-
Die
Erfindung betrifft ein Bahnleitelement zur Führung und/oder Umlenkung einer
laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn, welches mit
Druckgas beaufschlagbar ist und sich im Wesentlichen über die
gesamte Breite der Faserstoffbahn erstreckt, aufweisend eine der
Faserstoffbahn zugeordnete Bahnleitfläche, die ein für das zugeführte Druckgas
durchlässiges,
poröses
Material aufweist, um zwischen der Bahnleitfläche und der darüber laufenden
Faserstoffbahn einen Tragfilm zu bilden.
-
Ein
Bahnleitelement mit einer gasdurchlässigen, porösen und zylindrisch geformten
Oberfläche ist
aus verschieden Druckschriften bereits bekannt. Auf die
DE-A1 103 22 519 und beispielsweise
die noch unveröffentlichte
DE 10 2005 017 790.5 soll hierbei
verwiesen werden.
-
Mit
derartigen Leitelementen soll eine definierte gleichmäßige Luftverteilung
möglich
sein, so dass die Faserstoffbahn berührungslos und ohne Gefahr einer
Faltenbildung bei deren Lauf durch eine Herstellungs- und/oder Veredelungsmaschine
führbar
ist.
-
Bei
den bekannten Bahnleitelementen besteht die gesamte Bahnleitfläche aus
gasdurchlässigem,
porösen
Material, durch das das zugeführte Druckgas
bzw. Luft strömt
und einen Tragfilm für
die zu führende
Faserstoffbahn bildet. Dieses Material ist allerdings relativ teuerer
und bedarf zusätzlicher
Mittel zur Stabilitätsbildung.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstigeres
und dennoch stabiles Bahnleitelement bereitzustellen, mit dem eine
kontaktlose Führung
und/oder Umlenkung einer Faserstoffbahn möglich ist.
-
Die
Aufgabe der Erfindung wird gelöst
durch ein im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenes Bahnleitelement
mit einer der laufenden Faserstoffbahn zugeordneten Bahnleitfläche.
-
Erfindungsgemäß weist
die Bahnleitfläche nicht
vollflächig
das gasdurchlässige,
poröse
Material auf. Erfindungsgemäß besteht
ein Restbereich der Bahnleitfläche
aus gasundurchlässigem
Material.
-
Ein
so gestaltetes Bahnleitelement ist wesentlich kostengünstiger
als alle bisher bekannten und verwendeten Elemente.
-
Die
Erfinder haben erkannt, dass es zur stabilen Führung und ggf. Umlenkung der
Faserstoffbahn bzw. für
das von innen nach außen
erfolgende Durchströmen
des Gases durch das Bahnleitelement, völlig ausreichend ist, wenn
nur der Außenrand der
Bahnleitfläche
aus dem gasdurchlässigen
Material gefertigt sind.
-
Es
reicht in einer sehr zweckmäßigen Variante
aus, wenn zumindest nur aus dem gasdurchlässigem Material bestehen.
-
Der
verbleibende Restbereich besteht, wie gesagt. aus gasundurchlässigem Material
und kann aus Stahl, vorzugsweise aus verchromtem Stahl -wegen verbesserten
Gleiteigenschaften oder aus einem Schmutz abweisendem material gefertigt
sein.
-
Bei
Verwendung eines Stahlmaterials kann dieses zugleich eine Stabilitätsbildende
Tragfunktion des an die Breite der zu führenden Faserstoffbahn angepassten
Bahnleitelementes ausüben,
was bei den heute üblichen
großen
Breiten von 10 m und mehr sehr vorteilhaft ist.
-
Die
Ausgestaltung der Bahnleitfläche
des Bahnleitelementes kann wie folgt vorgesehen sein:
- a) nur an dessen beiden Seitenrändern befindet sich das gasdurchlässige Material;
- b) an dessen beiden Seitenrändern
und nur an der Zulaufseite befindet sich das gasdurchlässigen Material;
- c) an dessen beiden Seitenrändern
und nur an der Ablaufseite befindet sich jeweils das gasdurchlässige Material;
- d) an dessen beiden Seitenrändern
und an dessen Zulaufseite sowie an dessen Ablaufseite befindet sich
das gasdurchlässige
Material.
-
Bei
der letztgenannten Variante bildet das gasdurchlässige (poröse) Material eine Art Rahmen um
den geschlossenen Restbereich an gasundurchlässigem Material des Bahnleitelementes.
Diese Variante bietet eine besonders sichere Bahnführung.
-
Der
verbleibende Restbereich, bestehend aus dem gasundurchlässigen Material,
kann in einer ersten Ausbildungsform bündig an den gasdurchlässigen Außenrand
anschließen,
wobei beide Materialarten (gasdurchlässiges und gasundurchlässiges Material)
die komplette Bahnleitfläche
bilden.
-
In
einer zweiten Ausführungsform
kann vorgesehen sein, dass der aus gasundurchlässigem Material bestehende
Restbereich eine Mulde bildet. Das gasdurchlässige Material weist dabei
einen herausstehenden Rahmen auf, der die eigentliche Bahnleitfläche darstellt.
Die Mulde kann somit eine Druckkammer bilden und damit ein Druckpolster
schaffen, wodurch die Bahnführung
verbessert wird.
-
In
bestimmten Fällen
ist es sinnvoll, wenn zusätzlich
wenigstens ein Blasrohr mit diversen Ausströmöffnungen vor der Zulaufseite
und/oder hinter der Ablaufseite des Bahnleitelementes angebracht ist.
Die Ausströmöffnungen
können
Einzeldüsen,
einfache Durchgangsbohrungen oder auch Schlitze usw. sein. Das vom
Blasrohr oder den Blasrohren ausgestoßene Gas wirkt jeweils in Richtung
der Bahnleitfläche,
wodurch die Bildung eines dünnen Gasfilmes
zur Führung
der Faserstoffbahn entlang der Bahnleitfläche unterstützt wird.
-
Unter
Zulaufseite ist jene Seite des Bahnleitelementes bzw. der Bahnleitfläche zu verstehen,
der die Faserstoffbahn in ihrer Laufrichtung zuläuft. Dementsprechend ist unter
Ablaufseite jene Seite zu verstehen, von der die Faserstoffbahn
ab- bzw. wegläuft.
-
Vorteilhaft
ist es, wenn die Zulaufseite und/oder die Ablaufseite als Gerade
ausgebildet ist. Es wurde gefunden, dass infolge dieser konstruktiven
Ausbildung der Druckaufbau für
den Gasfilm begünstigt
wird.
-
Eine
weitere vorteilhafte Möglichkeit
besteht darin, dass an wenigstens einer Stelle der gasdurchlässige Außenrand
des Bahnelementes mit Ausströmöffnungen
versehen ist, die vorzugsweise nach innen geneigt sind. Die Ausströmöffnungen
können in
gleichmäßigen Abständen über den
gesamten Außenrand
verteilt, oder aber auch in Teilbereichen angeordnet sein. Die Ausströmöffnungen
verbessern die Durchströmung
des Bahnleitelementes und die Ausbildung des Gasfilmes zwischen
Bahnleitfläche und
Faserstoffbahn. Diese Möglichkeit
ist zusätzlich oder
alternierend zu den vorher beschriebenen Möglichkeiten anwendbar.
-
Diese
eingebrachten Ausströmöffnungen weisen
einen Durchmesser von ca. 0,5 bis 2 mm auf.
-
Einen
Vorteil bietet auch eine Ausgestaltung des Außenrandes in Form von eingearbeiteten
Vertiefungen. Die Vertiefungen sind wellenartig ausgebildet und
sollen das aus dem gasdurchlässigen
Material ausströmende
Gas abbremsen, damit keine Verwirbelungen unter der Faserstoffbahn
entstehen und sich ein vor allem gleichmäßiger Gasfilm ausbilden kann.
Die Vertiefungen sind bevorzugt abgerundet ausgebildet und weisen
einen Radius von ca. 0,5 bis 2 mm auf.
-
Die
besagten Austrittsöffnungen
und Vertiefungen können
jeweils einzeln vorhanden sein, aber auch in Kombination miteinander.
Zueinander weisen sie in der einfachsten Form einen konstanten Abstand
von ca. 3 bis 15 mm auf.
-
In
einer anspruchsvolleren Form können
die eingebrachten Austrittsöffnungen
und/oder Vertiefungen in gewünschten
Bereichen gehäuft,
d.h. dichter aneinander oder auch mit größeren Abständen zueinander oder als Ansammlung
von Gruppen vorhanden sein, um die Gasdurchlässigkeit beeinflussen zu können. So
könnte
beispielsweise eine erhöhte
Gasdurchlässigkeit
in den Randbereichen bzw. der Seitenränder vorgesehen sein.
-
Bei
der Zuführung
des Druckgases ist in erster Linie an Luft gedacht, weil diese am
einfachsten und kostengünstigsten
bereitstellbar ist. Der zugeführte
Versorgungsdruck für
das berührungslose Führen der
Faserstoffbahn sollte im Bereich zwischen 1 und 10 bar, vorzugsweise
1 bis 6 bar liegen.
-
Im Übrigen ist
vorgesehen, das Bahnleitelement kastenartig als Bogensegment mit
einer bogenförmigen
Bahnleitfläche
oder als Hohlzylinder mit kreisbogenförmiger Bahnleitfläche auszubilden.
-
Das
erfindungsgemäße Bahnleitelement
ist vorgesehen für
einen Einsatz innerhalb einer Maschine zur Herstellung und/oder
Veredelung einer Faserstoffbahn, die bevorzugter Weise eine Papierbahn sein
soll.
-
Ein
bevorzugter Anwendungsort des erfindungsgemäßen Bahnleitelementes kann
seine Anordnung unmittelbar nach einer Auftragsvorrichtung sein,
mit der die Faserstoffbahn ein- oder beidseitig mit einem flüssigen bis
pastösen
Medium zu zum Zwecke der Veredelung zu versehen ist. Hier kommt es
in besonderem Maße
auf eine berührungslose Führung der
Bahn an, weil die frische Auftragsschicht nicht durch irgendwelche
Kontakte beschädigt
werden soll. Außerdem
soll hier die Bildung von Falten vermieden werden, weil diese sich
negativ auf die Auftragsqualität
auswirken würden.
-
Das
erfindungsgemäße Bahnleitelement kann
einzeln oder mehrfach nacheinander an einer oder an beiden Bahnseiten
der Faserstoffbahn entlang ihres Laufweges angeordnet sein.
-
Die
Erfindung weist folgende Vorteile auf:
- – berührungslose
Bahnführung,
- – definierbare
Gasverteilung in Richtung der Faserstoffbahn,
- – reinigungsfreundliche
Ausführung,
- – verschleißarme Oberfläche,
- – kostengünstige Ausführung.
-
Die
Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:
-
Es
zeigen in schematischer Darstellung:
-
1:
eine erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bahnleitelementes
in perspektivischer Darstellung
-
2-4 und 8:
je eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Bahnleitelement
-
5:
eine zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bahnleitelementes
in perspektivischer Darstellung
-
6:
in schematischer Darstellung eine Seitenansicht auf eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bahnleitelementes
-
7:
in schematischer Darstellung eine Seitenansicht auf eine weitere
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bahnleitelementes
-
9:
einen Querschnitt durch einen Teilbereich des erfindungsgemäßen Bahnleitelementes,
in dessen Außenrand
Ausströmöffnungen
enthalten sind
-
10:
einen Querschnitt durch einen Teilbereich des erfindungsgemäßen Bahnleitelementes, in
dessen Außenrand
Vertiefungen enthalten sind
-
In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen
und sollen in den einzelnen Figuren nur insoweit erläutert sein,
wie sich Unterschiede zu vorherigen Figuren ergeben.
-
In
der 1 ist ein erfindungsgemäßes Bahnleitelement 1 in
der Perspektive dargestellt.
-
Es
weist eine konvex gekrümmte
Bahnleitfläche 2 auf,
so dass das ansonsten hohl bzw. kastenartig ausgebildete Bahnleitelement 1 in
der gewählten
Ausführung
etwa einen viertelkreisförmigen Querschnitt
bildet. Der Querschnitt könnte
aber auch kreisförmig
oder halbkreisförmig
sein oder einen sonstigen Querschnitt bilden. Ausschlaggebend für die Form
und seine Größe sind
der beabsichtigte Umschlingungswinkel einer über das Bahnleitelement 1 zu
führenden
Faserstoffbahn.
-
An
den Stirnseiten des Bahnleitelementes 1 befindet sich jeweils
eine Seitenwand 3, die das Bahnleitelement 1 seitlich
zur Umgebung hin begrenzt und durch die die Anschlüsse für das zuzuführende Druckgas 4,
insbesondere Luft führen,
so dass das Innere des Bahnleitelementes 1 eine nicht extra dargestellte
Druckkammer bildet.
-
Das
Bahnleitelement ist maschinenbreit, d.h. mindestens der Breite der
Faserstoffbahn 5 entsprechend, ausgeführt. Zusätzlich könnten weitere Seitenwände im Inneren
der Druckkammer zur Unterteilung in einzelne nicht dargestellte
Zonen vorhanden sein. Diese so gebildeten Zonen können eine
Querprofilierung bzw. Versorgung mit unterschiedlichen Versorgungsdrücken innerhalb
der Maschinenbreite ermöglichen.
-
Der
Versorgungsdruck an Gas bzw. Luft für das berührungslose Führen der
Faserstoffbahn 3 beträgt
zwischen 1 und 10 bar, vorzugsweise 1 bis 6 bar.
-
Das
Bahnleitelement 1 weist eine Bahnleitfläche 2 auf, die der
zu führenden
Faserstoffbahn 5 zugewandt ist. Die Bahnleitfläche 2 weist
ein gasdurchlässiges, poröses Material 6 auf.
Das dem Bahnleitelement 1 zugeführte Druckgas 4 durchströmt dieses
gasdurchlässige
Material 6 und bildet dadurch zwischen der Bahnleitfläche 2 und
der darüber
laufenden Faserstoffbahn 5 einen Tragfilm 7 aus. Dieser
Tragfilm ist aber erst in den 6, 7, 9 und 10 eingezeichnet.
-
Eine
kostengünstige
Ausbildung besteht darin, dass die Bahnleitfläche 2 nicht vollflächig aus dem
gasdurchlässigen,
porösen
Material 6 besteht, sondern ein Restbereich 8 aus
gasundurchlässigem Material 9 vorhanden
ist.
-
Das
gasdurchlässige,
porösen
Material 6 besteht aus relativ teurem Material, wie Keramik, Chrom
und/oder Nickel und/oder Molybdän
und/oder Silizium oder einem Duroplast-Aluminium-Verbundwerkstoff.
-
Der
aus dem gasundurchlässigen
Material hergestellte Restbereich 8 der Bahnleitfläche bzw. des
gesamten Bahnleitelementes 1 besteht aus kostengünstigerem
Stahl und kann dadurch zugleich eine Stabilitätsbildende Tragfunktion ausüben.
-
Aus 1 wird
deutlich, dass das gasdurchlässige,
poröse
Material 6 nur am Außenrand 10 des Bahnleitelementes 1,
sozusagen als Rahmen, vorhanden ist.
-
Die
Gasdurchlässigkeit
sollte allerdings zumindest an den beiden Seitenrändern 11 und 12,
die hier den Außenrand 10 bilden,
wie in 2 nur schemenhaft und in stark verkleinerter Figur
als Draufsicht auf das Bahnleitelement 1 dargestellt ist,
vorhanden sein.
-
Eine
weitere Möglichkeit
der Gasdurchlässigkeit
und wie in 3 zu sehen, besteht darin, dass das
Bahnleitelement 1 so ausgebildet ist, dass das gasdurchlässige Material 6 sowohl
an den besagten beiden Seitenrändern 11, 12,
als auch an der Zulaufseite 13 (das ist jene Seite, der
die Faserstoffbahn zuläuft)
das gasdurchlässige,
poröse
Material 6 aufweist.
-
Eine
weitere Alternative besteht in umgekehrter Ausführungsform wie 4 zeigt.
Hier befindet sich das gasdurchlässige
Material 6 ebenfalls wieder an den beiden Seitenrändern 11, 12 und
außerdem
an der Ablaufseite 14 (das ist jene Seite des Bahnleitelementes 1,
von der die Faserstoffbahn abläuft).
-
In 5 ist
dargestellt, dass das Bahnleitelement 1 an dessen beiden
Seitenrändern 11, 12 und an
dessen Zulaufseite 13, sowie an dessen Ablaufseite 14 sich
das gasdurchlässige,
poröse
Material in Form eines Außenrandes 10 befindet.
Er stellt ebenfalls wie bei 1 eine Art
geschlossener Rahmen dar.
-
Es
wurden zwei Möglichkeiten
gefunden, wie die Oberfläche
der Bahnleitfläche 2 ausgebildet
sein kann, um einen optimalen Lauf der Faserstoffbahn zu garantieren.
-
Die
erste Möglichkeit
besteht darin, dass der aus dem gasundurchlässigen Material 9 bestehende Restbereich 8 bündig mit
dem gasdurchlässigen
Außenrand 10 abschließt. Hierbei
bilden beide Materialarten 6 und 9 die vollständige Bahnleitfläche 2.
Diese Möglichkeit
ist in 1 zu erkennen.
-
Die
zweite Möglichkeit
ist aus 5 entnehmbar. Hier bildet der
aus gasundurchlässigem Material 9 bestehende
Restbereich 8 eine Mulde 15. Hierbei bildet nun
nur der verbleibende gasdurchlässige
Außenrand 10 die
eigentliche Bahnleitfläche 2.
-
Der
Vorteil dieser Ausführungsform
ist der, dass sich in der Mulde 15 eine Art Druckraum bildet, der
zusätzlich
die Bahnführung
unterstützt.
-
Die 6, 7 und 8 sollen
zeigen, dass dem Bahnleitelement 1 wenigstens ein Blasrohr 16 mit
diversen Ausströmöffnungen 17 zugeordnet sein
kann, wodurch sich die Wirkung hinsichtlich einer gleichmäßigen und
kontaktlosen Führung
der Faserstoffbahn 5 verbessern lässt. Die Ausströmöffnungen
können
als einfache Bohrungen oder auch Schlitze gefertigt sein. Es können aber
auch eingelassene getrennt voneinander ansteuerbare Düsen Verwendung
finden. Das Blasrohr 16 ist in etwa so lang, wie das Bahnleitelement 1 und
kann im Bereich der Zulaufseite 13 oder der Auslaufseite 14 oder auch
an beiden Seiten 13 und 14 installiert sein.
-
Wenn
die ablaufende Bahn durch deren Schwerkraft nach unten in Laufrichtung
L gezogen wird, ist nur ein Blasrohr 16 notwendig. Dieses
ist dann an der Auslaufseite 14, wie in 7 zu
sehen, anzuordnen.
-
Als
Ausführungsform
des Bahnleitelementes 1 wurde bereits ein kreisbogenförmiger Querschnitt angegeben.
In 6 ist in einer Variante dargestellt, dass die
Bahnleitfläche
einen durchgehenden Radius R1 aufweist.
-
Aus 7 geht
dagegen hervor, dass die Zulaufseite 13 und die Ablaufseite 14 im
Wesentlichen als Gerade 18 ausgebildet ist. Zwischen den
beiden Geraden 18 ist ein Radius R2 vorhanden.
Die Zulaufseite beginnt dabei mit einem Radius R3.
Die Ablaufseite 14 endet ebenfalls in einem Radius R3.
-
Die 8 zeigt
zur Verdeutlichung eine Draufsicht auf das Bahnleitelement 1 mit
darüber
laufender, abgebrochen dargestellter Faserstoffbahn 5. Der
Zulaufseite 13 und der Ablaufseite 14 ist jeweils ein
Blasrohr 16 mit über
dessen Länge
verteilt angeordneten Ausströmöffnungen 17 zugeordnet.
Wie man erkennt, ist das Bahnleitelement 1 mit seiner Breite
b insgesamt breiter als die zu führende
Faserstoffbahn 5 mit seiner Breite B ausgebildet.
-
Schließlich soll 9 zeigen,
dass der Außenrand 10 zur
Erhöhung
des Durchströmeffektes, wie
mit kleinen Pfeilen dargestellt, zusätzlich noch nach innen geneigte
Ausströmöffnungen 19 aufweisen
kann. Der Durchmesser d der Ausströmöffnungen 19 beträgt ca. 0,5
bis 2 mm.
-
10 zeigt,
dass zusätzlich
oder als Alternative auch wellenartige Vertiefungen 20 in
den Außenrand 10 eingearbeitet
sein können.
Hierdurch wird das ausströmende
Gas 4 bzw. die bevorzugt verwendete Druckluft abgebremst,
wie ebenfalls mit kleinen Pfeilen angedeutet sein soll. Die Vertiefungen 20 sind
abgerundet und in einem Radius r von ca. 0,5 bis 2 mm gefertigt.
-
In
den 9 und 10 ist außerdem gezeigt, dass die Austrittsöffnungen 19 und
auch die Vertiefungen 20 zumindest abschnittsweise zueinander
einen konstanten Abstand a aufweisen, der ca. 3 bis 15 mm beträgt.
-
Nachzutragen
ist, dass als Druckgas 4, wie schon erwähnt, bevorzugt Luft vorgesehen
ist, wobei der zugeführte
Versorgungsdruck für
das berührungslose
Führen
der Faserstoffbahn 5 im Bereich zwischen 1 und 10 bar liegt.
Die regelbare und durch das gasdurchlässige, poröse Material 6 strömende Luftmenge
beträgt
ca. 0,2 bis 6 bar, vorzugsweise 0,5 bis 2 bar. Die über die
zusätzlichen
Ausströmöffnungen 17 oder 19 zugeführte Luftmenge
beträgt
zwischen 1 und 6 bar, vorzugsweise zwischen 1 und 4 bar.
-
- 1
- Bahnleitelement
- 2
- Bahnleitfläche
- 3
- Seitenwand
- 4
- Druckgas
- 5
- Faserstoffbahn
- 6
- gasdurchlässiges,
poröses
Material
- 7
- Tragfilm
- 8
- Restbereich
- 9
- gasundurchlässiges Material
- 10
- Außenrand
- 11
- Seitenrand
- 12
- Seitenrand
- 13
- Zulaufseite
- 14
- Ablaufseite
- 15
- Mulde
- 16
- Blasrohr
- 17
- Ausströmöffnung
- 18
- Gerade
- 19
- Ausströmöffnung
- 20
- Vertiefung
- a
- Abstand
- B
- Breite
- d
- Durchmesser
- L
- Laufrichtung
- R
- Radius
- R1
- Radius
- R2
- Radius
- R3
- Radius