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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Verfahren und einer
Anlage zur Herstellung von Vliesstoffen, bei dem im Schmelzspinnverfahren
die Fasern aus Spinndüsen ausgepresst, in einem Blasschacht
aerodynamisch verstreckt und abgekühlt, und auf einem Unterdruck
aufweisenden Siebband abgelegt werden, wobei die Fasern nach ihrem
Austritt aus dem Blasschacht und vor ihrer Ablage auf dem Siebband
durch mechanische oder pneumatische Mittel einer Schwenkbewegung
unterworfen werden. Verfahren und Anlagen hierfür sind
in vielfacher Ausführung bekannt. Die hiernach hergestellten Vliesstoffe
werden sehr unterschiedlichen Verwendungen zugeführt. Eines
der zu lösenden Hauptprobleme hierbei ist, die Erzielung
einer optimalen Fadenverteilung, um zu einer hohen Gleichförmigkeit
der Fadenablage zu kommen. Die Gleichförmigkeit des Vliesstoffes
ist mit ausschlaggebend für seine Qualität.
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Stand der Technik
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In
der
DE-A-1 303 569 ist
ein Verfahren zur Vliesherstellung beschrieben, bei dem ausgehend vom
Schmelzspinnverfahren die aus den Spinndüsenöffnungen
ausgesponnenen Fäden unmittelbar beim Austreten aus den
Düsenöffnungen schnellströmenden Luftbändern
ausgesetzt werden und unterhalb des Blasschachtes eine Turbolenzzone
durchlaufen, die ein Überkreuzlegen der Fäden
unterstützt.
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Eine
andere Möglichkeit eine erhöhte Gleichmäßigkeit
der Vliesstruktur und der Flächengewichtsverteilung des
Spinnvlieses zu erreichen, wird in der
DE-C2-35 42 660 erreicht,
in dem unterhalb des Blasschachtes die Fadenschar mit Hilfe einer
parallel angeordneten Schwenkvorrichtung in eine Pendelbewegung
versetzt werden. Für die Pendelbewegung können
Luftimpulsdüsen oder bewegliche Coandawalzen verwendet
werden.
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Den
Einsatz von periodisch bewegten Strömungsleitflächen
in Form von Coandaschalen zeigt auch die Vorrichtung nach der
DE-C3-24 21 401 .
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Allen
bekannten Anlagen und Verfahren haftet der Nachteil an, dass die
Schwenkparameter wie Position, Amplitude, Frequenz nur sehr schwer
einzustellen bzw. nachzustellen sind. Insbesondere wenn mechanische
Teile zu bewegen sind, z. B. Exzenterantriebe, ist die Position
und die Amplitude vorgegeben. Eine Veränderung dieser Parameter
ist nur durch einen zeitraubenden Austausch von Teilen möglich.
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Darstellung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw.
eine Anlage zur Herstellung eines Vliesstoffes zu schaffen, bei
dem bzw. bei der eine optimale Einstellung der Schwenkparameter leichter
durchführbar ist und bei der auch eine Optimierung der
Vliesablage ohne Unterbrechung des Betriebs möglich ist.
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Die
Lösung der gestellten Aufgabe wird mit den Merkmalen der
Ansprüche 1 und 9 erreicht.
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Die
vorteilhaften Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in den
Unteransprüchen 2 bis 8 und 10 bis 31 enthalten.
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Bei
der vorliegenden Erfindung werden mechanische und/oder pneumatische
Mittel zur Schwenkbewegung eingesetzt, bei denen der Bewegungsablauf
der Mittel bzw. die Strömung der pneumatischen Mittel über
fernsteuerbare Stellglieder verstellt werden. Als Stellglieder kommen
entsprechende elektronisch gesteuerte Stellmotoren in Frage. Dabei
kann über die Steuerung sowohl die Grundeinstellung der
mechanischen bzw. der pneumatischen Schwenkmittel vorgenommen werden
als auch eine Verstellung der Mittel während des Betriebs,
um die Optimierung der Vliesablage zu verbessern. Die Schwenkmittel
können dabei von einer Anlagenwarte aus gesteuert werden,
und zwar über Kabelverbindungen oder auch drahtlos. Gesteuert
werden dabei die Positionierung, die Amplitude, die Frequenz und auch
die Winkelgeschwindigkeit bei den mechanischen Schwenkmitteln. Bei
einem Anlagenaufbau mit mehreren Einzelspinnstellen ist vorgesehen,
dass jede Einzelspinnstelle gesondert gesteuert werden kann. Der
nach diesem Verfahren hergestellte Vliesstoff kann mit höchster
Präzision hergestellt werden. Dabei kann der Vliesstoff
auf das spätere Einsatzgebiet individuell eingestellt sein.
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Die
Anlage zur Herstellung des Vliesstoffes ist in entsprechender Weise
mit Schwenkmitteln versehen, die aus verstellbaren Elementen bestehen, welche
durch ferngesteuerte Antriebe verstellbar sind. Von einer Anlagenwarte
aus können die Schwenkmittel über Kabelverbindungen
oder auch drahtlos gesteuert werden. Bei einer drahtlosen Steuerung
sind die Antriebe mit einer Empfangsantenne ausgerüstet,
welche Steuersignale von einer Sendestation erhalten.
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Die
periodisch bewegten Elemente können aus schwenkbaren Lappen
bestehen, von denen bevorzugt mindestens eine eine gewölbte
Oberfläche hat. Möglich ist aber auch die Verwendung
der an sich bekannten Coandaschalen, die oszillierend zur Strömungsrichtung
der Fasern bewegt werden. Die individuelle Steuerung lässt
es zu, dass die Coandaschalen nicht nur gleichmäßig
bewegt werden können, sondern dass auch jede einzeln verstellt
werden kann. Möglich ist beispielsweise auch eine fest
eingestellte Coandaschale anzubringen und ihr gegenüberliegend
eine schwenkbare Klappe einzusetzen. Hierdurch kann eine unterschiedliche
Verwirbelung der Fadenscharen bewirkt werden.
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Eine
besonders gute Verteilung der Fadenscharen auf dem Siebband wird
dadurch erreicht, dass die Elemente aus fest einstellbaren Coandaschalen
und aus auf wenigstens einer Seite der Fadenrichtung oberhalb der
Coandaschalen angebrachter oszillierender Querleiste bestehen.
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Zur
Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Vliesablage
trägt auch bei, dass die Klappen und/oder Coandaschalen
wenigstens über einen Teilbereich eine gewellte Ausbildung
haben. Eine andere Möglichkeit besteht hier darin, dass
die Klappen und/oder Coandaschalen in Einzelsegmente unterteilt
sind, so dass ein Vlies mit unterschiedlicher Flächenverteilung
hergestellt werden kann. Dabei können die Einzelsegmente
jeweils noch gesondert verstellt werden, oder auch die Wellung der
Klappen und/oder der Coandaschalen unterschiedlich ausgebildet sein.
Um eine hohe Beweglichkeit der Klappen bzw. der Coandaschalen zu
erreichen ist es sehr günstig, wenn sie selbst aus Kunststoff
hergestellt werden. Hierdurch wird die Frequenzbreite erhöht und
auch die Winkelgeschwindigkeit kann in weiten Bereichen verstellt
werden sowie die oszillierende Bewegung bei oszillierenden Elementen.
Schließlich können auch die Positionen der Elemente
so wie der Amplituden und Frequenzen miteinander synchronisiert
werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht nur auf Klappen bzw. Coandaschalen
anwendbar, sondern sie kann auch bei pneumatischen Schwenkmitteln verwendet
werden. Hier können die Luftschächte der Elemente
mit auf die Strömungsrichtung der Fäden gerichteten
Blasdüsen versehen sein, die entsprechend verstellt werden
können.
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Die
Steuerung der Schwenkmittel kann sowohl bei einer Anlage mit einem
einzigen Spinnbalken über die gesamte Breite des Siebbands
eingesetzt werden, als auch bei einer Anlage mit mehreren Einzelspinnstellen.
Bei der letzten sind die Einzelspinnstellen mit jeweils eigenen
Antriebsmotoren versehen, so dass jede Einzelspinnstelle individuell eingestellt
werden kann.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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In
der Zeichnung sind mehrere Möglichkeiten für die
Ausführung der Erfindung dargestellt.
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Es
zeigt:
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1 Die
prinzipielle Ausgestaltung der Schwenkmittel an einem Spinnbalken,
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2 den
Fadenverlauf bei Einsatz schwenkbarer Coandaschalen,
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3 den
Fadenverlauf bei Einsatz von oszillierenden Coandaschalen,
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4 den
Fadenverlauf bei Einsatz von schwenkbaren Klappen,
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5 den
Fadenverlauf bei einer feststehenden Coandaschale in Verbindung
mit einer Schwenkklappe,
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6 den
Fadenverlauf bei Einsatz von oszillierenden Coandaschalen in Verbindung
mit oszillierenden Querleisten,
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7 den
Fadenverlauf bei Einsatz einer gewellten Klappe,
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8 die
Anordnung von hintereinander angeordneten Einzelspinnstellen mit
entsprechender Phasenverschiebung,
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9 eine
Einstellung der Nullposition, Amplituden und Frequenzen bei vier
hintereinander liegenden Einzelspinnstellen,
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10 das
Prinzip der Motorsteuerung an einer Klappenschwenkposition,
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11 die
Bewegung der Fadenschar bei dem Schwenkvorgang nach 10,
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12 bis 15 verschiedene
Bewegungsabläufe von Klappenpaaren bei über der
Zeit eingestellten unterschiedlichen Amplituden,
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16 eine
Auslenkung der Fadenschar mit pneumatischen Schwenkmitteln und
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17 eine
Auslenkung der Fadenschar unter Verwendung von rotierenden Pralltellern.
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Ausführung der Erfindung
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In
den nachfolgenden Figuren wird auf die Darstellung des Schmelzspinnverfahrens
verzichtet, da dieses an sich bekannt ist. So wird auch beispielsweise
in den zum Stand der Technik in der Beschreibungseinleitung genannten
Druckschriften die Herstellung eines Vliesstoffes unter Verwendung
des Schmelzspinnverfahrens beschrieben, bei dem die Fäden
aus Spinndüsen ausgepresst in einem Blasschacht aerodynamisch
verstreckt und abgekühlt und auf einem Unterdruck aufweisenden
Siebband oder auch einer Trommel abgelegt und durch mechanische
oder pneumatische Mittel einer Schwenkbewegung oder auch einer Verwirbelung
unterworfen werden.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Vorgehensweise bei der Betätigung
der mechanischen bzw. pneumatischen Mittel vor ihrer Ablage auf
dem Siebband. Dabei werden die Mittel zur Schwenkbewegung über
fernsteuerbare Stellglieder verstellt.
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In
der 1 ist eine Fadenschar 1, gezeichnet mit
dickeren Pfeilen, und die sie umhüllende Luftströmung,
gezeichnet mit dünneren Pfeilen, gezeigt, die durch die
schwenkbaren Klappen 3 und 4 je nach Klappenstellung
aus ihrer senkrechten Lage verschwenkt werden. Die Klappen 3 und 4 sind
um ihre Achsen 5 und 6 verschwenkbar. Die Schwenkbewegung
erfolgt über die Stellmotoren 7 und 8,
die von der Steuereinrichtung 9 gesteuert werden. Dabei kann
die Steuerung über die Kabel 10 oder auch drahtlos über
Funk, wie mit den Sendern 11 und den Empfängern 12 angedeutet,
erfolgen. Durch die Steuerung kann die Ausgangslage, d. h. die Positionierung
der Klappen zueinander, der Amplitude und Frequenz und auch die
Winkelgeschwindigkeit eingestellt werden. Die in der 1 gezeigte
Anlage ist für einen Spinnbalken einsetzbar, welcher sich über die
gesamte Breite des Siebbandes erstreckt. Für den Fall dass
mehrere Einzelspinnstellen vorgesehen sind, die nebeneinander oder
auch hintereinander liegen können, ist jede Einzelspinnstelle
mit einer entsprechenden Steuerung und den dazugehörigen fernsteuerbaren
Stellgliedern ausgestattet.
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In
der 2 ist schematisch in der Seitenansicht der Schwenkvorgang
nach 1 gezeigt. Die aus dem Blasschacht 13 austretenden
Fäden 1 gelangen vor ihrer Ablage auf dem Siebband
in den Spalt zwischen den Klappen 3 und 4. Auf
der linken Seite der Figur ist die Klappe 4 nach außen
geschwenkt, während die Klappe 3 in de Luftstrom 2 soweit
eingeschwenkt ist, sodass an der gebogenen Oberfläche der
Klappe 3 der so genannte Coandaeffekt eintritt und die
Fäden mit dem Luftstrom 2, auf der Figur gesehen
nach rechts, verschwenkt werden. Auf der rechten Seite der Figur
ist die Klappe 3 nach außen geschwenkt, während
die Klappe 4 in den Luftstrom 2 eingeschwenkt
ist und durch diesen Vorgang werden die Fäden 1 mit
dem Luftstrom 2 in die entgegengesetzte Richtung geschwenkt. Über
die Stellmotoren 7 und 8 werden die entsprechenden Schwenkparameter
eingestellt und durchgeführt.
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In
der 3 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei
der anstelle der Klappen Elemente eingesetzt werden, welche die
Form von Coandaschalen haben. Die Coandaschalen 17, 18 werden
durch den Antrieb 19 oszillierend hin- und herbewegt. Dabei wird
die Fadenschar 1 je nach Stellung der Coandaschalen 17, 18 in
der einen oder anderen Richtung abgelenkt. Der Antrieb 19 ist
hierfür entsprechend ausgestattet und kann, wie auch bei
den Klappen im vorangegangenen Beispiel, die Parameter der Coandaschalen 17, 18 je
nach gewünschter Vliesausgestaltung einstellen.
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In
der 4 ist eine Ausführungsform analog zu 2 gezeigt
mit der Abweichung, dass die Klappen 3 und 4 keine
gewölbte Oberfläche haben. Auch in diesem Fall
tritt durch Verschwenken der Klappen 3 und 4 eine
gewollte Ablenkung der Fadenschar 1 mit dem Luftstrom 2 ein.
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Die 5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine fest eingestellte
Coandaschale 20 in Verbindung mit einer verschwenkbaren
Klappe 3 benutzt wird. Durch ein geringfügiges
Einschwenken der Klappe 3 wird die Fadenschar 1 aus
ihrer Mittellage, bei der die Fadenschar 1 senkrecht ausgerichtet
ist, in Richtung auf die Coandaschale 20 gedrückt
und daran umgelenkt. Bei einem Zurückschwenken der Klappe 3 folgt
die Fadenschar 1 der Klappe 3 und wird in die
entgegengesetzte Richtung abgelenkt.
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Bei
der 6 sind zwei fernjustierbare Coandaschalen 21 und 22 vorhanden,
zwischen denen die Fadenschar 1 senkrecht nach unten durchgeführt wird.
Außerdem sind zwei oszillierende Querleisten 23 und 24 oberhalb
der Coandaschalen 21, 22 angebracht. Durch die
horizontalen Bewegungen der Querleisten 23, 24 wird
die Fadenschar 1 abwechselnd der einen Schale 21 oder
der anderen Schale 22 zugeführt und daran abgelenkt.
Hierfür genügt ein nur geringes Antippen der Fadenschar 1 von
einer Seite her.
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In
der 7 ist eine Ausführungsform der Klappen 3, 4 gezeigt,
die gewellt ist. Eine solche Wellung der Klappe 4 ist besonders
vorteilhaft, wenn die Klappen aus Kunststoff bestehen. In dieser
Figur ist schematisch nur die Welle 6 gezeigt, alle anderen Teile
sind weggelassen.
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In
der 8 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei
der mehrere Einzelspinnstellen hintereinander angeordnet sind. Hierdurch
kann eine Phasenverschiebung bei der Ablage der Fäden auf
dem Siebband erreicht werden. Diese Phasenverschiebung ist durch
die Pfeile 31 bis 35 angezeigt. Auf diese Weise
kann eine besonders hohe Gleichmäßigkeit des Vlieses
erreicht werden. In der nachfolgenden 9 ist beispielsweise
eine Möglichkeit für die Einstellung der Schwenkparameter
der Klappen 3, 4 gezeigt. Durch die Antriebe 7 und 8 werden
die Nullpositionen und die Amplituden der einzelnen Klappen 3 und 4 eingestellt.
Danach werden die Klappen synchron mit der gleichen Frequenz bewegt.
Im Beispiel erhalten hierdurch die Fäden 1 einen
sinusförmigen Bewegungsablauf. Durch eine Verstellung der
Antriebe kann dieser Bewegungsablauf variiert werden. Verschiedene
Möglichkeiten hierfür sind in den 10 bis 13 gezeigt.
So ist in der 10 der Bewegungsablauf eines
Klappenpaares gezeigt, wobei die Amplitude der Klappen gleich bleibend über die
Zeit T ist. Es ergibt sich ein Bewegungsablauf des Klappenpaares
in Sinusform. Bei der 11 ist die Winkelgeschwindigkeit
der Klappenpaare 3, 4 verändert, und
zwar auf kürzeste Verweilzeit an den Rändern der
Umkehrbewegung eingestellt. In der 12 ist
die Bewegung der Klappen 3 und 4 frequenzmoduliert,
während in der 13 eine
Amplitudenmodulierung vorgenommen wurde.
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In
den 14 und 15 ist
das Prinzip der Steuerung der Klappenverschwenkung nochmals gezeigt.
Durch die vorgesehene Steuerung wird die Klappe 4 durch
Verdrehen der Welle 6 in ihre Nullposition eingestellt.
Danach wird die Schwenkamplitude A vorgegeben. Im Ausführungsbeispiel
ist die Schwenkamplitude A in beiden Richtungen gleich groß d.
h. die Klappe 4 wird nach oben, d. h. in Richtung auf die
Fäden und nach unten und d. h. in Richtung weg von den
Fäden, um den gleichen Winkel verschwenkt. In der 15 sind
in zeitlicher Abfolge die Bewegungsabläufe der Klappen 3 und 4 sowie die
Ausrichtung der Fäden 1 gezeigt. Durch die Klappenstellung
in 15a erfolgt eine Ausrichtung der Fäden 1 in
ihre maximale Auslenkung nach links. Bei der 15b stehen
die Klappen 3 und 4 in etwa gleicher Lage sich
gegenüber und die Fäden 1 nehmen eine
Nullposition ein. In der 15c erfolgt
eine maximale Auslenkung der Fäden 1 nach rechts
auf der Figur gesehen und ein Schwenkvorgang ist damit durchgeführt.
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Das
bevorzugte Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist beim
Einsatz von Schwenkklappen zu sehen. Möglich ist jedoch
auch der Einsatz der Erfindung bei einer pneumatischen Verschwenkung,
bei der, wie in 16 gezeigt, über ferngesteuerte
Antriebe eine Verstellung der Blasrichtung und auch der Blasintensität
des Luftstroms möglich ist. Ebenso ist auch ein Einsatz
der Erfindung bei sich drehenden Ablenkvorrichtungen 40 nach 17 möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 1303569
A [0002]
- - DE 3542660 C2 [0003]
- - DE 2421401 C3 [0004]