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Die
Erfindung betrifft einen Leitkörper
zum berührungslosen
Führen
einer laufenden Papier-, Karton oder anderen Faserstoffbahn mir
einer Leitfläche,
die der laufenden Faserstoffbahn zugeordnet ist und die sich im
Wesentlichen über
die gesamte Bahnbreite erstreckt, wobei der Leitkörper zumindest teilweise
aus einem luftdurchlässigen
porösen
Material besteht, das mit Druckgas beaufschlagbar ist, um über das
durch dieses poröse
Material hindurchströmende
Gas zwischen der Leitfläche
und der laufenden Faserstoffbahn einen Luftfilm zu bilden.
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Eine
derartige Bahnführungseinrichtung
mit einem Leitelement ist in der nachveröffentlichten
DE 10322525 beschrieben. Allerdings
wird hierbei ein Luftpolster erreicht, welches durch mit der schnelllaufenden
Faserstoffbahn mitgeführte
Schleppluft über die
Bahnbreite hinweg ungleichmäßig oder
sogar teilweise zerstört
wird, so dass die Faserstoffbahn nicht ausreichend genug, d.h. kontaktlos
geführt
werden kann.
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Die
Gefahr der Faltenbildung- vor allem bei bei einer noch feuchten
oder frisch mit einem flüssigen
Auftragsmedium behandelten Bahn ist weiterhin gegeben.
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Es
hat sich in der Praxis nämlich
gezeigt, dass die feuchte Bahn, insbesondere eine in einer Streicheinrichtung
mit Auftragsmedium behandelte Bahn quillt. Deshalb ist die Erhöhung des
Bahnzuges notwendig, um die Bahn weiterfördern zu können und Berührungen
mit den Bahnführungselementen
zu vermeiden.
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Infolge
des erhöten
Bahnzuges entstehen Längsfalten.
Diese treten vor allem an Luftumlenkeinheiten als sogenannte Omegafalten,
in Form von zur Umlenkseite hin gestülpte Längsschwielen, in Erscheinung.
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Dadurch
ergeben sich wiederum negative Folgen, wie Störungen im Strich, in der Feuchtigkeits- oder
Farbaufnahme, umgekippte Falten, Bahnplatzer und Falze.
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Die
mit bekannten Einrichtungen erzeugten Luftkissen wirken der Faltenbildung
nicht entgegen, sie geben den Falten sogar nach.
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Die
bisher bekannten kontaktlosen Bahnführungselemente erfüllen zwar
die Aufgabe, die Bahn zu stützen
und umzulenken, jedoch nicht die gleichzeitige Vermeidung oder Beseitigung
von Längsfalten.
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Auch
die in der nachveröffentlichten
DE 10254777 (PU11539) beschriebene
Vorrichtung mit einem aerodynamischgeformten Leitkörper mit
einer tragflügelfömigen Oberseite
bzw. Leitfläche
konnte nicht voll überzeugen,
da sie recht aufwändig
in ihrer Herstellung ist. Außerdem
wird zur Ausbildung eines stabilen Gleitfilmes eine zusätzliche
Blaseinrichtung benötigt,
die die gesamte Bahnführeinrichtung
verteuert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weiter verbesserte Vorrichtung
zu entwickeln, mit der sowohl eine kontaktlose Führung und Umlenkung, als auch
eine Beseitigung und Vermeidung von Längsfalten einer laufenden Faserstoffahn
möglich ist.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird gelöst
durch einen im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen, im Wesentlichen
bahnbreiten Leitkörper
aus einem luftundurchlässigen,
porösen
Material.
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Der
erfindungsgemäße Leitkörper besteht aus
einem Tragkörper
und einem Gleitschuh. Tragkörper
und Gleitschuh können
entweder einstückig miteinander
verbunden oder aus mehren Teilen zusammen gefügt sein. Nur der Gleitschuh
selbst braucht deshalb aus dem luftdurchlässigen, porösen Material gefertigt sein.
Insgesamt ist der Leitkörper dann
leichter, aber dennoch kompakt ausgebildet. Der Gleitschuh weist
auch eine speziell geformte Leitfläche zum Führen der Faserstoffbahn auf.
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Bei
mehrteiliger Ausführung
des gesamten Leitkörpers
lässt sich
der Gleitschuh einfach auswechselban – gewünschtenfalls gegen einen Gleitschuh
von veränderter Formgebung-
und ist so auch leichter reinigbar.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Zulauf- bzw. Auflaufseite des Gleitschuhes (das ist jene
Seite zu welcher die Faserstoffbahn zuerst zu- oder aufläuft) mit
einer in einem spitzen Winkel α von ca.
25 bis 45° ausgeführten langgestreckten
und abgerundeten Auflaufnase mit einem Radius R1 von ca. 2 bis 10
mm versehen ist. Durch diese Ausgestaltung erreicht man, dass eine
mit der schnelllaufenden Faserstoffbahn eingeschleppte Luftgrenzschicht,
die die Ausbildung und Beibehaltung eines stabilen dünnen Luftfilmes
stören
würde,
abgeschält
wird.
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Dadurch
ist der Leitkörper
in der Lage und besser als bisher, eine stabile und gleichmäßige Führung der
Faserstoffbahn zu gewährleisten
und darüber
hinaus eine Breitstreckwirkung der Bahn zu erreichen, wodurch die
gefürchteten
Längsfalten
vermieden werden können.
Vor allem bei einer feuchten und/oder frisch gestrichenen Faserstoffbahn
ist das sehr wünschenswert,
zumal solche Bahnen sehr Abriss gefährdet sind.
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In
Ausbilldung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gleitschuh des
Leitkörpers
auch eine Ablaufseite aufweist, die in einer in einem Winkel β von ca.
45 bis 90° ausgeführten kurzen
Ablaufnase und einer Abrundung mit einem Radius R2 von ca. 2 bis 10
mm endet. Damit werden bessere Strömungsverhältnisse erreicht.
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Außerdem ist
erfindungsgemäß vorgesehen, dass
die der Faserstoffbahn zugewandte Leitfläche des Gleitschuhes schwach
konvex gekrümmt
ist. Die Leitfläche
ist dabei von der Zulaufseite her zu ca. 2/3 seiner Gesamtlänge mit
einem ersten Radius R3 zwischen 1500 und 4000mm und von da aus anschließend in
einem zweiten Radius R4 zwischen 200 und 500mm ausgeführt.
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Diese
Ausgestaltung bewirkt ein sehr sanftes Aufschwimmen der Faserstoffbahn
auf der besagten Leitfläche,
wodurch nachträgliche
oder erneute Ausbildungen von Längsfalten
in der Bahn vermeidbar sind.
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Der
Leitkörper
lässt sich
sehr vorteilhaft hinsichtlich eines Anstellwinkels und/oder eines
Abstandes zur Faserstoffbahn um eine Achse und/oder um seine Mittellinie
drehen. Darüberhinaus
kann er auch horizontal in Quer- und Längsrichtung verstellbar sein.
Damit ist eine optimale Position zur Bahn einstellbar.
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Als
Material für
den Tragkörper
des Leitkörpers
kommt sowohl Metall als auch ein faserverstärkter Kunststoff, vorzugsweise
GFK (glasfaserverstärkter
Kunststoff) und für
den Gleitschuh beispielsweise ein fein poröser keramischer oder metallischer
Werkstoff in Frage. Es könnte
auch eine poröse
Keramik- oder Metallbeschichtung ausreichend sein.
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Der
Leitkörper
ist vor allem geeignet, um innerhalb einer Maschine zur Herstellung
und/oder Veredelung einer Papier- oder Karton oder anderen Faserstoffbahn
eingesetzt zu werden.
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Er
ist dabei als selbstständiges
Bahnführungselement
wirkend, als Ersatz für
einen an sich bekannten Airturn (kontaktlos wirkendes Bahnumlenk-
und Trocknungselement) einsetzbar oder kann in unmittelbarer Nähe – also in
einem freien Bahnzug nach dem Airturn oder nach dem kontaktlos arbeitenden
Umlenkelement, wie dem Airturn oder einem Schwebetrockner, oder
aber auch innerhalb eines Schwebetrockners oder eines sogenannten,
an sich bekannten Moduledryers (siehe DE U1 201 05 252) angeordnet
sein.
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Besonders
vorteilhaft lässt
sich der Leitkörper
in Streichanlagen einsetzen. Hier ist eine Bildung von Längsfalten
besonders kritisch. Deshalb und zum Schutz der frisch aufgebrachten
Schicht ist der Leitkörper,
oder mehrere davon, in Laufrichtung der Faserstoffbahn einem Streichaggregat
zum Beschichten einer oder beider Seiten der Faserstoffbahn nachgeordnet.
Dadurch kann die Stabilisierungs- und Glättungswirkung des Leitkörpers bzw. des
Gleitschuhes erhöht
werden.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
des Leitkörpers
und dessen Anordnung ermöglicht
eine Verbesserung des Laufwirkungsgrades der Herstellungs- und/oder Veredelungs-
bzw. Streichmaschine und erhöht
zudem die Produktqualität
der Faserstoffbahn, wie beisielsweise die eines gestrichenen Papieres.
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Zusätzliche
Maßnahmen
zu Erhöhung
des Bahnzuges sind nicht mehr notwendig. Das ist um so bedeutender,
da damit die Abrissgefahr deutlich herabgesetzt werden kann.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen.
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Die
Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:
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Es
zeigen in schematischer Darstellung:
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1:
einen erfindungsgemäßen Leitkörper im
Querschnitt
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2:
eine Einbaumöglichkeit
innerhalb einer Herstellungs- oder Veredelungsmaschine
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3:
eine Einbaumöglichkeit
innerhalb einer Streichmaschine
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In
der 1 ist ein erfindungsgemäßer Leitkörper 1, im Querschnitt
dargestellt.
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Er
weist einen Tragkörper 2 und
einen an diesem befestigten Gleitschuh 3 mit einer Leitfläche 4 auf,
die der Faserstoffbahn 5 zu deren berührungslosen Führung und
ggf. Umlenkung zugewandt ist. Der Tragkörper 2 befindet sich
an der Rückseite
des Gleitschuhes 3 und könnte auch einstückig mit
dem Gleitschuh 3 verbunden sein.
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Der
Leitkörper 1 oder
beser gesagt sein Gleitschuh 3 ist an seiner Zulaufseite 6 – also jener Seite
auf die die Faserstoffbahn 5 in gezeigter Laufrichtung
L zuläuft – mit einer
in einem spitzen Winkel α von
ca. 25 bis 45° ausgeführten langgestreckten Auflaufnase 7 versehen.
Diese Nase 7 hat eine Abrundung, welche in einem Radius
R1 von 5mm ausgeführt
ist. Damit wirkt der Gleitschuh gleichzeitig als Schaufel und kann
die mit der bis zu 2000m/min und mehr laufenden Bahn 5 mit
eingeschleppte Luftgrenzschicht von der Bahnoberfläche abschälen und nach
außen
abdrängen.
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Der
Gleitschuh 3 des Leitkörpers 1 besitzt auch
eine Ablaufseite 8, von der die Bahn ab- bzw. wegläuft. Die
Ablaufseite hat nur eine kurze Ablaufnase 9, welche in
einem größeren Winkel
als die Auflaufnase 7 und zwar in einem Winkel β von ca.
60° ausgeführt ist.
Der Radius R2 der Abrundung ist im Beispiel allerdings gleich groß wie die
Auflaufnase gehalten, nämlich
5 mm.
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Die
Leitfläche 4 des
Gleitschuhes 3 ist schwach konvex gekrümmt, wobei die Leitfläche 4 von
der Zulaufseite 6 her zu ca. 2/3 seiner Gesamtlänge mit
einem ersten Radius R3 von 1700 mm und von da aus übergehend
in einen zweiten Radius R4 von ca. 300 mm ausgeführt ist.
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Der
Gleitschuh hat damit eine strömungstechnisch
günstige
Kontur und gewährleistet
ein optimales Laufverhalten der darüber laufenden Faserstoffbahn 5.
Mit einem solchermaßen
ausgestalteten Körper
wird ein sanftes Aufschwimmen der Bahn 5 auf einem nur
dünnen
Gasfilm erreicht.
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Um
eine optimale Eintauchtiefe des Leitkörpers 1 in die Bahn 5 zu
gewährleisten,
ist dieser hinsichtlich eines Anstellwinkels und/oder eines Abstandes
zur Faserstoffbahn 5 um seine Mittellinie M drehbar und/oder
horizontal verschiebbar, wie in der 1 mit Doppelpfeilen
angegeben ist.
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Der
Tragkörper 2 des
Leitköpers 1 ist
mit einer Zufuhreinrichtung 10 für das Druckgas 11,
insbesondere Luft, verbunden. Das Gas gelangt zunächst über eine
Zufuhrleitung 12 mit Abzweigungen in das Innere des Tragkörpers 2.
Die Abzweigungen 12 münden
in im Gleitschuh 2 eingearbeitete Verteilkanäle 13,
von wo aus das zugeführte
Gas, bzw. Luft, durch das fein poröse Material des Gleitschuhes
diffundiert und auf der Leitfläche 4 einen
dünnen
und feinst verteilten Gasfilm 14 ausbilden kann.
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Der
Gas-, insbesondere Luftfilm 14 ist unter 5 mm stark. Vorzugsweise
beträgt
er nur 1 mm.
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Diese
Stärke
ist für
eine einwandfreie und kontaktlose Führung der Bahn 5 völlig ausreichend, bietet
aber den Vorteil, dass sich keine Falten in der Bahn 5 ausbilden
oder neu bilden können.
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Der
Arbeitsdruck des zugeführten
Gases, insbesondere der Luft beträgt ca. 1 – 12 bar, vorzugsweise 4 bar.
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Der
Gleitschuh 3 des Leitkörpers 1 besteht aus
fein-porösem
Material, beispielsweise einem keramischen Werkstoff, Sintermetall,
Metallschaum oder auch Kunststoff.
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2 zeigt,
dass der Leitkörper 1 innerhalb einer
Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Papier-, Karton-
oder anderen Faserstoffbahn eingesetzt ist und dabei als selbständiges Bahnführungselement
wirkt oder in unmittelbarer Nähe
eines kontaktlos arbeitenden Umlenkelementes, beispielsweise einem
Airturn 15 und/oder oder einem Schwebetrockner 16 angeordnet
ist.
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In 3 ist
gezeigt, wie der Leitkörper 1 in Laufrichtung
L der Faserstoffbahn 5 einer Streichvorrichtung 17 zum
Beschichten der Faserstoffbahn 5 nachgeordnet ist. Als
Streicheinrichtung 17 ist im Beispiel ein sogenannter Speedcoater
gewählt.
Dabei sind jeweils ein Streichaggregat 18 bzw. 18' einer Auftragswalze 19 bzw. 19' zugeordnet,
mit denen in einem Nip 20, den die Bahn durchläuft, das
Streichmedium 21 zugleich auf beide Bahnseiten aufgbracht wird.
Als Streichmedium 21 dient ein flüssiges bis pastöses Streichmedium,
wie Leim, Stärke,
Streichfarbe oder dergleichen.
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Aus
der 3 ist außerdem
entnehmbar, dass mehrere Leitkörper 1 hintereinander angeordnet
eine Bahnumlenkung bewirken. Da eine beidseitige Beschichtung mit
den Auftrags- bzw. Streichaggregaten 18 und 18' erfolgt und
die frisch aufgebrachten Schichten keiner berührung durch irgendwelche Bauteile
ausgesetzt sein soll, sind die Leitkörper 1 auch beiden
Bahnseiten zugeordnet.
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Bei
nur einseitiger Beschichtungmit den Aggregat 18 oder 18' braucht selbstverständlich der oder
die mehreren Leitkörper 1 auch
nur auf dieser beschichteten Bahnseite vorhanden zu sein.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Leitkörper ist man
in der Lage, Längsfalten
in der Faserstoffbahn 5 zu vermeiden und zu beseitigen.
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- 1
- Leitkörper
- 2
- Tragkörper
- 3
- Gleitschuh
- 4
- Leitfläche
- 5
- Faserstoffbahn
- 6
- Zulaufseite
- 7
- Auflaufnase
- 8
- Ablaufseite
- 9
- Ablaufnase
- 10
- Zufuhreinrichtung
- 11
- Druckgas
- 12
- Zufuhrleitung
- 13
- Verteilkanal
- 14
- Gasfilm
- 15
- airturn
- 16
- Schwebetrockner
- 17
- Streichvorrichtung
- 18
- Streichaggregat
- 19
- Auftragswalze
- 20
- Nip
- 21
- Streichmedium
- L
- Laufrichtung
- M
- Mittellinie
- R1
- Abrundung
der Auflaufnase
- R2
- Abrundung
der Ablaufnase
- R3
- erster
Krümmungsradius
der Leitfläche
- R4
- zweiter
Krümmungsradius
der Leitfläche
- α
- Winkel
der Auflaufnase
- β
- Winkel
der Ablaufnase