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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen einer Materialbahn
in einer Verarbeitungsmaschine, insbesondere einer Maschine zum
Aufwickeln von Papier- oder Kartonbahnen zu Wickelrollen, umfassend
eine Mehrzahl hintereinander in Bahnführungsrichtung angeordneter
Führungselemente und Mitteln zur Erzeugung einer Fluidströmung
zwischen der zur Materialbahn weisenden Oberfläche der
Führungselemente und der Materialbahn. Die Erfindung betrifft
ferner eine Maschine zum Aufwickeln von Materialbahnen, insbesondere
Papier- oder Kartonbahnen.
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Vorrichtungen
zum Führen von Materialbahnen, insbesondere zum Aufführen
einer Materialbahn in einer Vorrichtung zum Aufwickeln derartiger
Materialbahnrollen, wie beispielsweise Rollenschneidmaschinen, sind
in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik
bekannt. Zum Einführen der Materialbahnen sind dabei verschiedene
Systeme bekannt, die zum Teil durch einen erheblichen Arbeits- und
Konstruktionsaufwand bedingt sind. Dabei gestaltet sich insbesondere
das Heranführen eines neuen Materialbahnanfangs an eine
Stütz- oder Tragwalze einer Wickelmaschine mit einer teilweise im
Unterflur verlaufenden Bahnführungsstrecke relativ schwierig,
da diese Strecke zum Teil nicht frei zugänglich ist. Zur
sicheren Führung sind aufwendige Transportbänder
oder Bänderschwingen erforderlich.
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Aus
der Druckschrift
DE
39 33 861 A1 ist eine Ausführung vorbekannt, bei
welcher die Materialbahn in eine Verarbeitungsmaschine, insbesondere in
eine Maschine zum Aufwickeln von Papier- oder Kartonbahnen zu Wickelrollen
mittels eines am Bahnanfang befestigten, sich durch die Bahnführungsstrecke
erstreckenden Schleppelements in die Verarbeitungsmaschine eingezogen
wird, wobei dazu ein elastisches zugfestes Band vorgesehen ist, das
mittels Druckluft, die im Wesentlichen laminar und parallel zu einem
entlang der Bahnführungsstrecke angeordneten Führungselement
strömt, in die Bahnführungsstrecke eingeführt
wird und anschließend das Band und die daran befestigte
Materialbahn durch die Bahnführungsstrecke gezogen wird. Das
Band ist mittels einer laminaren Druckluftströmung entlang
eines Führungselements durch eine mit Kurven versehene
Strecke transportierbar. Das Bahnführungselement ist vorzugsweise
als Rinne ausgebildet mit in regelmäßigen Abständen
angeordneten Flachstrahldüsen. In den die Bahnführung kreuzenden
Stellen sind Unterbrechungen an den Führungselementen vorgesehen,
so dass der Bahnverlauf nicht beeinträchtigt wird. Zum
Einführen der Materialbahn wird zunächst das elastische
zugfeste Band mittels Druckluft in die Bahnführungsstrecke eingeführt
und anschließend die darin befestigte Materialbahn durch
die Bahnführungsstrecke gezogen und wieder aus dieser entfernt.
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Aus
der Druckschrift
DE
40 18 883 C1 ist eine Vorrichtung zum Heranführen
des Anfangs einer Materialbahn, insbesondere Papierbahn, von unten her
an eine Rollenschneidmaschinenwalze mittels einer Reihe von Führungsplatten
vorbekannt, die den Bahnanfang nach oben führen und die
in Bahnlaufrichtung gesehen zumindest steiler und senkrecht angeordnet
sind, denen ferner Blasorgane zugeordnet sind, die jeweils einen
quer zur Bahnlaufrichtung angeordneten Hohlkörper sowie
eine Anzahl von in Bahnlaufrichtung angeordneten Düsen
aufweisen, die in Bahnlaufrichtung gesehen jeweils zwischen zwei
Führungsplatten angeordnet sind, wobei dasjenige Blasorgan,
das der in Bahnlaufrichtung ersten senkrechten Platte vorgeschaltet
ist, Turbulenzen erzeugende Düsen aufweist. Dadurch wird
erreicht, dass zum einen eine einwandfreie Bahnführung
frei von einem Kleben der Materialbahn an den Führungselementen
erzielt wird, ferner ein Flattern der Materialbahn sicher vermieden
wird. Aufgrund der Anordnung der Düsen ist deren Wirkung
in Bezug auf den Führungsweg der Materialbahn derart abzustimmen,
dass durchgängig ein entsprechendes Luftpolster erzielt
wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Führung
einer Materialbahn in einer Verarbeitungsmaschine, insbesondere
einer Maschine zum Aufwickeln von Papier- oder Kartonbahnen zu Wickelrollen
derart weiterzuentwickeln, dass die Materialbahn auch unabhängig
von der Strömungsausprägung transportierbar ist
und ferner beim Transport die Materialbahn nach Möglichkeit eben über
die gesamte Breite geführt wird.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale
der unabhängigen Ansprüche 1 und 21 charakterisiert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Eine
Vorrichtung zum Führen einer Materialbahn in einer Verarbeitungsmaschine,
insbesondere einer Maschine zum Aufwickeln von Papier- oder Kartonbahnen
zu Wickelrollen, umfassend eine Mehrzahl hintereinander in Bahnführungsrichtung angeordneter
Führungselemente und Mittel zur Erzeugung einer Fluidströmung
zwischen der zur Materialbahn weisenden Oberfläche der
Führungselemente und der Materialbahn, ist erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass die Mittel in zumindest einem Teil der Führungselemente
angeordnete und mit einer Richtungskomponente in Materialbahnlaufrichtung
ausgerichtete Düsen aufweisen, die derart ausgebildet und
angeordnet sind, geeignet zu sein, eine zumindest teilturbulente
Fluidströmung zu erzeugen.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht die
Erzeugung einer gerichteten Fluidströmung in Bahnführungsrichtung
zur Unterstützung des Transports der Materialbahn in einem
geringen Abstand zum Führungselement auf einem bewegten
Fluidpolster, wobei als Fluid vorzugsweise ein gasförmiges
Medium, insbesondere Luft Verwendung findet. Diese Strömung
verhindert sicher ein Anhaften der Materialbahn am Führungselement
und eine, einen Gleitreibungs zustand erzeugende Relativbewegung zwischen
Führungselement und Materialbahnoberfläche, die
zu Schädigungen an der Materialbahn und Beeinträchtigungen
des Transports der Materialbahn führen können.
Die Materialbahn wird im Bereich der Führungselemente sicher
und vollständig über das Luftpolster abgestützt,
so dass unerwünschte Relativbewegungen zwischen Führungselement
und Materialbahn vermieden werden. Durch die Erzeugung einer Fluidströmung
mit Turbulenzanteil kann der steuerungstechnische Aufwand gegenüber
rein laminaren Fluidströmungen gering gehalten werden.
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Die
Düsen aufweisenden Führungselemente sind vorzugsweise
in Form von Führungsplatten ausgeführt. Diese
erstrecken sich über einen Großteil der Breite
der zu transportierenden Materialbahn, vorzugsweise über
die theoretisch maximale Materialbahnbreite. Die Plattenoberfläche
ist vorzugsweise eben ausgeführt. Dadurch wird eine sichere
Abstützung der Materialbahn während des Transports
der Materialbahn auch in Bahnführungsrichtung gewährleistet.
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Zur
Vermeidung von Beschädigungen an der Materialbahn bei Strömungsabriss
ist die Austrittsöffnung einer einzelnen Düse
vorzugsweise in einer Ebene mit der zur Materialbahn weisenden Oberfläche
des Führungselements angeordnet.
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Bezüglich
der Anordnung und Ausrichtung der einzelnen Düsen bestehen
eine Vielzahl von Möglichkeiten. Vorzugsweise sind an einem
Führungselement jeweils eine Mehrzahl von Düsen
vorgesehen, die in Breitenrichtung des Führungselements über
die Vorrichtung betrachtet beabstandet zueinander angeordnet sind.
Ferner sind eine Mehrzahl von Düsen vorgesehen, die in
Bahnführungsrichtung der Materialbahn am Führungselement
beabstandet zueinander angeordnet sind. Die in Breitenrichtung des
Führungselements und/oder Bahnführungsrichtung
am Führungselement beabstandet angeordneten Düsen
können gemäß einer ersten Ausführung
in gleichem Abstand zueinander angeordnet sein. Dies bietet den
Vorteil, dass bei gleicher Ausrichtung der Düsen kontinuierliche
Strömungsverhältnisse über die gesamte
Breite der Materialbahn, insbesondere mit fest definiertem Anteil
in Bahnführungsrichtung bereitgestellt werden.
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Sind
gemäß einer weiteren Ausführung die in Breitenrichtung
des Führungselements und/oder Bahnführungsrichtung
am Führungselement beabstandet angeordneten Düsen
mit unterschiedlichem Abstand zueinander angeordnet, kann in diesen Richtungen
ein unterschiedliches Strömungsprofil eingestellt werden.
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Die
Ausrichtung der einzelnen Düsen kann für alle
Düsen an einem Führungselement gleich oder aber
unterschiedlich erfolgen. Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil der
in Breitenrichtung des Führungselements und/oder Bahnführungsrichtung
am Führungselement beabstandet angeordneten Düsen derart
angeordnet und ausgerichtet, dass die daraus resultierende Hauptströmungsrichtung
des Fluids in Bahnführungsrichtung der Materialbahn verläuft
und somit auch einen Transport unterstützenden Effekt erzeugt.
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Wird
gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung ein
Teil der in Breitenrichtung des Führungselements und/oder
Bahnführungsrichtung am Führungselement beabstandet
angeordneten Düsen in einem Winkel gegenüber der
Bahnführungsrichtung angeordnet, vorzugsweise in einem
Winkel zwischen 0° und 90° können zusätzlich
Lenk-, Zentrier- und/oder Breitstreckeffekte an der zu führenden
Materialbahn erzielt werden. Dazu sind vorzugsweise die in Breitenrichtung
des Führungselements und/oder Bahnführungsrichtung
am Führungselement in den seitlichen Randbereichen beabstandet angeordneten
Düsen in einem Winkel gegenüber der Bahnführungsrichtung
angeordnet beziehungsweise ausgerichtet.
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Der
Austrittsquerschnitt einer einzelnen Düse ist entweder
symmetrisch oder asymmetrisch bezogen auf eine in Bahnführungsrichtung
verlaufende oder geneigt zu dieser angeordneten Achse ausgebildet.
Je nach Ausrichtung der Düse zur Bahnführungsrichtung
können im ersten Fall gleiche Strömungsverhältnisse
in Bezug auf die Symmetrieachse des Austrittsquerschnitts der einzelnen
Düse gewährleistet werden, die je nach Ausrichtung
der Düse zu unterschiedlichen Strömungsverhältnissen
in Bahnführungsrichtung führen können.
Eine asymmetrischer Ausgestaltung des Austrittsquerschnitts bietet
in Kombination mit unter schiedlicher Ausrichtung der einzelnen Düsen
den Vorteil einer vordefinierten Einstellung von Strömungsverhältnissen,
wobei der Effekt bei hauptsächlich gleich ausgerichteten
Düsen allein durch die Ausgestaltung des Austrittsquerschnitts
erzeugt werden kann.
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Vorzugsweise
werden aus Gründen der Vereinheitlichung nach Möglichkeit
eine Vielzahl von Düsen mit gleichem Austrittsquerschnitt
und gleicher Austrittsrichtung angeordnet.
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Die
Turbulenzen werden in einfacher Art und Weise durch die Ausgestaltung
der einzelnen Düsen erzeugt. Vorzugsweise sind diese vom
Einlass zur Austrittsöffnung mit sich ändernder
Querschnittsgeometrie und/oder Dimensionierung ausgestattet.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführung werden zur Erzielung
einer gerichteten und großflächigen Strömung
in Bahnführungsrichtung muschelförmig ausgebildete
Düsen eingesetzt. Der Austrittsquerschnitt der einzelnen
Düse ist dazu ringsegmentförmig ausgebildet. Der
Querschnitt, insbesondere die Dimensionierung und/oder Geometrie
der Querschnittsfläche der Düse in Durchströmungsrichtung vom
Eintritt zur Austrittsöffnung betrachtet ist vorzugsweise
veränderlich. Dabei kann sich der Querschnitt der Düse
in Durchströmungsrichtung vom Eintritt zur Austrittsöffnung
zumindest in Teilbereichen stetig oder aber stufenweise verändern,
insbesondere vergrößern.
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Die
Düsen können als separate Elemente oder aber vorzugsweise
in die Führungsplatte als bauliche Einheit integriert ausgeführt
sein. Die zweite Lösung bietet den Vorteil einer einfachen
Herstellung der Düsen durch entsprechende Trenn- oder Formgebungsverfahren
bei der Herstellung der Führungsplatten.
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Die
Mittel zur Erzeugung einer zumindest teilweise turbulenten Fluidströmung
umfassen ferner ein Fluidbereitstellungs- und Versorgungssystem, wobei
jedem Düsen aufweisenden Führungselement ein separates
Fluidbereitstellungs- und/oder Führungssystem oder aber
allen Düsen aufweisenden Führungselementen ein
Fluidbereitstellungs- und/oder Führungssystem gemeinsam
zugeordnet ist. Die erste Möglichkeit bietet den Vorteil
einer autarken Beaufschlagung der einzelnen Führungsplatten.
Die zweite Lösung bietet den Vorteil geringer Bauteilanzahl.
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Die
einzelnen Düsen an einem Führungselement können
einzeln, in Gruppen oder gemeinsam ansteuerbar sein.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung wird in besonders
vorteilhafter Weise in einer Maschine zum Aufwickeln von Materialbahnen,
insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, umfassend zumindest eine Wickelstation
eingesetzt. Diese kann als Tragwalzenwickelvorrichtung oder Stützwalzenwickelvorrichtung ausgeführt
werden. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung
ist die Maschine als Rollenschneidmaschine ausgeführt,
umfassend eine Schneideinrichtung.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematisch vereinfachte Darstellung einer Maschine zum Verpacken
von Materialbahnrollen in einer Ansicht von Rechts mit erfindungsgemäß ausgeführten
Führungselementen;
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2 eine
Ausführung eines Führungselements anhand eines
Ausschnitts aus einer Ansicht gemäß 1;
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3a und 3b anhand
einer Ansicht von oben auf ein Führungselement mögliche
Anordnungen der Düsen;
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4 eine
besonders vorteilhafte Ausführung eines Düsen
aufweisenden Führungselementes;
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5a und 5b eine
besonders vorteilhafte Ausführung einer Düse in
zwei Ansichten; und
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6 eine
vorteilhafte Ausführung eines Führungselements
mit unterschiedlicher Ausrichtung der Düsen.
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Die 1 verdeutlicht
in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand einer Ansicht
von rechts einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung 1 zum Aufwickeln
einer Materialbahn M zu einer Wickelrolle 2, die Anordnung
und den Aufbau einer Vorrichtung 3 zum Führen
der Materialbahn M innerhalb der Vorrichtung 1 zum Aufwickeln
der Materialbahn M zu einer Wickelrolle 2. Die Vorrichtung 1 ist
dabei Bestandteil einer so genannten Rollenschneidmaschine 4.
Die Vorrichtung 3 zum Führen der Materialbahn
M dient hauptsächlich der Aufführung der Materialbahnspitze
beim Anlaufen der Maschine beziehungsweise nach einem Austausch
der fertig gewickelten Wickelrolle 2 gegen eine neu zu
umwickelnde Wickelhülse 13. Bezüglich
der Ausführung der Vorrichtung 1 zum Aufwickeln
der Materialbahn M bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten.
Bei dieser kann es sich um eine Stützwalzenwickelvorrichtung 14 mit
Abstützung der Wickelrolle 2 am Außenumfang 15 einer
Stützwalze 16 als auch eine, hier jedoch nicht
dargestellte Tragwalzenwickelvorrichtung handeln. Die Aufführung
der Materialbahn M, insbesondere der Materialbahnspitze, erfolgt
mit Hilfe von Führungselementen 5, insbesondere
in Form von so genannten Führungsplatten 6. Diese
erstrecken sich vorzugsweise jeweils entlang eines Teilbereichs
des Bahnführungswegs 8 der Materialbahn M zum
Einführen in die Vorrichtung 1 beziehungsweise
an die konkret zu umhüllende Wickelhülse 13.
Die Breite bmax der Führungsplatten 6 entspricht
vorzugsweise im Wesentlichen der theoretisch maximale Breite bmax der in der Vorrichtung 1 aufzuwickelnden
Materialbahn M. Dabei sind je nach Ausgestaltung der Vorrichtung 1 entweder
lediglich eine oder eine Mehrzahl von Wickelstationen 7 vorgesehen,
wobei jeder der einzelnen Wickelstationen eine derartige Vorrichtung 3 zum
Führen der Materialbahn M zugeordnet ist. Die Führungselemente 5 können
dabei direkt hintereinander geschaltet angeordnet sein oder aber
auch zueinander beabstandet unter Zwischenanordnung von Leit- und/oder
Antriebselementen, insbesondere Antriebs- und/oder Umlenkwalzen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung
wird die Materialbahn M entlang des Bahnführungswegs 8 nahezu
vollständig gestützt geführt. Die Führungs elemente
können verschiedenartig ausgebildet werden, beispielsweise
in Form von Führungsrinnen oder Leitblechelementen. Denkbar
ist es auch, die Bahnführung durch Hilfsmittel zu unterstützen.
Dabei kann die Materialbahn M mittels eines entsprechenden Schleppbands
transportiert werden, ferner kann die Bahnführung durch Leit-
und/oder Antriebswalzen sowie durch Blasluft unterstützt
werden. Die Führung erfolgt hier beispielhaft über
die Führungselemente 5.1 bis 5.5, wobei zumindest
ein Teil der Führungselemente 5.1 bis 5.5 als
Führungsplatten 6.1 bis 6.3 ausgebildet
sind, wobei erfindungsgemäß entlang des Bahnführungswegs 8 an
den Führungsplatten 6.1 bis 6.3 Düsen 9.11 bis 9.1n, 9.21 bis 9.2n beziehungsweise 9.31 bis 9.3n zur
Erzeugung einer zumindest teilturbulenten und gerichteten Fluidströmung
in Transportrichtung der Materialbahn M vorgesehen sind. Die einzelnen Düsen 9.11 bis 9.nn sind
dazu mit einem Fluidbereitstellungs- und/oder Führungssystem 10.1 bis 10.n, hier 10.1 bis 10.3 gekoppelt.
Dadurch wird zwischen der entlang des Bahnführungswegs 8 zu
den Führungselementen 5.1 bis 5.n weisenden
Oberfläche der Materialbahn M und dem Führungselement 5.1 bis 5.n,
insbesondere der Oberfläche 17.1 bis 17.3 der
Düsen aufweisenden Führungsplatten 6.1 bis 6.3 ein
bewegtes Luftpolster erzeugt, so dass die Materialbahn M quasi berührungslos
entlang der Führungselemente 5.1, 5.2 und 5.5 mit
minimalem Abstand zu dieser geführt wird. Dadurch schwimmt
die Materialbahn M auf dem Luftpolster, wodurch ein Kleben der Materialbahn
M an den einzelnen Führungsplatten 6.1 bis 6.3 mit
Sicherheit vermieden wird. Die Ausrichtung der über die
Düsen 9.11 bis 9.3n ausgebildeten Luftpolster
erzeugten Strömungskräfte bewirken ferner auch
eine Unterstützung des Transports der Materialbahn M entlang
des gewünschten Bahnführungswegs 8, so
dass unter Umständen auf separate Antriebswalzen verzichtet
werden kann. Die einzelnen Düsen 9.11 bis 9.1n bis 9.n1 und 9.nn,
hier beispielhaft 9.11 bis 9.1n, 9.21 bis 9.2n und 9.31 bis 9.3n sind
derart ausgebildet und angeordnet, dass die aus diesen resultierende
Strömungskraft FSres derart ausgerichtet
ist, dass die Hauptströmungsrichtung mit der Förderrichtung
der Materialbahn M entlang des Führungswegs 8 übereinstimmt.
Dies bedeutet, dass die Strömungskraft FSres zumindest durch
eine Komponente charakterisiert ist, die in Richtung des Bahn führungswegs 8 ausgerichtet
ist und größer ist, als die Komponenten in den
anderen Richtungen.
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Die 2 verdeutlicht
anhand einer Vergrößerung gemäß 1 einen
Ausschnitt aus der Vorrichtung 1, insbesondere im Bereich
des Führungselements 6.3. Erkennbar sind dabei
in Führungsrichtung 8 der Materialbahn M die in
der Führungsplatte 6.3 angeordneten Düsen 9.31 bis 9.3n,
insbesondere deren Anordnung in Führungsrichtung der Materialbahn
M entlang des Bahnführungswegs 8 betrachtet. Diese
sind hier beispielhaft mit unterschiedlichen Abständen
zueinander in Führungsrichtung der Materialbahn M angeordnet.
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Bezüglich
der geometrischen Form, Ausgestaltung und Ausrichtung der einzelnen
Düsen 9.1 bis 9.3n bestehen eine Vielzahl
von Möglichkeiten. Je nach gewünschtem Effekt
können alle Düsen 9.n1 bis 9.nn einer
Führungsplatte 6 vorzugsweise identisch ausgestaltet
sein und hinsichtlich ihrer Anordnung in einem Winkel α,
vorzugsweise im Bereich zwischen > 0° und ≤ 90°,
das heißt quer zum Bahnführungsweg 8 der
Materialbahn M und in Richtung des Bahnführungswegs 8 vorzugsweise
mit gleichmäßigen Abständen zueinander
angeordnet sein. Die Anordnung kann ferner auch in einem Winkel β zwischen
Führungswegrichtung und Düse, der in einer Ebene,
die durch die Oberfläche 17.1 bis 17.n der Führungselemente 5.1 bis 5.5 und
einer Senkrechten dazu, insbesondere Senkrechten zur Führungsrichtung
beschreibbar ist, erfolgen. Der Winkel β liegt vorzugsweise
im Bereich zwischen > 0° und ≤ 90°.
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Eine
Ausführung mit gleicher Ausgestaltung, Anordnung und Ausrichtung
der einzelnen Düsen 9.1 bis 9.n ist in 3a wiedergegeben.
Dadurch können über den gesamten Bahnführungsweg 8 hinsichtlich
der Führung an einer Führungsplatte 6 sowie über
die Breite der Führungsplatte 6 die gleichen Effekte
hinsichtlich der Abstützung der Materialbahn M erzielt
werden. Demgegenüber verdeutlicht die 3b beispielhaft
eine Ausführung mit unterschiedlicher Anordnung der einzelnen
Düsen 9.1 bis 9.n in Führungsrichtung,
die hier mittels Pfeil verdeutlicht und mit 8 bezeichnet
ist für den Führungsweg und quer zu diesem. In 3b sind beispielhaft
unterschiedliche Abstände a1 bis an, insbesondere a1 und a2
in Führungsrichtung vorgesehen, während die Düsen 9.1 bis 9.n mit
den Abständen b1 bis bn zueinander über die Breite
bmax der Führungsplatte 6 angeordnet
sind.
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Bezüglich
der einsetzbaren Düsenform bestehen ebenfalls eine Vielzahl
von Möglichkeiten. Entscheidend ist, dass die Düsenform
geeignet sein muss, Turbulenzen in der Strömung zu erzeugen.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführung, wie beispielhaft auch
in der 4 verdeutlicht, sind die einzelnen Düsen 9.1 bis 9.n vorzugsweise
als so genannte Muscheldüsen 11.1 bis 11.n, wie
auch in den 5a und 5b dargestellt,
ausgebildet. Diese Düsenform ist durch einen sich in Durchströmungsrichtung
zwischen der Fluidbereitstellungseinrichtung und der Austrittsöffnung 12 verändernden
Strömungsprofilquerschnitt sowie einen ringsegmentförmig
ausgebildeten Austrittsquerschnitt charakterisiert.
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Die 4 verdeutlicht
beispielhaft anhand eines Ausschnitts aus einer Perspektivansicht
einer Führungsplatte 6 die Anordnung von Düsen 9.1 bis 9.n,
wobei diese als Muscheldüsen 11.1 bis 11.n ausgebildet
sind. Wird an die Führungsplatte 6 ein Koordinatensystem
angelegt, ist die x-Richtung durch den Führungsweg 8 am
Führungselement 5 charakterisiert. Die y-Richtung
verläuft quer dazu, während die z-Richtung die
Höhenrichtung des Führungselements 5 beschreibt.
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Die
Anordnung der Düsen 9.1 bis 9.n erfolgt hier
in y-Richtung, das heißt quer zum Führungsweg 8 in
Reihen von Düsen, die jeweils durch die Anordnung gleichmäßig
zueinander beabstandet angeordneter einzelner Düsen quer
zum Führungsweg 8 charakterisiert sind, wobei
die Reihen sich über die Breite bmax der
Führungsplatte 6 erstrecken. Ferner ist eine Mehrzahl
derartiger Reihen parallel zueinander in Führungsrichtung
der Materialbahn M, das heißt in x-Richtung der Führungsplatte 6 angeordnet.
Die einzelnen Reihen sind jedoch derart zueinander versetzt in Breitenrichtung
angeordnet, dass jeweils die benachbarten Reihen durch eine Anordnung
auf Lücke charakterisiert sind. Die Düsen 9.1 bis 9.n sind
hierbei durch eine Austrittsöffnung 12.1 bis 12.n charakterisiert,
die in Breiten- und in Längsrichtung der Führungsplatte 6 betrachtet
hinsichtlich der Abmessungen veränderlich ist. Im dargestellten
Fall erfolgt die maximale Erstreckung der Austrittsöffnung
in Längsrichtung, das heißt in Richtung des gewünschten Führungswegs 8.
Die durch die Austrittsöffnungen 12.1 bis 12.n der
Fluidströmung aufgeprägten Richtungskomponenten
in einem Winkel zur Bahnführungsrichtung sind hier kleiner
als in Richtung der Hauptkomponente der Strömung ausgerichtet.
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Die 5a verdeutlicht
beispielhaft eine Ausgestaltung einer Düse 9 in
Form einer Muscheldüse 11 in einer Ansicht von
oben. Diese ist durch einen im Wesentlichen kreisringsegmentförmigen Querschnitt
der Austrittsöffnung 12 charakterisiert. 5a verdeutlicht
eine Ansicht von oben auf das Führungselement 5.
Die 5b verdeutlicht die Düse 9 im
Querschnitt betrachtet in einem Ausschnitt durch einen Axialschnitt
durch das Führungselement 5. Daraus ersichtlich
ist, dass die Düse 9 ferner hinsichtlich ihres
Querschnitts in z-Richtung, das heißt in Höhenrichtung
des als Führungsplatte 6 ausgebildeten Führungselements 5,
ebenfalls durch einen sich verändernden Querschnitt charakterisiert
ist, wobei hier die Austrittsöffnung 12 aus der
Düse durch eine Querschnittsvergrößerung
charakterisiert ist. Der Querschnittsverlauf innerhalb der Düse 9 in
Durchströmungsrichtung ist hier im Wesentlichen durch eine
Neigung gegenüber der z-Richtung charakterisiert. Denkbar
ist es jedoch auch, hier zur Unterstützung und Beeinflussung
der Strömung diesen Bereich gekrümmt auszuführen.
Die geometrische Form und/oder Dimensionierungen der Querschnittsflächen
kann sich in Durchströmungsrichtung ändern.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Weiterentwicklung werden, wie in der 6 dargestellt, die
Düsen 9 nicht uniform in Führungsrichtung
der Materialbahn M angeordnet, sondern zum Teil auch in einem Winkel
gegenüber der Bahnlaufrichtung. Dadurch können
Lenkeffekte, Breitstreckeffekte sowie Zentriereffekte an der Materialbahn
M gezielt erzeugt werden. Der gewünschte Effekt ist dabei
abhängig von der Größe der Winkel der
Düsen und der Symmetrie der Düsen bezo gen auf
die Materialbahnlaufrichtung. Dabei kann, wie beispielsweise in
der 6 verdeutlicht, ein Teil der Düsen oder
auch eine Mehrzahl dieser einen Winkel α zwischen > 0 und ≤ 90
Grad gegenüber der Laufrichtung einnehmen, wobei der Winkel α in
einer Ebene gemessen wird, der durch die Oberfläche des
Führungselements 5 charakterisiert ist. Ein hier
nicht dargestellter Winkel β, welcher in einer Ebene senkrecht
zu einer durch Bahnführungsrichtung und Bahnbreite charakterisierten
Ebene, das heißt einer Ebene senkrecht zur Oberfläche
des Führungselements 5 zwischen Bahnführungsrichtung
und Düsenausrichtung, die die Durchströmungsrichtung
der Düse beschreibt, ermittelt wird, kann ebenfalls im
Bereich > 0° und ≤ 90° liegen.
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Die 6 verdeutlicht
in einer Ansicht von oben auf das Düsen 9 aufweisende
Führungselement 5 Möglichkeiten der Ausrichtung
der Düsen 9 zur Erzielung vorteilhafter Zusatzeffekte.
Daraus ersichtlich ist, dass vorzugsweise im Bereich des Zentrums
der Materialbahn M die Hauptströmungsrichtung der über
die Düsen 9.1 erzeugten Fluidströmung parallel
zum Führungsweg 8 ausgerichtet ist, während
in den Randbereichen der Materialbahn M und damit den Randbereichen
am Führungselement 5 beidseitig ein Streckungseffekt
durch die in diesem Bereich in einem Winkel α, β geneigt
ausgerichteten Düsen 9.2 gegenüber der
Bahnführungsrichtung 8 erzielt wird.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die
in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungen
beschränkt. Dies bezieht sich insbesondere auf die konkrete
Ausgestaltung der Düsenform, insbesondere des Düsenaustritts
aus der Führungsplatte 6 und damit parallel zum
Führungselement beziehungsweise der Führungsebene,
und die einzelne Düse ist dabei vorzugsweise symmetrisch
ausgebildet. Denkbar sind jedoch auch zur Erzielung der genannten
Effekte wie Breitstreckeffekt und Zentriereffekte eine unsymmetrische
Ausgestaltung, so dass hier örtlich innerhalb des Führungsbereichs
durch die dadurch bedingte Strömung unterschiedliche Effekte an
der zur führenden Materialbahn M erzielt werden können.
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- 1
- Vorrichtung
zum Aufwickeln einer Materialbahn
- 2
- Wickelrolle
- 3
- Vorrichtung
zum Führen der Materialbahn
- 4
- Rollenschneidmaschine
- 5,
5.1–5.5
- Führungselement
- 6,
6.1–6.3
- Führungsplatte
- 7
- Wickelstation
- 8
- Führungsweg
- 9,
9.11–9.1n
- Düse
- 9.n1–9.nn
- Düse
- 10.1–10.n
- Fluidbereitstellungs-
und/oder Führungssystem
- 11,
11.1–11.n
- Muscheldüse
- 12,
12.1–12.n
- Düsenaustritt
- 13
- Wickelhülse
- 14
- Stützwalzenwickelvorrichtung
- 15
- Außenumfang
- 16
- Stützwalze
- 17.1–17.3
- Oberfläche
- 18.1–18.3
- Mittel
zur Erzeugung einer Fluidströmung
- a1,
a2, an
- Abstand
- b,
b1, b2
- Abstand
- bmax
- Maximale
Breite
- FSres
- Strömungskraft
- M
- Materialbahn
- α
- Winkel
- β
- Winkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 3933861
A1 [0003]
- - DE 4018883 C1 [0004]