DE2842295C2

DE2842295C2 - Vorrichtung zur Richtungsführung des Ansatzes einer bewegten Bahn aus flexiblem Material

Info

Publication number: DE2842295C2
Application number: DE2842295A
Authority: DE
Inventors: Imants Vancouver Wash. Reba
Original assignee: Crown Zellerbach Corp
Current assignee: James River Corp of Nevada
Priority date: 1977-11-21
Filing date: 1978-09-28
Publication date: 1984-11-15
Also published as: FI783546A; SE7811684L; JPS5757379B2; FR2409220B1; BE871823A; JPS54116564A; GB2008546B; NO148892B; DE2842295A1; US4136808A; AU3983278A; ATA704578A; NL7811051A; IT7829853A0; AU519589B2; IT1102313B; BR7806229A; AT367117B; GB2008546A; NO783899L

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Richtungsführung des Ansatzes einer bewegten Bahn aus flexiblem Material, mit einer ersten Führungsrinne, gebildet aus einer ersten Bahnanlagefläche und von dieser beiderseits nach oben ragenden Seitenwänden, sowie mit einer am Bihneintrittsende der ersten Führungsrinne im wesentlichen senkrecht zur Bahneinlaufrichtung angeordneten, den Bahnansatz entlang der ersten Bahnanlagefläche mittels eines Gasstroms führenden ersten Coanda-Düse, und mit einer in Bewegungsrichtung der Bahji anschließend angeordneten zweiten Führungsrinne, gebildet aus einer zweiten Bahnanlagefläche und von dieser beiderseits nach oben ragenden Seitenwänden, sowie mit einer am Bahneintrittsende der zweiten Führungsrinne angeordneten, den Bahnansatz entlang der zweiten Bahnanlagefläche mittels eines Gasstroms führenden zweiten Coanda-Düse.

Aus der US-PS 40 14 487 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, bei der zur Ablenkung einer bewegten Bahn aus flexiblem Material in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Bahn zwei Coanda-Düsen mit nachfolgender Führungsrinne in Bahnbewegungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Zur Ablenkung der bewegten Bahn in einer zur Bahnebene senkrechten Richtung nach oben oder unten ist dabei die zweite Coanda-Düse mit ihrer Rinne bezüglich der ersten Coanda-Düse mit Führungsrinne abgewinkelt, und zwar in einer zur Eintrittsebene der Bahn senkrechten Richtung. Die Ebene der zweiten Führungsrinne ist demnach aus der Eintrittsebene der Bahn heraus nach unten oder nach oben abgewinkelt. Es ergeben sich aber große Schwierigkeiten, wenn eine derartige Bahn aus flexiblem Material seitlich aus der anfänglichen Bahnrichtung ausgelenkt werden soll. Wegen der flächigen Beschaffenheit der Sahn setzt diese bei einer Ablenkung in ihrer eigenen Ebene der Bewegungsänderung einen erheblichen Widerstand entgegen, wobei die Bahn entweder an der einen Seite knicken oder an der anderen Seite reißen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welchen eine bewegte Bahn in ihrer Ebene, also um eine nicht in ihrer Ebene liegende Achse, seitlich auslenkbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die erste Führungsrinne bezüglich der Bahneinlaufrichtung seitlich in der Bahnebene um einen ersten Winkel a 1 gedreht ist, daß die zweite Coanda-Düse und die zweite Führungsrinne bezüglich der Bahneinlaufrichtung seitlich in der Bahnebene um einen zweiten Winkel λ 2 gedreht sind, und daß der zweite Winkel ac 2 größer ist als der erste Winkel λ 1.

Dieser Lösung des Problems liegt die Erkenntnis zugrunde, daß grundsätzlich die seitliche Verschiebung bzw. Auslenkung der Bahn anfänglich ganz allmählich erfolgen muß. Es ist nicht ausreichend, lediglich zwei Coanda-Düsen mit Führungsrinnen hintereinanderzusetzen und in der Ebene der Bahn im Winkel zueinander anzuordnen, sondern die erste Coanda-Düse muß im wesentlichen senkrecht zur Eintrittsbewegung der Bahn angeordnet sein und nur die sich daran anschließende erste Führungsrinne wird seitlich gedreht. Die zweite Coanda-Düse wird mit ihrer zugeordneten Führungsrinne in einem Winkel gegenüber der Bahneintrittsrichtung gedreht, der größer ist als der entsprechende Winkel der ersten Führungsrinne. Bei dieser Anordnung wird eine störungsfreie seitliche Auslenkung der Bahn erreicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Winkel χ 2 etwa doppelt so groß wie der erste Winkel a I.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Richtungsführung,
F i g. 2 eine schematische Draufsicht der Vorrichtung nach F i g. 1 und

F i g. 3 und 4 schematische Darstellungen von geometrischen Merkmalen welche bei der Konstruktion des beschriebenen Ausführungsbeispiels verwendet werden.

In den F i g. 1 und 2 ist eine erste mechanische Vorrichtung in Gestalt eines Trockenzylinders 10 dargestellt.

Der Trockenzylinder 10 weist eine Bahnauflagefläche 12 zum Trocknen und Weiterführen einer Papierbahn 14 auf, wie sie bereits bekannt ist. Während des normalen Betriebs kommt die Bahn 14 unmittelbar von der Bahnauflagefläche 12 her und wird an die nächste Stufe des Herstellungsvorgangs weitergegeben, wobei sich die Bahn 14 vorwärts von dem Trockenzylinder 10 bewegt, nachdem sie die Bahnauflagefläche 12 entlang eines

vorbestimmten Pfades der Bahnbewegung verläßt Bei dem in F i g. 1 dargestellten Aufbau ist die Papierbahn 14 um eine herkömmlich aufgebaute Rolle 16, sowie über eine weitere Rolle 18 geführt, welche beispielsweise die Anfangswalze eines Kalanders sein kann. Es ist zu bemerken, daß eine derartige Vorrichtung für eine große Vielzahl anderer als den beschriebenen Arbeitsvorgängen verwendet werden kann; die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform dient lediglich Erläuterungszwecken, da sie für einen zur Verwendung der vorliegenden Erfindung geeigneten Betrieb typisch ist

In der Nähe der Bahnauflagefläche 12, unterhalb der normalen Ausgangsstelle der Bahn 14 ist eine erste Coanda-Düse 24 angeordnet Diese Düse 24 ist vom zweidimensionalen Typ, wie die in den US-Patentschriften 39 99 696 und 40 14 487 dargestellte und wird daher hier nicht im einzelnen erläutert; es ist lediglich zu bemerken, daß die Düse 24 einen langgestreckten Ausgangsschlitz aufweist durch den Druckgas ausgestoßen wird, wobei die Folienfläche der Düse 24 das ausgestoßene Gas in eine Vorwärtsrichtung lenkt so daß es zusammen mit dadurch mitgerissenen ümgebungsgasen entlang einer ersten, sich von der Düse 24 wie in den vorgenannten Patentschriften gezeigt erstreckenden Bahnanlagefläche 28 entlangströmt Von den Rändern der Bahnanlagefläche 28 erstrecken sich Seitenwände 29 und 31 nach oben und bilden eine oben offene Führungsrinne. Für den Fall, daß die Bahn 14 bricht bzw. reißt wird von der Bedienungsperson ein Schwanz bzw. Ansatz geformt, wie es in den beiden vorstehend angegebenen Patentschriften beschrieben ist; dieser Ansatz wird von den entlang der Bahnanlagefiäche 28 strömenden Gasen mitgezogen, wenn er rriit der Bahnanlagefläche 28 in Eingriff gebracht wird. Die von den Wänden 28,29 und 31 gebildete Führungsrinne ist vorzugsweise an ihrem Bahn-Ausgangsende, d. h. am rechten Ende in der Fig. 1, schwenkbar angebracht so daß sie aus der in strichpunktierten Linien gezeigten Stellung in die mit durchgezogenen Linien gezeigte Stellung geschwenkt werden kann, wobei sie die Bahn 14 (die sich von dem Trockenzylinder 10 nach unten bewegt) in Eingriff mit der durch die Coanda-Düse 24 hervorgerufenen Gasströmung bringt

Während sich der Bahnansatz entlang der Bahnanlagefiäche 28 bewegt werden die Gasströmung und die Bahn 14 seitlich um einen vorbestimmten Winkel cc in der Bahnebene durch die Wand 29 versetzt Wenn der Ansatz der Bahn am Ende der ersten Führungsrinne 28, 29,31 angelangt, wird er durch die von einer zweiten Coanda-Düse 30 erzeugte Gasströmung mitgenommen; dieser zweiten Coanda-Düse 30 ist eine zweite Bandanlagefläche 32 zugeordnet Die Seitenwände 33 und 35 erstrecken sich aufwärts von den Rändern der Bandanlagefläche 32.

An dem Ende der Walze 18 ist ein Seil 36 angeordnet, welches mit einem um eine Scheibe 38 geführten Seil 37 einen Klemmspalt bildet; die Seile formen einen Klemmspalt, durch den der Bahnansatz in bekannter Weise hindurchgehen soll. Wie insbesondere mit Bezug auf F i g. 2 zu erkennen ist, ist der Seil-Klemmspalt an einem äußeren Ende der Walze 18 angebracht d. h, er is»i seitlich von dem normalen Bewegungspfad der Bahn 14 versetzt. Wenn die Bahn 14 durch die beiden Coanda-Düsen 24,30 unmittelbar vorwärts gerichtet werden sollte, würde der Ansatz den Seil-Klemmspalt völlig verfehlen und ein erfolgreiches Einfädeln in die Maschinenteile, denen die Seile zugeordnet sind, könnte nicht erfolgreich ausgeführt werden.

Die zweite Coanda-Düse 30 ist bezüglich der ersten Coanda-Düse 24 unter einem Winkel oc₂ angeordnet. Die Winkelversetzungen ot\ und «₂ werden wie folgt berechnet: der erste Schritt besteht darin, die wahre Länge (Tl) des Pfades der Bshn 14 zu bestimmen (siehe Fig. 1,3 und 4):

Tl = U + L₂ (1)

wobei L] und L₂ in der F i g. 1 definiert sind.
Der zweite Schritt besteht in der Bestimmung der Versetzungsentfernung Or-

Ot = Entfernung von der Kante der Bahn zu der gewünschten vorbestimmten Stellung, d. h. der Mittellinie des Seil-Klemmspaltes zuzüglich der halben Bahnansatz-Breite (2)

Als nächstes bestimmt die wahre Länge T_L und die Versetzung Orden gesamten Ansatz-Seitenversetzungswinkel ß:

Ot

■ψ- = tanjS. (3)

Versuche haben gezeigt daß die Ansatz-Seitenversetzung vorzugsweise in zwei Schritten herbeigeführt wird. Zuerst wird um den Winkel x\ und dann um einen Winkel X₂ versetzt
Die Verhältnisse zwischen at\, x₂ und^sind wie folgt:

Λ\ < ß\x₂ > /9unda\ = '/2*2

Die Bestimmung der Winkel X\ und Λ2 ist ein iterativer Vorgang. Zur Darstellung des Entwurfsverfahrens wird nun ein numerisches Beispiel ausgeführt.

Gegeben: L₁ = 53,34 cm (21 Zoll)
L₂ = 121,92 cm (48 Zoll)

a) Dabei ergibt sich aus Gleichung(l) T_L = 175,26cm(69 Zoll). Wenn weiter gegeben ist: Ansatzbreite 20,32 cm (8 Zoll) Entfernung von der Kante der Bahn zur Mittellinie des Seil-Klemmspaltes 17,78 cm (7 Zoll), dann ergibt sich weiter

b) ausGleichung(2)O₇■= 27.94 cm(11 Zoll)

c) aus der Gleichung (3):

tan./? = -ii- = 0,15942 undβ = 9° 03'

d) wenn weiter mit Bezug auf F i g. 4 gegeben sind:

N = Breite der Aufnahmedüse = 6,35 cm (2'/₂ Zoll)

O\ = seitliche Versetzung durch die erste Bahnanlagefläche 28,

ίο O₂ = seitliche Versetzung durch die zweite Bahnanlagefläche 32 und

Ot = Οχ + O₂ (5)

dann ergibt sich

Li-N= 53,34 cm - 6,35 cm = 46,99 cm

L₂= 121,92 cm

(Li - ;v;tan«i = O₁ (6)

L₂ tanas = O₂ (7)

e) Da bekannt ist, daß

Xi < ß\X₂

und angenommen sei
x\ = 5,5°, X₂ = 11°
erfolgt aus den Gleichungen (6) und (7)

O, = 46,99 cm tan 5° 30' = 4,52374 cm
O₂= 121,92 cm tan 1Γ = 23,6982 cm

Aus der Gleichung (5) ergibt sich:

O₇= O, + O₂ = 28,19654 cm;

dieser Wert ist nahe genug an dem erforderlichen Wert von 97,94 cm (11 Zoll). Daher wird der Entwurf der Wandelemente der Coanda-Düse auf die Werte

ac\ = 5,5° undX₂ = W"
aufgebaut

Die F i g. 2 faßt Entwurfsmerkmale zusammen und zeigt, daß der Krümmungsradius R, um den der Bahnansatz in der horizontalen Ebene versetzt wird der folgenden Beziehung entspricht:

R = _L L-N

R
2 sin<r₂

Die nachstehende Tabelle umfaßt die Abmessungs-Kennwerte von fünf Papiermaschinen-Einfädelvorrichtungen, die entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre konstruiert worden sind. Hierzu ist zu bemerken, daß die Abmessungserfordernisse für jede Papiermaschine oder eine andere Anlage verschieden sind.

Nr.	Λι/Grad	*₂/Grad	L\lcm	L₂/cm	R/cm
1	10	20	44,1325	82,55	55,245
2	2$	5	78,74	118,11	415,29
3	6	12	50,8	29,21	106,68
4	3	6	43,815	121,92	179,07
5	6	12	50,8	52,07	106,68
		Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Richtungsführung des Ansatzes einer bewegten Bahn aus flexiblem Material, mit einer ersten Führungsrinne, gebildet aus einer ersten Bahnanlagefläche und von dieser beiderseits nach oben ragenden Seitenwänden sowie mit einer am Bahneintrittsende der ersten Führungsrinne im wesentlichen senkrecht zur Bahneinlaufrichtung angeordneten, den Bahnansatz entlang der ersten Bahnanlagefläche mittels eines Gasstroms führenden ersten Coanda-Düse, und mit einer in Bewegungsrichtung der Bahn anschließend angeordneten zweiten Führungsrinne, gebildet aus einer zweiten Bahnanlagefläche und von dieser beiderseits nach oben ragenden Seitenwänden, sowie mit einer am Bahneintrittsende der zweiten Führungsrinne angeordneten, den Bahnansatz entlang der zweiten Bahnanlagefläche mitteis eines Gasstroms führenden zweiten Coanda-Düse, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Führungsrinne (28,29,31) bezüglich der Bahneinlaufrichtung seitlich in der Bahnebene um einen ersten Winkel (λ 1) gedreht ist, daß die zweite Coanda-Düse (30) und die zweite Führungsrinne (32,33,35) bezüglich der Bahneinlaufrichtung seitlich in der Bahnebene um einen zweiten Winkel (λ 2) gedreht sind, und daß der zweite Winkel (cc 2) größer ist als der erste Winkel (<* 1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Winkel (λ 2) etwa doppelt so groß ist wie der erste Winkel (« 1).