Einzelantrieb für Walzenhohlsauger

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Antrieb der Walzen von Walzenhohlsaugern für das Fördern oder Abbremsen von Materialbahnen, z.B. fotografischer Film- oder Papierbahnen, mit einem jeder anzutreibenden Walze zugeordneten Motor, wobei die Bahn auf mindestens zwei eng benachbarten Walzen aufliegt und eine Druckdifferenz im Bereich der Walzen zwischen der Vorder- und der Rückseite der Bahn besteht, welche die Bahn an die Walzen andrückt. Hierbei entsteht eine gesickte, wellblechartige Bahnform. Im Grenzfall eines Hohlsaugers mit nur zwei Walzen weist die Bahn nur eine Sicke auf. Der Krümmungsradius der Sicke in der Bahn oder der Bahnschleife hängt von der Druckdifferenz und der Bahnspannung ab.

[0002] Hohlsauger werden vorzugsweise in Trockenstrecken eingesetzt, in denen die frisch auf eine Unterlage aufgetragene Schicht oder Schichten nicht die Oberfläche der Führungswalzen berühren dürfen. Unabhängig von der Bahnführung durch den Trockner stellt die gesickte Bahnform für jede Walze den für einen guten Bahnlauf ausreichend grossen Umschlingungswinkel sicher. Daher lassen sich Hohlsauger in den verschiedensten, an die jeweilige Bahnführung angepassten Bauarten einsetzen.

[0003] Es sind ebene Hohlsauger bekannt, bei weichen die Walzenachsen in einer Ebene liegen und die Bahn senkrecht auf- oder absteigend oder waagrecht tragend oder hängend fördern. Liegen die Walzenachsen auf einer Zylinderfläche, so sind dies Bogenhohlsauger zur Umlenkung der Bahn um zum Beispiel 90 oder 180 °, ohne dass die begossene Bahnfläche in Kontakt mit den Walzen kommt. Auch für räumliche Bahnführungen, bei denen die Walzenachsen nicht mehr parallel sind, ist der Hohlsauger geeignet.

[0004] In der DE-B-19 62 089 ist eine Trockenstrecke mit mäanderförmiger Bahnführung beschrieben, bei der ebene Walzenhohlsauger zur Auf- und Abwärtsführung und Bogenhohlsauger zur Bahnumlenkung an den oberen Enden der Vertikalschleifen eingesetzt sind.

[0005] Die DE-C-15 74 295 beschreibt eine Anwendung des Walzenhohlsaugers für räumliche Bahnführung.

[0006] Eine grosse technische Bedeutung für lange horizontalgerade geführte Trockenstrecken hat der in der DE-C-15 97 656 beschriebene Zweiwalzenhohlsauger erlangt.

[0007] In diesen Trockenstrecken wird die Bahn auf dem ersten Weg aufliegend und auf dem Rückweg hängend an Hohlsaugern geführt.

[0008] Die Konstruktion der Walzenhohlsauger ist bei allen Typen gleich. Die Hohlsauger bestehen aus mindestens 2 frei drehbar gelagerten Walzen, die auf der Rückseite ein unter Unterdruck stehendes Gehäuse besitzen, welches die Walzen weitgehend gegen den normalen Luftdruck abdichtet. Ober die Vorderseite der Walzen wird die Bahn geführt und von dem normalen Luftdruck gegen die Walzen, hinter denen Unterdruck herrscht, gepresst. Es entsteht so ein erhöhter Bahndruck gegen die Walzen und eine grössere Umschlingung der Walzen durch Einsaugen der Bahn.

[0009] Es ist weiterhin bekannt, Walzenhohlsauger auch als Antriebselement zu benutzen. Hierzu kann ein Elektromotor mit Getriebe verwendet werden, wobei das gelieferte Drehmoment über Riementriebe, Zahntriebe oder dergleichen auf die einzelnen Walzen des Walzenhohlsaugers verteilt wird. Die sich dadurch ergebende Koppelung der Drehbewegung der einzelnen Walzen hat bei der Förderung kratzempfindlicher Bahnen, wie z.B. fotografischer Filme, den erheblichen Nachteil, dass die walzenseitige Bahnoberfläche bei Einstellung oder Änderung des Unterdruckes oder der Bahnspannung beschädigt wird, weil sich der Krümmungsradius der Bandschleife nicht frei, sondern nur unter gleichzeitiger Relativbewegung zwischen Walzen- und Bandoberfläche je nach der herrschenden Druckdifferenz und Bahnspannung einstellen kann.

[0010] Eine Entkopplung der Drehbewegung der einzelnen Walzen liesse sich erreichen, wenn man an jede Walze eine Rutschkupplung anbrächte. Der konstruktive Aufwand wäre aber beträchtlich, da die einzelnen Kupplungen sehr feinfühlig reagieren müssten und eine ständige Wartung erforderten. Natürlich ist es auch möglich, für den Antrieb jeder einzelnen Walze einen eigenen kleinen Elektromotor einzusetzen. Eine derartige Lösung käme z.B. in Frage, wenn man daran denkt, einen grossräumigen Trockner mit Zweiwalzenhohlsaugern zur Verminderung des sich von Walze zu Walze aufbauenden Bahnzuges mit einer grösseren Zahl von elektrischen Einzelwalzenantrieben zu versehen (z.B. für die beiden in den obengenannten Schriften angegebenen Trocknungsanlagen).

[0011] Der Aufwand, insbesondere für die weitverzweigte Installation der Regelung und der Energiezufuhr, wäre jedoch beträchtlich.

[0012] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einzelantrieb zu finden, der möglichst einfach ist, keine besondere Installation zur Energiezufuhr und ein Minimum an Wartung benötigt.

[0013] Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Motor bzw. Motoren mit einer durch das Druckgefälle zwischen der Vorder-und der Rückseite der Bahn erzeugten Leistung vorgesehen ist bzw. sind.

[0014] Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Motor zum Antrieb als Turbine ausgebildet und gemäss einer besonders zweckmässigen Ausführungsform ist der Turbinenläufer fest auf einem Achsschenkel der Walze des Walzenhohlsaugers angeordnet.

[0015] Überraschend zeigt sich, dass auch bei geringen Druckdifferenzen schon eine Zugkraft auf die Bahn übertragen werden kann, die wesentlich grösser ist, als die sich aus dem Reibungswiderstand der Walzenlager und dem Walkwiderstand der Bahn ergebende Bremskraft.

[0016] Von grosser praktischer Bedeutung ist die Anwendung des Luftturbinenantriebes auf die schon erwähnten langen Trockenstrecken moderner Begiessmaschinen mit Zweiwalzenhohlsaugern, wie sie in der obengenannten DE-C-15 97 656 beschrieben sind, wenn es sich als erforderlich erweist, den in solchen Strecken sich aufbauenden Bahnlaufwiderstand durch Zwischenantriebe zu kompensieren. Solche Zwischenantriebe lassen sich an jedem beliebigen Zweiwalzenhohlsauger durch Anordnung von einer oder mehrerer Luftturbinen in einfacher Weise verwirklichen. Da es keinen grossen Aufwand bedeutet, auch eine grössere Anzahl von Zwischenantrieben vorzusehen, hat man eine einfache Möglichkeit, den Bahnspannungsaufbau von Antrieb zu Antrieb sehr gering zu halten. Insbesondere wird auch die Beschleunigung der Walzen beim Anfahren der Maschine erleichtert. Im Extremfall kann man jede Walze in jedem Walzenhohlsauger mit einem Luftantrieb versehen.

[0017] Die Erfindung wird im folgenden in einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform und anhand eines praktischen Beispiels näher beschrieben. Es zeigen

Figur 1 einen Zweiwalzenhohlsauger mit Antrieb im Längsschnitt, senkrecht zur Ebene der beiden Walzen geschnitten,

Figur 2 einen Zweiwalzenhohlsauger im Querschnitt, geschnitten durch die beiden Walzen,

Figur 3 einen Schnitt durch die abgewickelte Leitwerk- und Turbinenbeschaufelung,

Figur 4 eine Ansicht auf die Turbinenschaufeln als senkrechter Schnitt durch das Gehäuse der Figur 1 und

Figur 5 eine Draufsicht auf das Lager eines Zweiwalzenhohlsaugers mit Turbinenantrieb der Walzen mit waagerechtem Schnitt durch das Gehäuse der Figur 1.

[0018] Nach Fig. 1 und 2 läuft eine Materialbahn 1, zum Beispiel ein mit fotografischer Emulsion beschichteter Film, über die Walzen 2, die zusammen mit dem Saugkasten 5 und dem an einen nicht gezeichneten Ventilator angeschlossenen Saugstutzen 6 den Zweiwalzenhohlsauger bilden. Die Walzen sind in Fig. 1 links, wie üblich, in Kugellagern 4 gelagert. Rechts ist zwischen den Lagern 4 und den Walzen 2 für jede Walze ein Turbinenantrieb 9, 10 angeordnet, der seine Energie aus dem Druckgefälle der Luft zwischen dem Aussenraum und dem Inneren des Saugkastens 5 bezieht. Die Strömungsrichtung der Luft ist durch Pfeile angedeutet.

[0019] Die beiden Turbinen sind in einem gemeinsamen Gehäuse 7 angeordnet. Das Antriebsaggregat besteht aus dem auf dem Saugkasten 5 aufgeschraubten Gehäuse 7, den beiden Buchsen 8, in denen die Kugellager 4 angeordnet sind, den mit den Buchsen fest verbundenen Leitschaufelkränzen 9 und den auf den Walzenzapfen 3 sitzenden Turbinenschaufeln 10. Das Gehäuse 7 und die Buchsen 8 sind mit einem Durchbruch 11 versehen, durch den die durch die Leitschaufelkränze 9 und die Turbinenschaufeln 10 strömende Luft über den Anschlusskanal 12 in den Hohlsaugerkasten 5 abströmt

[0020] Die Form der Leitschaufeln 9 und der Turbinenschaufeln 10 ist als Schnitt in Figur 3 dargestellt. Die Luft tritt durch die feststehenden Leitschaufeln 9 gelenkt auf die Turbinenschaufeln 10, wird von diesen umgelenkt, wodurch die Walze 2 angetrieben wird.

[0021] In Figur 4 ist in einem Schnitt durch das Gehäuse 7 eine Draufsicht auf die Turbinenschaufeln 10 dargestellt. Die angesaugte Luft verlässt hier den Bereich der Turbinenschaufeln 10 und gelangt über den Durchbruch 11 durch Buchse 8 und Gehäuse 7 und den Anschlusskanal 12 (Figur 1) in den Saugkasten 5.

[0022] Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf das Lager eines Zweiwalzenhohlsaugers mit Turbinenantrieb, wobei das Gehäuse 7 in der Ebene der Walzenachse aufgeschnitten ist.

[0023] Es wurden Versuche mit einem einseitig an beiden Walzen angetriebenen Zweiwalzenhohlsauger nach den Figuren 1 bis 5 durchgeführt. Der verwendete Zweiwalzenhohlsauger hatte folgende Abmessungen:

[0024] Bei einem Unterdruck von 10 Millibar im Saugkasten 5 und einem Luftdurchsatz je Turbine 9, 10 von 0,0264 m³/sec ergab sich je Walze 2 ein Drehmoment von 0,035 Nm. Insgesamt betrug der dadurch erzeugte Bahnzug etwa das 2,8-fache des Lagerreibungs- und Walkwiderstandes des Zweiwalzenhohlsaugers bei einer Bahngeschwindigkeit von 1 m/sec.

[0025] Natürlich lässt sich die erfindungsgemässe Konstruktion nicht nur zum Antrieb, sondern auch zum Abbremsen des Bandes einsetzen.

[0026] Auch kann der Antrieb eines Walzenhohlsaugers so erfolgen, dass eine Walze an einer Seite oder auch an beiden Seiten angetrieben wird. Bei beidseitigem Antrieb kann durch einfache in die Anschlusskanäle 12 eingebaute Klappen und entsprechende Anordnung der Turbinen der Antrieb der Walze 2 so gesteuert werden, dass wahlweise ein Transport in Laufrichtung der Bahn 1 oder ein Abbremsen der Bahn 1 erfolgt.

[0027] Die Erfindung ist nicht auf Zweiwalzenhohlsauger beschränkt, sondern umfasst auch Mehrwalzenhohlsauger mit dem Antrieb einer oder mehrerer Walzen auf einer oder beiden Seiten mit Turbinen.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Antrieb der Walzen (2) von Walzenhohlsaugern für das Fördern oder Abbremsen von Materialbahnen (1), z.B. fotografischer Film- oder Papierbahnen, mit einem jeder anzutreibenden Walze zugeordneten Motor, wobei die Bahn auf mindestens zwei eng benachbarten Walzen aufliegt und im Bereich der Walzen zwischen der Vorder- und der Rückseite der Bahn eine Druckdifferenz besteht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motor bzw. Motoren mit einer durch das Druckgefälle zwischen der Vorder- und der Rückseite der Bahn (1) erzeugten Leistung vorgesehen ist bzw. sind.

2. Vorrichtung zum Antrieb von Walzenhohlsaugern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor als Turbine (9, 10) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung zum Antrieb von Walzenhohlsaugern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbinenläufer (10) fest auf einem Achsschenkel der Walze (2) des Walzenhohlsaugers angeordnet ist.

Revendications

1. Dispositif de commande des cylindres (2) d'aspirateurs creux en vue de faire défiler ou de freiner des bandes de matières (1), par exemple, des bandes de papier ou de pellicules photographiques, ce dispositif comportant un moteur adapté à chaque cylindre devant être entraîné, la bande de matière venant s'appliquer au moins sur deux cylindres étroitement voisins, tandis qu'une différence de pression existe dans la zone des cylindres qui est située entre la face frontale et la face dorsale de la bande précitée, caractérisé en ce qu'on prévoit un ou plusieurs moteurs ayant une puissance produite par la chute de pression entre la face frontale et la face dorsale de la bande (1).

2. Dispositif de commande pour aspirateurs creux à cylindres suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur est réalisé sous forme d'une turbine (9, 10).

3. Dispositif de commande d'aspirateurs creux à cylindres suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le rotor (10) de la turbine est fixé sur un tourillon des cylindres (2) de l'aspirateur creux.

Claims

1. A device for driving rollers (2) of roller cavity suction apparatus for conveying or braking material webs (1) of, for example, photographic film webs or paper webs, having a motor for each roller to be driven, wherein the web lies on at least two rollers which are very near to one another and a pressure difference exists in the region of the rollers between the front and the reverse side of the web, characterised in that a motor or motors is/are provided whose power output is brought about by the pressure drop between the front and reverse side of the web (1).

2. A device for driving roller cavity suction apparatus according to Claim 1, characterised in that the motor has the form of a turbine (9, 10).

3. A device for driving roller cavity suction apparatus according to Claim 2, characterised in that the turbine runner (10) is positioned firmly on an axial shank of the roller (2) of the roller cavity suction apparatus.

Zeichnung