DE2020430B2 - Verfahren zum beruehrungslosen fuehren von warenbahnen und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum beruehrungslosen fuehren von warenbahnen und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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DE2020430B2
DE2020430B2 DE19702020430 DE2020430A DE2020430B2 DE 2020430 B2 DE2020430 B2 DE 2020430B2 DE 19702020430 DE19702020430 DE 19702020430 DE 2020430 A DE2020430 A DE 2020430A DE 2020430 B2 DE2020430 B2 DE 2020430B2
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Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtungen, deren Aufgabe es sein soll, unterschiedliche Bahnführungen bei berührungsloser Bewegung der Bahn durch Behandlungsräume hindurch unter Beibehaltung des je Zeiteinheit zugeführten Volumens des Strömungsmittels zu verwirklichen.
Es sind eine Reihe von Verfahren und VorriclitungeD zum berührungslosen Führen von Werkstorrbahnen bekannt, bei bzw. in denen ein aus Düsen strömendes Mittel wie Luft die Bahn in der Schwebe hält. Nur wenige Verfahren und Vorrichtungen haben sich jedoch in der Praxis durchsetzen können, während in anderen Fällen selbst Aufgabenbereiche einfacher Art nicht zu beherrschen waren. Im Zeitalter der Automation herrscht überdies das Bedürfnis, flächiges Material nicht mehr in Form von Formatbögen, sondern möglichst in laufender Bahn zu behändem. So steigern sich Zahl der Produkte und Materialmengen, die im schwebenden Zustand behandelt werden müssen. Durchzuführen sind meist thermische Vorgänge. Beispielsweise hat bei schwebender Führung der Bahn das Strömungsmittel die Aufgabe, den Wärmeübergang herbeizuführen und damit die Behandlungsaufgabe, etwa das Trocknen einer Bahnbegrenzungsfläche, zu erfüllen. Während dabei Trocknen eine bereits herkömmliche Behandlungsart ist, bildet das Glühen von Metallbändern im schwebenden Zustand derselben erst eine Aufgabe des jüngsten Standes der Technik.
An die Behandlungsapparatur, vornehmlich an die Glühofen, werden im zuletzt genannten Fall außerordentlich hohe Anforderungen gestellt, denn selbst mit den zur Verfügung stehenden Mitteln der Technik ist es nicht ohne weiteres möglich, bei Temperaturen bis 700° C und darüber die in Betracht kommenden hohen Luftgeschwindigkeiten wirtschaftlich zu erzeugen. So ist es Verfahrensaufgabe, mit verhältnismäßig niedrigen Luftdrücken, die allein schon bei der Anwendungstemperatur nur ein Viertel derjenigen betragen, die bei Raumtemperatur auftreten, sowohl schwere als auch leichte Metallbänder berührungslos zu führen.
Von den Glühofen wird verlangt, daß sie sowohl Bänder von 1 mm Stärke bis auf solche von 50 μ Stärke herunter in der erforderlichen Weise aufheizen. Würde nun in Anpassung an das Gewicht der Luftdruck in den Führungsdüsen unterhalb der Bahn bei Glühofen entsprechend herabgesetzt, so würde das den Wärmeübergang beeinträchtigen und die Kapazität des Glühofens wesentlich vermindern. Für die Wirtschaftlichkeit von Schwebe-Glühofcn-Anlagen ist es deshalb entscheidend, daß sehr unterschiedliche Bahngewichte unter Beibehaltung des vollen Volumenstromes des Behandlungsmittels berührungslos durch die Anlage geführt werden können.
Eine andere, der Erfindung gesetzte Aufgabenstellung tritt bei der Herstellung hochwertiger Glimmerpapiere auf, wie sie für Isolationszwecke in der Elektroindustrie gebraucht werden. Da Glimmerpapier kein Bindemittel enthält und dementsprechend keine ausreichende Festigkeit besitzt, muß es in Isolationslacken getränkt und anschließend getrocknet werden. Findet die Trocknung auf einem bewegten Siebband statt, so bleibt ein Teil des Lackes am Siebband haften, so daß es schon nach kurzer Betriebszeit verschmutzt und durch den fortwährenden Transport im Trockner auch verkrustet. Außerdem klebt das behandelte Glimmerpapier oft am Siebband an, so daß seine Abnahme durchweg mit einem Reißen der Bahn oder mit dem Einreißen und demgemäß mit Ausschuß verbunden ist. Es ist zwar möglich, solches Glimmerpapier auch im Schwebetrockner zu behandeln, aber
wegen der außerordentlichen Empfindlichkeit des Papiers, insbesondere an Übergangsstellen zwischen nassen und trockenen Stellen, weiter bei Beginn des Prozesses, auch an Klebestellen in der Bahn oder bei Fehlstellen, die bereits von der Rohpapierrolle aus einlaufen, oder endlich im Lackierwerk entstehen, treten häufig Abrisse im Trockner auf, wobei die gesamte, im Trockner befindliche Menge des hochwertigen Materials in Verlust gerät.
So wurde zur Beherrschung auch dieser Aufgabe schon bisher nach einem Verfahren gesucht, mittels dessen es ermöglicht werden soll, eine Warenbahn wahlweise sowohl auf einem Siebtransportband zu führen als sie auch in der Schwebe zu halten. Gelänge das, so könnte die Produktion damit begonnen werden, daß der Anfang der Bahn auf das Siebtransportband aufgelegt wird; nachdem der Arlang auf einer Wickel befestigt ist, könnte die Bahn durch Umschaltung zum Schweben gebracht werden, damit das zwar mitlaufende, aber auch abstellbare Transportband nicht verschmutzt wird, wobei letzteres nur dann wieder eingeschaltet wird, wenn die Schwebelage zugunsten einer Wiederauflagerung aufgegeben werden muß, z. B. Klebe- oder Einrißstellen in den Trockner einlaufen. Dabei muß jedoch die Luft mit unverändertem Volumen durch den Trockner strömen, damit die Bahn in gleicher Weise wie vorher getrocknet wird, womit auch die Lackiermaschine bei gleichförmiger Geschwindigkeit einen gleichmäßigen Auftrag erzeugen würde. Das Transportband würde also nur vorübergehend benutzt, und es ließe sich je nach dem Ausmaß der Fehlstellen wesentlich langer als bisher benutzen, bis es zu einer wirklichen Betriebsunterbrechung kommen würde. Darüber hinaus wäre durch die schwebende Führung des weitaus größten Teils des Glimmerpapiers eine markierungsfreie Behandlung möglich, während bei bisher von Siebtransporttrocknern her bekannten Qualitäten ein großer Teil des Materials vom Siebband herrührende Markierungen aufweist.
Nach dem bisher bekanntgewordenen Stand derTechnik sind zum schwebenden Führen von Warenbahnen zwei leistungsfähige Systeme vorhanden. Luftkissendüsen entfalten eine hohe Stoßkraft, so daß sie zum Andrücken einer Warenbahn an ein Siebtransportband geeignet wären, weiter auch zum schwebenden Führen selbst stärkerer Metallbänder. Sodann kennt man Düsen in Verbindung mit Tragflügelprofilen, die bei hohen Luftgeschwindigkeiten selbst dünnste Warenbahnen (Folien) völlig sicher in der Schwebe führen. Aber sämtliche dieser Düsentypen, auch solche über die geschilderten hinaus, haben nur die Aufgabe, eine einzige stabile Zone über oder unter den Düsensystemen zu schaffen.
Demgegenüber bildet es Aufgabe vorliegender Erfindung, Verfahren und Einrichtungen anzugeben, mittels derer mit dem strömenden Mittel mindestens zwei stabile Zonen geschaffen werden, die wahlweise durch eine Umschaltung, die schnell und einfach bewirkt werden muß, entstehen. Die engere technische Problemstellung der Erfindung geht also dahin, sowohl die Charakteristik bisheriger Luftkissendüsen als auch diejenige der schon vorgeschlagenen Tragflächendüsen in Sekundenschnelle mittels eines einfachen Umschaltvorganges einstellen zu können.
Betrachtet man eine typische Luftkissendüse, wie sie beispielsweise in Fig. 10 des USA.-Patentes 3 181 250 gezeigt ist, und weiter eine typische Tragflächendüse, etwa nach Fig.7 des USA.-Patentes 3 384 282, so ist zunächst von einer absoluten Unvereinbarkeit beider Düsentypen auszugehen. Überraschenderweise ist aber nach dem vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnissen eine Lösung des zunächst unmöglich Erscheinenden möglich.
Vorliegende Erfindung erreicht diese Lösung, ausgehend von Verfahren zum berührungslosen Führen von Warenbahnen in stabilen Zonen über eine Fühnmgsfläche mit in Bahnrichtung beiderseits der Fühnmgsfläche angeordneten, Strömungsmittel ausblasenden Düsen, erfindungsgemäß dadurch, daß zum Führen in einer ersten Zone die Düsen beiderseits der Fühnmgsfläche gegeneinander gerichtet sind und daß zum Führen in einer zweiten Zone die Düse auf einei Seite der Führungsfläche in die mit der Richtung der anderen Düse übereinstimmende Richtung verlegt wird, wobei das Strömungsmittel bei der ersten Betriebsart ein die Bahnlage stabilisierendes Luftkissen über der Fühnmgsfläche bildet, während bei der anderen Betriebsart die Bahnlage durch die gebildete Strömung an der Führungsfläche stabilisiert wird.
Die Zeichnung gibt beispielsweise veranschaulichte Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung wieder. Im einzelnen zeigt
F i g. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Düse mit Umschaltmöglichkeit vom Luftkissenbetrieb auf eine Düse mit Tragflügelprofilwirkung in einem senkrechten Querschnitt durch eine derartige Wechseldüse, wobei die Schnittebene die Bahnlängsmittellinie enthält und die beweglichen Teile der Düse in eine Stellung verlegt sind, in der die Düse mit Luftkissenbildung arbeitet;
F i g. 2 zeigt in der Schnittdarstellung der F i g. 1 die Düse in einer Stellung, in der sie als Tragflächendüse arbeitet;
F i g. 3 zeigt mehrere erfindungsgemäß ausgebildete Düsen, wie sie beispielsweise zur einseitigen Führung von Metallbändern in Glühofen benutzt werden können;
F i g. 4 zeigt eine zu beiden Seiten der Bahn auftretende, also doppelseitige Anordnung erfindungsgemäß ausgebildeter Düsen mit einer bestimmten Verteilung und Lage zu der schwebend geführten Bahn;
F i g. 5 entspricht der Darstellung nach F i g. 4 mit dem Unterschied, daß die Bahn auf einem Transportband aufgelagert ist;
F i g. 6 gibt in einem Diagramm die erfindungsgemäß erzielbare Doppelcharakteristik einer Wechseldüse in den beiden Stellungen wieder, welche der beweglichen Teil der Düse einzunehmen vermag.
In F i g. 1 ist 1 die Warenbahn, die sich von links nach rechts bewegt und oberhalb einer erfindungsgemäß ausgebildeten Düse schwebt. Diese Düse bildet den Abschluß eines nach unten abgebrochen gezeichneten Zuführungskanals 2, in den Luft oder ein sonstiges gas- und/oder dampfförmiges Mittel in Richtung 3 einströmt. Die Düse hat zwei Seitenwandungen, deren linke mit 4 und deren rechte mit 5 bezeichnet sind. Zwischen diesen liegt ein zur Bahn 1 hin nach Art eines Tragflügelprofils zur Bahn 1 hin gewölbtes Kippstück6, das um ein Drehlager? an den Stirnseiten des Düsenkörpers kippbar gelagert ist. Um das Kippstück 6 der Düse in den Grenzkipplagen zu erhalten, sind an den Stirnseiten des Düsenkörpers Laschen vorgesehen, in die Bolzen 9 eingreifen, die durch den Exzenter 1.0 exzentrisch drehbar sind. Das Kippstück 6 ist gegenüber den Ausläufern den Seiten-
wandungen 4,5 des Düsenkörpers zurückgesetzt^ so F i g. 4 zeigt die schwebende Warenbahn 1 unterdaß das in Pfeilrichtung 3 in die Düse einströmende halb als Tragflächendüsen arbeitender Wechseldüsen Mittel, also etwa Luft, in Teilströmen aus der Düse 18, während zur Verbesserung des Wärmeüberganges ausströmen muß. Da diese beiden Ströme bei der in und zur Unterstützung der Abhebung der Waren-Figur gezeigten Lage des Kippstückes 6 entgegenge- 5 bahn 1 von dem Siebband 19 die Wechseldüsen 20 als setzt zueinander gerichtet sind, bildet sich zwischen Luftkissendüsen nach F i g. 1 arbeiten,
dem Kippstück 6 und der Warenbahn unter Luftkis- Die Exzenterversteilbarkeit bei 9,10 gibt die Mögsenbildung ein Staüraum aus, so daß die Teilströme lichkeit, alle oberen Düsen 18 und sämtliche unteren aus ihren ursprünglichen Richtungen, wie die Pfeile Düsen 20 so einzustellen, daß nach F i g. 5 die Düsen 11 und 12 zeigen, umgelenkt werden. Die Umlen- io 18 als Luftkissendüsen gemäß Fig. 1 und die Düsen kungskräfte liefert der Staudruck in dem Raum zwi- 20 als Tragflächendüsen gemäß F i g. 2 arbeiten. Es sehen dem Kippstück 6 und Warenbahn 1. In diesen wird also unten kein Druck ausgeübt, und die Bahn 1 Stauraum strömt auch noch zusätzliche Luft über die wird oben keinem Sog, sondern im Gegenteil einem Perforation 13 ein. Druck ausgesetzt, so daß die Warenbahn 1 an das
F i g. 2 zeigt die Wechseldüse nach F i g. 1, nach- 15 Transportband 19 fest angelegt erhalten wird,
dem durch Drehung des Kxzenterbolzens 9 am Exzen- F i g. 6 zeigt ein zugehöriges Diagramm mit den ter 10 im Uhrzeigersinne die Umwandlung einer Luft- charakteristischen Druckkurven für erfindungsgemäß kissendüse nach F i g. 1 in eine Tragflächendüse nach ausgebildete Düsen in ihren beiden Stellungen. Die F i g. 2 stattgefunden hat. Die zwischen dem Auslauf Abszissenachse 21 gibt den jeweiligen Abstand der der linken Seitenwandung 4 und dem Kippstück 6 20 Warenbahn 1 von der Düsenanordnung wieder. Die auftretende Strömung 14 ist infolge des gegenüber den Ordinatenachse 22 dient der Darstellung des Stoß-Verhältnissen der F i g. 1 stark verbreiterten Düsen- kraftverhaltens, das der Luftstrom bzw. der gebildete Schlitzes so geändert worden, daß das strömende Mit- Luftstau oberhalb der Düse aufweisen, so daß damit tel über die nach Art eines Tragflächenprofils ge- die auf die Warenbahn ausgeübten Kräfte erkennbar wölbte Fläche des Kippstückes 6 hinwegströmt, zumal 25 werden.
jetzt die zweite Strömung 15 in gleicher Richtung ver- Die Kurve 23 tritt bei einer Wechseldüse auf, wenn läuft, da das rechte Ende des Kippstückes 6 in der sie gemäß F i g. 1 als Luftkissendüse arbeitet. Nach Stellung der F i g. 2 über dem Ende der rechten Seiten- Kurve 24 wird gearbeitet, wenn das Kippstück 6 in der wandung 5 liegt. Die aus der Perforation austretende Wechseldüse eine Stellung nach F i g. 2 einnimmt Der Blasluft 16 wird durch den st?rken Luftstrom mit der 30 Arbeitspunkt 25 wird maßgebend, wenn ein kräftiges, Grundrichtung 14 umgelenkt und hat dadurch die schweres Metallband behandelt werden muß, so daß vorteilhafte Eigenschaft, die Grenzschicht günstig zu bei kleinem Abstand eine verhältnismäßig große Stoßbeeinflussen mit der Wirkung, daß die Warenbahn 1 kraft zu entwickeln ist.
das rechts gelegene Ende des Kippstückes 6 nicht be- Bei einem Arbeitspunkt 26 mit dem gleichen Abrührt. Dieser Effekt ist von Tragflächendüsen her be- 35 stand der Bahn von den Düsen wie dem des Arbeitskannt, bei denen die Zuströmung über die Perforation punktes 25 braucht dagegen nur eine sehr kleine Stoßaus der Umgebungsluft bereits ausreicht, den Unter- kraft aufzutreten, die das Gewicht einer sehr dünnen druck bei zu engem Abstand zwischen Warenbahn Metallfolie ausgleicht. Der Arbeitspunkt 27 wird also und Tragflächenprofil abzubauen und sogar zu besei- von Düsen 18 der F i g. 4 in der Arbeitsstellung als tigen, wo es nötig ist. Es ist jedoch neu, dieses Tragflä- 40 Tragflächendüsen verwirklicht. Da diese Düsen oberchenprofil mittels eines Kippstückes 6 zu verwirklichen. halb der Bahn liegen, arbeiten sie mit negativer Stoß-
F i g. 3 zeigt drei hintereinander hegende Düsen 17, kraft, d. h., sie saugen die Bahn an.
deren jede einzelne den F i g. 1 und 2 entspricht, wo- Der Arbeitsnunkt 28 ist den Düsen 20 in F i g, 4 zu-
bei jedoch die Lage ihrer Kippstücke so gewählt ist, geordnet. Sie entwickeln also bei dieser Entfernung
daß sie mit derjenigen nach F i g. 2 übereinstimmt. 45 noch Unterstützungskräfte zum Anheben der Waren-
Oberhalb der Düsen befindet sich die Warenbahn 1. bahn oberhalb des Transportsiebes 19.
Diese Anordnung ist vorzugsweise für Glühofen vor- Arbeitspunkt 25 ist gleichzeitig charakteristisch für
gesehen* bei denen der konvektive Wärmeübergang den Arbeitspunkt der Düsen 18 in F ig. 5, die mit gro-
lediglich von der Unterseite her durchgeführt werden ßer Stoßkraft, d. h. mit großer Sicherheit die Bahn 1
muß, um die Oberseite der Bahn vollkommen frei zu 50 auf das Transportsieb 19 drücken, während den unte-
halten; der Oberteil derartiger Glühofen ist nämlich ren Düsen 20 in Fig.5 der Arbeitspunkt 27 ent-
hoehgezogen, um die Bahn von außen her von Hand spricht, d. h., die Düsen 2Ö üben keine Stoßkraft auf
einziehen zu können. Mechanische Einrichtungen die Warenbahn 1 aus, so daß letztere nicht von dem
würden bei den herrschenden Temperaturen versagen. Transportsieb abgehoben werden kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum berührungslosen Führen von Warenbahnen in stabilen Zonen über eine Führungsfläche mit in Bahnrichtung beiderseits der Führungsfläche angeordneten, Strömungsmittel ausblasenden Düsen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Führen in einer ersten Zone die Düsen beiderseits der Führungsfläche gegeneinander gerichtet sind und daß zum Führen in einer zweiten Zone die Düse auf einer Seite dei Führungsfläche in die mit der Richtung der anderen Düse übereinstimmende Richtung verlegt wird, wobei bei der ersten Betriebsart das Strömungsmittel ein die Bahnlage stabilisierendes Luftkissen über der Führungsfläche bildet, während bei der anderen Betriebsart die Bahnlage durch die gebildete Strömung an der Führungsfläche stabilisiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der ersten Betriebsart die entgegengesetzt gerichteten Ströme der Düsen mit gleicher oder annähernd gleicher Stärke erzeugt werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zweiten Betriebsart die Stärke des in veränderter Richtung erzeugten Stromes vergrößert, die Stärke des in seiner Richtung veränderten Stromes verkleinert wird. 3ύ
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den nach ihrer Richtung veränderlichen Strömen Einzelblasstrahlen erzeugt und vorzugsweise senkrecht auf die Bahn gerichtet werden.
5. Einrichtung zur Durchführung von Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche ein Kippstück (6) mit tragflügelprofilförmiger Begrenzungsfläche ist, das mit den Seitenwandungen (4, 5) des Zuführungskanals die Düsen in Form von Schlitzen bildet.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kippstück (6) perforiert ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Querschnitt der Perforation im Kippstück (6) kleiner ist als die Hälfte des Querschnittes der Ströme einander entgegengesetzter Strömungsrichtungen.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Ausläufe von Zuführungskanalseitenwandungen (4, 5) die Enden des Kippstückes (6) in der Luftkissenbildungsstellung des Kippstückes übergreifen und daß das Kippstück außer einem Drehlager (7) im Düsenkopfstück eine Ver- und Einstellvorrichtung mit einem Exzenter (10) zur Umgehung des konkavförmig ausgebildeten Endes des Kippstükkes über den Auslauf einer Seitenwandung (5) beim Übergang aus der Luftkissenbildungs- in die Tragflügelstellung des Kippstückes aufweist.
DE19702020430 1970-04-27 1970-04-27 Einrichtung zum berührungslosen Führen von Warenbahnen Expired DE2020430C3 (de)

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DE2020430A1 DE2020430A1 (de) 1971-12-02
DE2020430B2 true DE2020430B2 (de) 1972-10-26
DE2020430C3 DE2020430C3 (de) 1976-04-15

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3630571A1 (de) * 1985-09-24 1987-03-26 Valmet Oy Vorrichtung zum beruehrungslosen stabilisieren und/oder tragen einer sich bewegenden materialbahn
DE3716468A1 (de) * 1987-05-16 1988-12-01 Hilmar Vits Vorrichtung zum trocknen von freigefuehrten materialbahnen mittels freigefuehrter luftkissenduesen
DE3804882A1 (de) * 1987-10-28 1989-08-31 Hilmar Vits Blasmittelgespeiste duese zum stabilisieren von insbesondere an ihren kanten zum flattern neigenden, in freiem zug gefuehrten materialbahnen

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DE3804882A1 (de) * 1987-10-28 1989-08-31 Hilmar Vits Blasmittelgespeiste duese zum stabilisieren von insbesondere an ihren kanten zum flattern neigenden, in freiem zug gefuehrten materialbahnen

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US3763571A (en) 1973-10-09
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