-
Die
Erfindung betrifft ein Bahnleitelement zum berührungslosen Führen und/oder
Umlenken einer laufenden Papier- Karton- oder anderen Faserstoffbahn,
welches mit Druckgas beaufschlagbar ist und sich im Wesentlichen über die
gesamte Breite der Faserstoffbahn erstreckt.
-
Das
Bahnelement weist einen Mantel mit einer Bahnleitfläche und
wenigstens eine poröse,
gasdurchlässige
Schicht auf. Das Druckgas durchdringt in einer Betriebsphase den
Mantel, um in einem Betriebs- bzw. Arbeitsbereich zwischen der Bahnleitfläche und
der laufenden Faserstoffbahn einen Luftfilm zu bilden.
-
Ein
derartiges Bahnleitelement ist in der DE-A1 10322519 beschrieben
und wird vom Unternehmen der Anmelderin unter dem Namen "TopTurn" vertrieben.
-
Dadurch,
dass das Bahnleitelement einen Außenmantel aus porösem Material
aufweist, neigt die Bahnleitfläche
während
des Betriebes, eher als glatte Flächen, zum Verschmutzen, so
dass sich die winzigen Poren zusetzen und ihrer Funktion, die in der
Gas – bzw.
Luftdurchlässigkeit
besteht, nicht mehr gerecht wird. Die in der Regel sehr schnelllaufende
Faserstoffbahn lässt
sich dadurch nicht mehr einwandfrei führen.
-
Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Bahnleitelement
zu entwickeln, mit welchem die genannten Nachteile vermeidbar sind.
-
Die
Aufgabe der Erfindung wird gelöst
durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.
-
Demnach
ist vorgesehen, dass die poröse Schicht
einen Widerstand für
das den Mantel durchströmende
Druckgas bildet und das Bahnleitelement um seine eigene Längsachse
bzw. einer zu ihr parallelen Achse drehbar ist, sodass der Mantel
mit der Bahnleitfläche
von dem Arbeitsbereich in einen Reinigungsbereich gelangt.
-
Dadurch,
dass das erfindungsgemäße Bahnleitelement
mit seiner porösen
Mantelschicht einen Widerstand für
das den Mantel durchströmende Druckgas
bildet, ist dieses besonders verschmutzungs- bzw. verstopfungsanfällig und
Bedarf der Reinigung.
-
Im
Rahmen der Erfindung kann nun das Bahnleitelement in einfacher Weise
um seine eigene Längsachse
bzw. einer zu ihr parallelen Achse, die parallel zur Breite der
zu führenden
Faserstoffbahn verläuft,
gedreht werden. Der Mantel mit der Bahnleitfläche wird dabei aus dem Arbeitsbereich
in einen Reinigungsbereich verlagert, wobei die Bahnleitfläche, welche
eben noch die aktive Funktionsfläche
bei der Führung
und/oder Umlenkung der Faserstoffbahn war und dabei wie gesagt verunreinigt
wurde, reinigbar ist. Der Vorteil der Erfindung besteht also darin,
dass die Funktionsfähigkeit
des Bahnleitelementes wieder voll herstellbar ist, ohne dass das Bahnleitelement
oder Teile davon aus der Maschine in der die Faserstoffbahn läuft, ausgebaut
werden muss. Dadurch werden Zeit und Kosten gespart.
-
In
bestimmten Fällen
ist es sogar möglich, diesen
Mantel und die Bahnleitfläche
während
der Betriebsphase zu reinigen. Das gilt für den bevorzugten Fall, wo
das Bahnleitelement größer als
der Arbeitsbereich ist. Ist dagegen das Bahnleitelement der Weite
des Arbeitsbereiches entsprechend ausgeführt, kann eine Reinigung nur
außerhalb
der Betriebsphase erfolgen.
-
Es
ist möglich,
das Bahnleitelement nur bei Bedarf (diskontinuierlich) zu drehen.
Es ist aber auch ein kontinuierliches Weiterdrehen möglich. Das Bahnleitelement
(TopTurn) ist dabei ständig
mit Gas, insbesondere konditionierter Luft beaufschlagt, so dass
auf diese Weise Verstopfungen der Funktionsschicht – also der
wenigstens einen Schicht des Mantels des Bahnleitelementes – wirkungsvoll
vorgebeugt wird.
-
Eine
zweckmäßige Ausgestaltung
des Bahnleitelementes kann darin bestehen, dass es es als rotationssymmetrischer
Körper
mit einem kreiszylindrischen Querschnitt gefertigt ist. Es sind
aber auch Ausführungen
der Querschnitte in Form von Kreissegmenten oder Kreisquerschnitte
mit segmentförmigen
Ausschnitten oder auch andere Geometrien denkbar.
-
Außerdem ist
erfindungsgemäß vorgesehen, dass
der Drehsinn des in die Reinigungsposition drehbaren Bahnleitelementes
frei wählbar
ist.
-
So
kann eine Drehung in Bahnlaufrichtung sinnvoll sein oder auch eine
Drehung entgegen der Bahnlaufrichtung.
-
Bei
der Drehung in Bahnlaufrichtung ist von Vorteil eine längere Trocknungszeit
nach der Reinigung (sofern sie mit Flüssigkeit vorgenommen wird), bevor
der gereinigte Bereich der Bahnleitfläche wieder in Nähe der über diese
laufende Bahn kommt.
-
Eine
Wahl der Drehrichtung entgegen der Bahnlaufrichtung ist dann vorteilhaft,
wenn bereits größere Verschmutzungen
vorliegen. Diese Verschmutzungen lassen sich dadurch unverzüglich aus dem
Arbeitsbereich in Richtung des Reinigungsbereiches transportieren,
ohne die Ablaufzone des Arbeitsbereiches zu stören.
-
Zweckmäßig ist
es, wenn die Drehgeschwindigkeit des Bahnleitelementes langsamer,
insbesondere wesentlich langsamer als die Geschwindigkeit der in
der Betriebsphase laufenden Faserstoffbahn eingestellt ist. Dadurch
verläuft
der Reinigungsprozess entsprechend länger und die Qualität der Reinigung
lässt sich
verbessern.
-
Das
Bahnleitelement lässt
sich zweckmäßig ausgestalten,
indem es einen rotierenden Mantel oder auch Teilstücke des
Mantels, dessen Außenfläche wie
gesagt die Bahnleitfläche
bildet bzw. bilden und eine feststehende, abgeschottete der Druckgas-Beaufschlagung
dienende Innenkammer, die zur Versorgung des Arbeitsbereiches dient
-ähnlich
einer an sich bekannten Saugwalze- aufweist. Der restliche Umfang
braucht dann nicht mit Druckluft versorgt zu werden. Bei einer Umschlingung
der Faserstoffbahn von ca. 90° und
nur in diesem Bereich wirksamen Druckkammer führt das zu einer Einsparung
der laufenden Kosten von etwa 60%.
-
In
bestimmten Fällen
kann es sinnvoll sein, wenn der Reinigungsbereich dem Drehsinn des Bahnleitelementes
folgend, vom Arbeitsbereich weiter entfernt angeordnet ist. Diese
Ausgestaltung ist dann vorteilhaft, wenn die Reinigungseinrichtung
aus Platzgründen,
beispielsweise nur auf der diametral gegenüberliegenden Seite des Arbeitsbereiches
(bei z.B. kreisrunder Form des Bahnleitelementes) untergebracht
werden kann.
-
Eine
weitere vorteilhafte Lösung
besteht darin, dass das Innere des Bahnleitelementes in mehrere
Innenkammern aufteilbar ist, die entweder mit demselben oder auch
mit unterschiedlichem Druck beaufschlagbar sind oder teilweise auch
drucklos sind. Hierbei ist zwar der konstruktive Aufwand für zusätzliche
Trennwände
und Dichtungen etwas höher,
aber der Vorteil der Druckprofilierung, d.h. der Druckbeaufschlagung
dort, wo sie benötigt
wird, überwiegt
dabei.
-
Die
Innenkammern sind so ausgebildet, das sie sich zwar nicht mitdrehen,
aber dennoch in ihrer relativen Lage und/oder ihrer Größe einstellen
lassen.
-
Eine
weitere vorteilhafte Lösung
kann darin bestehen, dass die einzelnen Kammern in axialer Längsrichtung,
d.h. in Breitenrichtung der Maschine bzw. der Faserstoffbahn gesehen,
mit unterschiedlichen Drücken
beaufschlagbar sind. Damit kann ganz gezielt auf bestimmte Bereiche
Einfluss genommen werden.
-
Zur
Reinigung lassen sich Mittel, wie Bürsten oder Düsen und/oder
Druckluft und/oder Wasser, was mit Reinigungsmitteln versetzbar
ist oder Ultraschall oder Laser einsetzen. Ihre Auswahl hängt davon
ab, wie stark und von welcher Konsistenz die zu entfernenden Verunreinigungen
sind.
-
Die
Reinigung lässt
sich sowohl manuell, als auch automatisiert durchführen. Bei
der automatisierten durchzuführenden
Reinigung ist dann noch ein Sensor zur Überwachung der verschmutzenden
Bereiche und eine Befehls- und Steuereinheit zur Auslösung der
Reinigung vorzusehen.
-
Die
Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:
Es
zeigen in schematischer Darstellung:
-
1 bis 4:
verschiedene Varianten eines erfindungsgemäßen Bahnleitelementes im Querschnitt
-
In
den Figuren sind gleiche Bauteile im Prinzip mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
-
In
der 1 ist ein erfindungsgemäßes Bahnleitelement 1 dargestellt.
-
Das
Bahnleitelement 1, weist hier einen hohlzylindrischen Querschnitt
und einen Mantel 2 auf, der aus wenigstens zwei Schichten
besteht. Eine Schicht soll als Innenmantel 2a bezeichnet
sein und eine weitere Schicht besteht aus einer gasdurchlässigen,
porösen
Schicht 3. Die Oberfläche
des Mantels 2 bildet eine Bahnleitfläche 4 für eine darüber berührungslos geführte und
hier auch umgelenkte, in Laufrichtung L laufenden Papier- Karton-
oder anderen Faserstoffbahn 5. Das Bahnleitelement 1 erstreckt
sich im Wesentlichen über
die gesamte Breite der Faserstoffbahn 5. Im gewählten Beispiel
ist die poröse
Schicht 3 außen
angeordnet Dieses poröse
Material, ist zwar aufgrund seiner feinen Poren gasdurchlässig, aber hinsichtlich
der beabsichtigten Gasdurchströmung stellt
es einen Widerstand dagegen dar. Damit wird erreicht, dass in der
Betriebsphase die Faserstoffbahn 5 keiner Prallluftströmung (wie
bei bekannten Airturns) ausgesetzt ist und dadurch Blasen- oder Faltenbildungen
der Faserstoffbahn 5 vermieden werden.
-
Bei
anderen Ausführungen
kann der Aufbau des Mantels 2 auch umgekehrt sein, d.h.
der Innenmantel 2a könnte
aus dem porösen
Material gefertigt sein und die äußere Schicht
der Stabilität
dienen.
-
In 1 ist
jedenfalls gezeigt, dass das Bahnleitelement 1 zumindest
in einem Teilbereich TB seines Inneren I
mit Druckgas 6, d.h. konditionierter (von Öl und Verunreinigungen
befreite, gefilterte und getrocknete) Druckluft beaufschlagt ist.
Dieser Teilbereich TB ist in etwa identisch
mit dem Umschlingungsbereich der Faserstoffbahn 5, der
im Beispiel ca. 90° beträgt. Dadurch
entsteht ein sogenannter Arbeitsbereich A von ebenfalls ca. 90°, sodass
das Druckgas 6 während
der Betriebsphase des Bahnleitelementes 1 durch den Mantel 2 genau
in diesem Bereich A hindurchströmt.
Dadurch kann sich innerhalb dieses Arbeitsbereiches A zwischen der
Bahnleitfläche 4 und
der laufenden Faserstoffbahn 5 ein Tragluftfilm 7 ausbilden,
ohne dass die Faserstoffbahn 5 sich unerwünscht auswölbt oder
Falten bildet.
-
Wie
in 1 und 2 gezeigt, ist hier das Bahnleitelement 1 als
rotationssymmetrischer Körper gefertigt.
Das Bahnleitelement ist darüberhinaus
um seine Längsachse 8,
die parallel zur Breite der Faserstoffbahn 5 verläuft, drehbar.
Dadurch ist die Bahnleitfläche 4 aus
dem Arbeitsbereich A nach unten in einen Reinigungsbereich R schwenkbar.
Der Drehsinn ist in 1 mit Pfeil 9 angegeben
und verläuft hier
in mit der Bahnlaufrichtung. Vorteil dabei ist, dass die Trocknungszeit
nach dem Reinigen mittels Reinigungsmitteln 10 (siehe gestrichelte
Pfeile im Bereich R) länger
ist, bevor die Bahnleitfläche 4 wieder
in Nähe
der Faserstoffbahn 5 kommt.
-
Der
Reinigungsbereich R ist deshalb vorgesehen, um die Bahnleitfläche 4 bzw.
den die wenigstens eine poröse
Schicht 3 aufweisenden Mantel 2 von Verunreinigungen
V, die von der schnelllaufenden Faserstoffbahn 5 oder anderweitigen
Einflüssen herrühren, befreien
zu können.
Dadurch, dass der Mantel 2 gasdurchlässig ist, können sich im Verlauf der Betriebsphase
die winzigen Poren vor allem der posösen Schicht zusetzen, wodurch
es zur Funktionsstörungen
kommen kann.
-
Es
ist besonders wünschenswert,
das Reinigen während
der Betriebsphase, d.h. während
die Faserstoffbahn 5 weiter über das poröse Bahnleitelement 1 geführt ist
und dabei den Arbeitsbereich durchläuft, durchzuführen. Vorteil
dabei ist, dass dazu die Maschine nicht abgestellt werden muss und somit
Stillstandszeiten vermieden werden können.
-
Im Übrigen ist
der Drehsinn des rotationssymmetrischen Bahnleitelementes 1 frei
wählbar.
-
Der
Vorteil, der sich bei entgegengesetzter Drehrichtung (Gegenuhrzeigersinn,
entgegen der Bahnlaufrichtung) ist folgender: Wenn Verunreinigungen
V auftreten, so ist die Zulaufseite 11 zum Arbeitsbereich
A besonders gefährdet.
Die Verunreinigungen V lassen sich bei, wie in 2 angegebenen
entgegengesetztem Drehsinn 12 unverzüglich aus dem Arbeitsbereich
A abtransportieren und in Richtung des Reinigungsbereiches R fördern. Die
Ablaufzone 13 des Arbeitsbereiches A wird dadurch nicht
gestört und
ebenso nicht die weiterlaufende, der Bahnleitfläche 4 zugewandte Bahnseite 5a der
Faserstoffbahn 5.
-
Die
Drehgeschwindigkeit des Bahnleitelementes 1 ist bedeutend
langsamer als die Geschwindigkeit der über diese hinweglaufende Faserstoffbahn 5.
-
In
beiden 1 und 2 ist als eine Variante ein
durchgängiger
kreisrunder rotierender Mantel 2 dargestellt, dessen Außenfläche wie
gesagt, durchgängig
die Bahnleitfläche 4 bildet.
Möglich, aber
nicht dargestellt ist allerdings auch eine Variante, wo der Außenmantel
nicht durchgängig
ist und beispielsweise nur abschnittsweise in axialer Richtung verlaufend
auf dem Innenmantel 2a (oder umgekehrt aufgebracht ist.
Außerdem
kann das Bahnleitelement 1 auch so gestaltet sein, dass
es keinen vollständigen
Kreisquerschnitt bildet.
-
Bei
den beschriebenen Varianten dreht sich der Mantel 2 um
die feststehende mit Druckgas, d.h. Druckluft beaufschlagbare Innere
I bzw. den druckbeaufschlagten Teilbereich TB,
welcher auch als Blaszone bezeichnen lässt.
-
Die
Blaszone entspricht dann dem in 1 und 2 eingezeichneten
Arbeitsbereich A. Das bietet den Vorteil, dass nicht der gesamte
Umfang mit Druckluft versorgt werden muss, sondern eben nur der
besagte Arbeitsbereich A.
-
In 1 ist
noch dargestellt, dass der Reinigungsbereich R dem Drehsinn 9 (Uhrzeigersinn)
des Bahnleitelementes folgend, unmittelbar dem Arbeitsbereich A
nachgeordnet ist.
-
2 zeigt
dagegen, dass der Reinigungsbereich R dem Drehsinn 12 folgend,
vom Arbeitsbereich A weiter entfernt angeordnet ist.
-
Zusätzlich ist
hier eine Ausgestaltungsvariante mit von der Drehung des Mantels
unabhängigem
Inneren I dargestellt, bei der mehrere Kammern 14, 15, 16, 17 bestehen,
die entweder mit demselben oder auch mit unterschiedlichem Druck beaufschlagbar
sind oder teilweise auch drucklos sein können. Die Kammerwände sind
hier mit W bezeichnet. So kann Kammer 15 und 16 und
der Bereich A bzw. Kammer 17 mit dem gleichen Druck versorgt
sein (oder auch nur eine einzige Kammer 17 bilden), wohingegen
die Kammer 14 ohne Druckluftversorgung bleibt. In einer
weiteren Alternative könnte
die Kammer 14 mit Druckluft versehen sein, um Verunreinigungen
V bis zum Erreichen des Abschnittes der Reinigung an einem Eindringen
in die Manteloberfläche zu
hindern. Eine Druckluftversorgung der Kammer 16 kann beispielsweise
deshalb sinnvoll sein, um eine bessere Trocknung des gereinigten
Mantels 2 bzw. der Bahnleitfläche 4 zu gewährleisten,
bevor sie wieder zum Arbeitsbereich A gelangt.
-
In 2 sind
die Zuführen
für Druckluft 6 wegen
ihrer alternativen Anwendung für
die Kammern 14, 15 und 16 deshalb gestrichelt
eingezeichnet.
-
Die
inneren Kammern 14 bis 17 sollen sich im vorgesehenen
Beispiel nicht mitdrehen, sind allerdings in ihrer relativen Lage
und gewünschtenfalls
in ihrer Größe einstellbar.
-
Die
einzelnen Kammern 14 bis 17 sind zusätzlich auch
in axialer Längsrichtung
gesehen, mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar, was aber nicht
in den 1 und 2 dargestellt ist.
-
Zur
manuellen oder automatisierten Reinigung sind Mittel 10,
die sowohl Bürsten
als auch Düsen
und/oder Druckluft und/oder Wasser, was mit Reinigungsmitteln versetzbar
ist oder Ultraschall- oder Lasereinrichtungen möglich. Diese Mittel 10 lassen
sich einzeln oder auch in Kombination einsetzen. Zusätzlich ist
eine Auffangwanne 18 angeordnet, die dem Auffangen und
Sammeln bzw. Abführen
der entfernten Verunreinigungen dient.
-
In 3 ist
eine weitere, aber nur grob angedeutete Variante gezeigt, bei der
das Bahnleitelement 1 nur ungefähr die Größe des Arbeitsbereiches A bzw.
Umschlingungsbereiches der Faserstoffbahn 5 und in etwa
einen kreissektorförmigen Querschnitt aufweist.
Das Reinigen des Mantels 2 kann hierbei nur außerhalb
der Betriebsphase durchgeführt
werden. Dazu lässt
sich das Bahnleitelement 1 um seine eigene Längsachse
in eine Reinigungsposition R, wie in gestrichelten Linien gezeichnet,
drehen. Die übrigen
hier angegebenen Bezugszeichen entsprechen den Bezugszeichen, die
in den vorherigen Figuren angegeben wurden und sollen nicht nochmals
erklärt
werden.
-
Die 4 zeigt
eine weitere Ausführungsform
des Bahnleitelementes 1. Es unterscheidet sich von dem
in 3 gezeigten nur dadurch, dass es nicht um seine
eigene Längsachse 8 in
die Reinigungsposition R gedreht wird, sondern um eine parallele
Achse 8a einer Tragkonstruktion 20 an der das Bahnleitelement
befestigt ist.
-
- 1
- Bahnleitelement
- 2
- Mantel
- 2a
- Innenmantel
- 3
- poröse Schicht
- 4
- Bahnleitfläche
- 5
- Faserstoffbahn
- 5a
- zugewandte
Bahnseite
- 6
- Druckgas
- 7
- Tragluftfilm
- 8
- Längsachse
- 8a
- parallele
Achse
- 9
- Pfeil
für Drehsinn
- 10
- Reinigungsmittel
- 11
- Zulaufseite
- 12
- entgegengesetzter
Drehsinn
- 13
- Ablaufseite
- 14-17
- Kammer
- 18
- Auffangwanne
- 20
- Tragkonstruktion
- A
- Arbeitsbereich
- I
- Inneres
- L
- Laufrichtung
der Faserstoffbahn
- R
- Reinigungsbereich
- TB
- Teilbereich
- V
- Verunreinigungen
- W
- Kammerwand