Leitwand aufweist, die sich entlang der Warenbahn er
streckt,
wobei zwischen der Leitwand und der Warenbahn ein Luftspalt ver bleibt und
wobei eine Einrichtung zum Verringern der in den Luftspalt eindrin genden Luftmenge mittels eines vom Luftleitkasten ausgehenden Treibstrahls vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitkasten (20) an wenigstens einer der dem Zulaufbereich der Leitwand (21) - oder den in Lauf richtung der Warenbahn (18) verlaufenden Stirnseiten der Leitwand (21) - zugeordneten Randzonen der Leitwand (21) einen Luftsaugkanal (32, 32′) mit einem Luftsaugschlitz in der Randzone der Leitwand (21) aufweist,
wobei der Luftsaugkanal (32, 32′) einen Düsenspalt (33; 33′, 33′′; 71) als Einlaß für den Treibstrahl (B, B′) aufweist und zu einer Ausströmöffnung führt, die im Abstand von der Warenbahn (18) am Luftleitkasten (20) vorgesehen ist.
wobei zwischen der Leitwand und der Warenbahn ein Luftspalt ver bleibt und
wobei eine Einrichtung zum Verringern der in den Luftspalt eindrin genden Luftmenge mittels eines vom Luftleitkasten ausgehenden Treibstrahls vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitkasten (20) an wenigstens einer der dem Zulaufbereich der Leitwand (21) - oder den in Lauf richtung der Warenbahn (18) verlaufenden Stirnseiten der Leitwand (21) - zugeordneten Randzonen der Leitwand (21) einen Luftsaugkanal (32, 32′) mit einem Luftsaugschlitz in der Randzone der Leitwand (21) aufweist,
wobei der Luftsaugkanal (32, 32′) einen Düsenspalt (33; 33′, 33′′; 71) als Einlaß für den Treibstrahl (B, B′) aufweist und zu einer Ausströmöffnung führt, die im Abstand von der Warenbahn (18) am Luftleitkasten (20) vorgesehen ist.
2. Luftleitkasten nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Luftsaugkanal (32′) in der zulaufseitigen Rand
zone vorgesehen ist und sich quer zur Laufrichtung (17)
der Warenbahn (18) erstreckt.
3. Luftleitkasten nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Luftsaugkanal (32) zumindest in einer der
beiden stirnseitigen Randzonen vorgesehen ist und sich
parallel zur Laufrichtung (17) der Warenbahn erstreckt.
4. Luftleitkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die stirnseitigen Randbereiche durch Schottwände
(40) separiert sind, wobei eine mittlere Hauptkammer
(20.2) und zwei seitliche Randkammern (20.1) gebildet
sind.
5. Luftleitkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftsaugkanal (32, 32′)
einseitig durch ein als Versteifungsrohr dienen
des Rohr (31, 51, 51′, 67) begrenzt ist.
6. Luftleitkasten nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Rohr (67) eine gegen die Laufrichtung (17) der
Warenbahn (18) gerichtete Kante (66) zur Teilung der Luft
grenzschicht (M) vorgesetzt ist.
7. Luftleitkasten nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (31, 51) zugleich als Blasluftzuführrohr aus
gebildet ist und über mehrere über die Warenbahnbreite
verteilte Blasluftverteilrohre (52) mit dem Luftleitkasten
verbunden ist.
8. Luftleitkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt des Luftsaugkanals (32, 32) in Strö
mungsrichtung betrachtet konstant ist oder geringfügig di
vergiert.
9. Luftleitkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftsaugkanal (32, 32′) ausgangsseitig durch eine
Luftabreißkante (35, 61) begrenzt ist.
10. Luftleitkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß er mittels eines ihn durchdringenden, in den Luftsaug
kanal (32, 32′) einmündenden Zwickelentlüftungskanals
(Spalt 50, 50′) zugleich für die Entlüftung des Einlauf
zwickels (45) ausgebildet ist, welcher sich zwischen einer
Walze (11) und einer auf diese auflaufenden Warenbahn
(18) bildet.
11. Luftleitkasten nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mündungsstelle des Treibstrahls (B) sich zwischen
dem Luftsaugkanal (32, 32′) und dem Zwickelentlüftungskanal
(Spalt 50, 50′) befindet.
12. Luftleitkasten nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Blaskästen (47, 48) mit zwei als Blasluftzufüh
rungsrohr dienenden Rohren (51, 56) und zwei Luftsaugkanälen
(32′, 57) den Zwickelentlüftungskanal
(Spalt 50, 50′) begrenzen.
13. Luftleitkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftleitkasten mittels eines an sich bekannten, der Umlaufrichtung
einer die Warenbahn (18) aufnehmenden Walze (11) entgegengesetzten zweiten
Treibstrahls (C) zugleich für die Entlüftung des Einlaufzwickels
(45) ausgebildet ist, welcher sich zwischen der
Walze (11) und der auf diese auflaufenden Warenbahn
(18) bildet.
14. Luftleitkasten nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Treibstrahl (B) und der zweite Treibstrahl (C)
über ein gemeinsames Blasluftzuführrohr (72) versorgt
werden.
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- 1988-11-15 SE SE8804106A patent/SE466751B/sv not_active IP Right Cessation
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