Verfahren und Vorrichtung zum Verändern der Breite von Bahnen, insbesondere zum Längskreppen von Papier. Die vorliegende _ Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ver ändern der Breite von Bahnen, insbesondere zum Längskreppen von Papier.
Das Verfahren besteht darin, dass die fortlaufend bewegte Bahn an einen Körper angepresst wird, der in seinem mit der Bahn in Berührung kommenden Teil nach einem Rotationskörper geformt ist, dessen Achse O ebogen wurde.
Im folgenden wird sowohl das Verfahren, wie auch die Vorrichtung anhand der Zeich nung beispielsweise erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Vorrichtung zum Verändern der Breite einer Papierbahn schematisch in Seitenansicht, Fig. \? die gleiche Vorrichtung schema tisch in Draufsicht, Fig. 3 schematisch eine Ausführungs form, bei welcher ein sich drehender, ge- bogener Rotationskörper mit einem festste henden Gegenstück zusammenarbeitet, Fig. 4 schematisch eine weitere Ausfüh rungsform,
bei welcher die zu verarbeitende Bahn um einen feststehenden Rotationskörper herumgeführt wird; Fig. 5 zeigt einen Rotationskörper vor seiner Biegung im Querschnitt, der aus ein zelnen Scheiben mit einem Mantel aus ela stischem Werkstoff besteht;
Fig. 6 zeigt den gleichen Rotationskörper im gebogenen Zustand im Querschnitt; Fig. 7 zeigt .in Abwicklung die Öber- fläche des Rotationskörpers nach Fig. -6; die Fig. 8 bis 14 zeigen verschiedene andere Ausführungsbeispiele für einen Rotations körper entsprechend Fig. 6.
In den Fig. 1 und 2 bedeutet a eine dreh bare Walze von bleichmässigem Durchmesser, deren Achse b beispielsweise nach einer Kreislinie gekrümmt ist. Die Bahn c, die über die Leitwalzen d und e zu- bezw. ab geführt wird, wird nun .gezwungen, um die gekrümmte Walze a herumzulaufen, wobei sie sich beim Lauf in der Pfeilrichtung ent sprechend der Verkürzung der Meridianlinie von f zu g zusammenzieht.
Damit die Papierbahn nicht in .groben Falten zusammenläuft, sondern die gewünsch ten feinen und regelmässig verteilten Krepp falten erhält, wird sie mit kräftigem Druck an die Walzenoberfläche angepresst. Es ge nügt also nicht eine leichte Spannung, wie sie etwa bei der Führung einer Papierbahn über die Leit- oder Spannwalzen einer Pa- papiermaschine entsteht.
Wird die Papier bahn in umgekehrter Richtung durch die Vorrichtung geführt, bewirken die infolge des Oberflächendruckes entstehenden Rei bungskräfte zwischen Bahn und Walzen oberfläche eine Verbreiterung der Bahn.
Der gebogene Rotationskörper kann zum Beispiel aus Gummi bestehen, und zwar aus Vollgummi oder hohl ausgebildet sein, ge gebenenfalls unter Anwendung von Innen druck nach Art eines Autoreifens. Statt des sen kann er aber auch aus einer grösseren Zahl schmaler Scheiben aus Metall oder einem son stigen ,geeigneten Material zusammengesetzt sein, die im Winkel zueinander stehen. Diese Scheiben können auch mit einem Gummi überzug versehen sein.
Bei Anwendung eines gebogenen Rota tionskörpers, der aus einzelnen Scheiben zu sammengesetzt ist, wird sich die Zahl der zur Anwendung gebrachten Scheiben durch eine mehr oder weniger grosse Feinheit der Kreppung ausprägen. In je mehr Einzel elemente die Oberfläche des Rotationskörpers aufgelöst ist, desto feiner wird die Wirkung sein.
Die feinste und gleichmässigste Wir kung wird dann eintreten, wenn in .der Ober fläche des Rotationskörpers überhaupt keine erkennbaren Einzelelemente mehr vorhanden sind, wenn also die Oberfläche etwa aus einem einheitlichen formveränderlichen Werk stoff, z. B. -Gummi, besteht, indem über eine Mehrzahl im Winkel zu einander, an geordneter drehbarer Nabenkörper ein Gummirohr gesteckt ist, das zweckmässig bei derseits in Endscheiben oder dergleichen ge fasst wird.
Während der Drehung dieser gekrümmten Walze verändert sich die Entfernung zwi schen je zwei einander entsprechenden Um fangspunkten beider Endscheiben einmal pro Umdrehung zwischen einem Grösstwert und einem Kleinstwert, und das nachgiebige Rohr macht in seinen einzelnen Meridian linien diese Veränderung mit. Die Lage des Eintritts- und Austrittspunktes der Papier bahn oder dergleichen innerhalb des Ober flächenbereiches des Rotationskörpers be stimmt Art und Stärke der Streck- bezw. Kreppwirkung.
In Fig. 5 der Zeichnung ist ein Quer schnitt durch einen solchen aus Innenschei ben und biegsamem Rohr bestehenden Ro tationskörper dargestellt. A sei eine fest stehende, zum Beispiel aus Federstahl be stehende Achse, i eine darauf gesteckte Lagerbüchse, k .eine darum rotierende Innen scheibe und Z ein über die Scheiben gezogenes Gummirohr. Zu jeder Scheibe gehört eine Lagerbüchse. Fig. 5 stellt nun zunächst einen gedachten Zustand dar, in dem sieh das Gummirohr befindet, bevor die Achse A ihre Biegung erhalten hat.
Der Querschnitt des Gummirohres ist in diesem. Zustand sym- merisch zur Achse.
In Fig. 6 ist nun der Rotationskörper in seinem wirklichen, das heisst gebogenen Zustand dargestellt. Die Krümmung sei in einer horizontalen Ebene, und zwar nach der Richtung erfolgt, dass die linke Seite des<B>ge-</B> zeichneten Querschnittes gesteckt, die rechte dagegen gestaucht ist.
Dies hat, da das Ma terial des elastischen Mantels das Bestreben hat, sein Volumen nicht zu verändern, - zur Folge, dass alle Querschnittselemente auf der linken Seite kleiner, auf .der rechten dagegen grösser werden. Dadurch wird der Radius des Rotationskörpers links kleiner, rechts .grösser.
Bei Drehung der Walze verändert sich somit die für die Papierbahn oder dergleichen massgebende Umfangsgeschwindigkeit in dem Sinne, dass sie von links nach rechts zunimmt. Dies führt zu Zerrungen der Bahn.
Die einzelnen Querschnittselemente er fahren ausser dieser Veränderung in radialer, auch eine solche in tangentialer Richtung.
Um diese letztere Formänderung besser zu verdeutlichen, ist das Gummirohr der Fig. 6 nach der Linie B-C aufgeschnitten gedacht und in Fig. 7 abgewickelt darge stellt. Die beiden wellenförmigen Seiten der Abwicklungsfigurdeuten das Länger- und hürzeriverden der Meridianlinien an. Bei na-7n ist die Meridianlinie am kürzesten, bei n-n am längsten.
Die Meridiane selbst sind mit o bezeichnet und so über- den abgewik- kelten Umfang der Walze verteilt, dass an den Enden der Walze, die den geschwun- genen Begrenzungslinien ira-n-7n der Figur entsprechen, ihre gegenseitigen Abstände ein ander gleich sind. Die tangentiale Formände rung der Gummiquerschnitte hat nun zur Folge, dass die Meridiane nach der Walzen mitte zu gegenseitige Verschiebungen erlei den, die darin bestehen, dass sie sich der Linie 2,i-n <I>zu</I> nähern, dagegen von der Linie m-m zu entfernen suchen.
Damit tritt über die ganze wirksame Fläche des Rotationskörpers. ein Verziehen ein, das zwar der erstrebten Krepp- bezw. Streckwirkung in der Quer richtung der Bahn keinen Abbruch tut, in der Längsrichtung aber eine nicht beabsich tigte, unangenehme Streck- bezw. Stauch t irkung zur Folge hat.
Versuche haben gezeigt, dass diese Neben wirkung so weit gehen kann, dass ein durch die Vorrichtung laufendes, bisher ungekrepp- tes Papier in der Längsrichtung zerreisst, oder dass ein bereits in der Querrichtung vorge- krepptes Papier im Verlauf der auftretenden Längskreppung seine Querkreppung wieder verliert.
Die nachteilige Wirkung lässt sich vermindern, wenn in der Querrichtung beson ders stark vorgekrepptes Papier behandelt wird, wobei dann bei der Längskreppung die Querkreppung auf das gewünschte Mass zu rückgeht. Die unerwünschte Nebenwirkung lässt sich auch durch die Anwendung von Mitteln vermeiden bezw. vermindern oder unschäd lich machen, die es gestatten, die Quer schnittsänderungen des formveränderlichen Werkstoffes entweder soweit als möglich zu begrenzen oder ihrerseits soweit als möglich unwirksam zu machen. Verschiedene solcher Mittel sind in den Fig. -8 bis 14 dargestellt.
Fig. 8 zeigt einen Ausschnitt aus dem Umfang eines Walzenkörpers, geschnitten parallel der - geradegestreckt gedachten Achse. p ist ein zum Beispiel aus Gummi bestehender Mantel. Er ist mit nach innen ragenden Flanschen q versehen, .die an den aus undehnbarem Material bestehenden Scheiben r befestigt sind.
Fig. 9 stellt einen Teilquerschnitt eines Rotationskörpers dar, dessen formveränder licher Mantel s mit Schlitzen t versehen ist, in welchen die sternförmig ausgebildeten Innen scheiben u eingreifen. Diese Innenscheiben können entweder einfach in den Mantel s hineingesteckt oder fest mit ihm verbunden, zum Beispiel einvulkanisiert sein. Gegebenen falls kann auch die Aussenfläche der Walze, wie dies bei E angedeutet ist, unterbrochen sein.
Fig. 10 und 11 zeigen im teilweisen Quer und Längsschnitt einen Rotationskörper, bei dem der formveränderliche Mantel v durch Stifte<I>w</I> mit den Nabenteilen <I>x</I> so verbun den ist, dass nur die unerwünschten tangen- tiaJen Formänderungen des Mantels verhin dert werden, während die meridionalen Form änderungen sich - durch die gegenseitige Winkeleinstellung der Nabenteila x - frei auswirken können.
Bei Fig. 12 ist eine ganze Walze, teils in Ansicht, teils in Längsschnitt zu erkennen. Ihr formveränderlicher Mantel y ist rechts und links in Endscheiben z gehalten und im Innern auf den Scheiben a1 abgestützt.
Bei ihm sind die tangentialen Formänderun- gen:dadurch verhindert, dass er Einlagen b1 enthält, die aus Ringen, Schnüren oder der gleichen bestehen können, die ringsum ver- laufen, in achsialer Richtung dagegen der bei der Krümmung der Walze auftretenden meridionalen Formänderung keine Hinder nisse bereiten.
Die drei übereinander gezeichneten Ein lagen lassen erkennen, dass man beispiels weise den ganzen formänderlichen Mantel durch Aufwickeln eines Gewebes erzeugen kann, das in der Umfangsrichtung undehnbar ist, in achsialer Richtung dagegen nachgie big. Solche Gewebe werden beispielsweise für sanitäre Zwecke vielfach, allerdings nur in geringer Breite, verwendet.
Fig. 13 zeigt eine Ausführung, bei wel cher der formänderliche Mantel aus einzelnen Ringen cl besteht, die mittels Stiften dl so in den Innenscheiben e1 befestigt sind, dass die tangentiale Bewegungsfreiheit gehemmt, die meridionale dagegen gewährleistet ist.
Schliesslich zeigt Fig. 14 einen Mantel, der aus einzelnen Profilstreifen parallel der Achse besteht. Diese Streifen f l werden durch die zahnförmigen Vorsprünge g1 der Innenscheiben in tangentialer Richtung arre tiert. Bei der Krümmung der Walze verän dert sich ihre Dicke D. Da dieselbe aber klein ist gegenüber,dem Aussenradius R der Walze, so bleibt diese radiale Veränderung in er träglichen Grenzen.
Die Schlitze zwischen den einzelnen Streifen f1 können -gerade, wellenförmig oder in anderer Weise gestaltet sein, so dass eine Verzahnung oder Überdeckung stattfindet.
Der Andruck der zu behandelnden Pa pierbahn oder dergleichen auf den Umfang des Rotationskörpers kann auf verschiedene weise bewirkt werden. Fig. 3 zeigt beispiels weise einen Fall, bei welchem die gekrümmte Walze a von einem feststehenden Gegen stück 1z mit vorzugsweise glatter Innen fläche umgeben ist, das eine pressende Wir kung auf die entstehenden Falten der Bahn ausüben kann.
Ferner kann die Führung der Bahn ge genüber .der Walze durch ein mitlaufendes, in bekannter Weise durch Leit- und Spann walzen geführtes Tuch aus nachgiebigem Werkstoff, zum Beispiel Gummi, Filz, Ge webe oder dergleichen erfolgen. Dasselbe kann mit oder ohne eigenen Antrieb ausge stattet sein.
Statt eines geschlossenen Tuches kann auch eine Mehrzahl von Schnüren, Drähten oder dergleichen Anwendung finden, die bei .dem Lauf um die gekrümmte Walze ihren gegenseitigen Abstand verändern. Dieselben können bei den Leitwalzen (d und e) der Fig. 1 und 2 gegebenenfalls durch einge drehte Rillen geführt werden.
Für den Fall, dass das die Bahn füh rende Tuch bezw. die Schnüre oder derglei chen einen eigenen Antrieb besitzen, kann auf einen besonderen Antrieb der gekrümmten Walze verzichtet werden.
Schliesslich kann der Körper, welcher in dem mit der Bahn in Berührung kommen den Teil nach einem Rotationskörper geformt ist, dessen Achse gebogen wurde, stillstehen. Fig. 4 zeigt eine solche Ausführung. Die Bahn wird in irgendeiner der beschriebenen Weisen über die Fläche des Körpers bewegt.
Wenngleich Fig. 2: erkennen lässt, dass beim Durchgang der Bahn durch ein ein ziges Walzensystem eine erhebliche Breiten veränderung möglich ist, können zur Steige rung der Wirkung natürlich .auch mehrere Einheiten hintereinander geschaltet werden.
Da der, beschriebene Vorgang der Breiten veränderung der Papierbahn oder dergleichen ein kontinuierlicher ist, ist es möglich, einen Kreppvorgang unmittelbar in den Lauf einer Papiermaschine oder eines sonstigen kon tinuierlich arbeitenden Apparates, zum Bei spiel eines Rollapparates, eines Querschnei ders, eines Kalanders oder dergleichen einzu schalten. Es wird daher der Übergang, zum Beispiel auf einen Umroller usw., erspart.
Soll doppelt gekrepptes Papier erzeugt werden, ist es möglich, das beschriebene Kreppverfahren in einem und demselben Ar beitsgang mit einem bekannten Kreppverfah ren mittels Kreppzylinder und Schaber durchzuführen.
Weiterhin sei noch erwähnt, dass das Ver fahren auch vorteilhaft angewendet werden kann, um bei Papiermaschinen, auf denen stark schrumpfende Papiersorten erzeugt wer den, dieser Schrumpfung entgegenzuwirken, das heisst die Arbeitsbreite der Maschine besser auszunutzen und gleichzeitig die Quer festigkeit des erzeugten Papieres zu. verbes sern.
Selbstverständlich können nach ,dem be schriebenen Verfahren und mit der beschrie benen Vorrichtung ausser Papierbahnen auch andere Blattmaterialien, wie zum Beispiel 1Zetallfolien und Zellulosefolien, behandelt werden.