DE102010004172A1

DE102010004172A1 - Vorrichtung zur Beaufschlagung von flächigem Material mittels unter Druck stehenden Fluiden

Info

Publication number: DE102010004172A1
Application number: DE102010004172A
Authority: DE
Inventors: Ullrich Dr. 63329 Münstermann
Original assignee: Fleissner GmbH
Current assignee: Truetzschler Nonwovens GmbH
Priority date: 2010-01-07
Filing date: 2010-01-07
Publication date: 2011-07-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beaufschlagung von flächigem Material mittels unter Druck stehenden Medien, bestehend aus einem Düsenbalken, der an der dem zu bearbeitenden Material zugewanden Unterseite eine Vielzahl von Austrittsdüsen für ein unter Druck stehendes Medium aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Wesentlichen die gesamte Unterseite des Düsenbalkens (1, 2) als eine schräg in Richtung der austretenden Wasserstrahlen verlaufende Fläche (S) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beaufschlagung von flächigem Material mittels unter Druck stehenden Medien gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der DE 10 2006 030 803 A1 , der FR 2 801 909 A1 sowie der EP 1 053 792 A2 sind Vorrichtungen zur Beaufschlagung von flächigem Material mittels unter Druck stehenden Medien bekannt. Die Vorrichtung besteht jeweils aus einem Düsenbalken, der an seiner Unterseite eine Vielzahl von Austrittsöffnungen für ein unter Druck stehendes Medium, insbesondere Wasser aufweist. Der vorzugsweise in Form einer Bahn unter dem Düsenbalken transportierte gewebte, gewirkte Stoff bzw. Vliesstoff (Nonwoven) wird mit den Druckwasserstrahlen beaufschlagt. Bei einem Vlies kann so eine Verfestigung bzw. eine Verschlingung der Fasern, der Filamente erzeugt werden.
Problematisch ist in der Praxis, dass Außenteile und insbesondere die Unterseite des Düsenbalkens durch Spritzwasser verunreinigt werden, was in Verbindung mit aus dem zu beaufschlagenden Material gelöstem Fasermaterial zu Verschmutzungen führt. Es können sich Klumpen bilden, welche auf das zu beaufschlagende Material fallen und so zu Störstellen in diesem führen.
Aus der 20 2008 004 650 U1 ist ein Düsenbalken für die Wasserstrahlvernadelung bekannt, dessen Außen- und Unterseite mit Blechen umgeben sind. Die den Düsenbalken beidseitig umgebenden Bleche bilden im Bereich der an der Unterseite austretenden Wasserstrahlen einen Spalt. Die beiden Bleche verlaufen zunächst parallel zueinander und im Bereich der Unterseite zunehmend in einem stumpfer werdenden Winkel. Im Bereich des Spaltes sind die Bleche abgekantet. An der Unterseite des Bleches ablaufendes Wasser kann hier abtropfen.
Die Unterseite des Wasserbalkens selbst ist im Wesentlichen als eine horizontale Fläche ausgebildet. Lediglich die Kanten des Balkens sind abgeschrägt. Durch die außen angebrachten Bleche ergibt sich insgesamt ein großer Abstand des die Austrittsöffnungen für die Wasserstrahlen beinhaltenden Düsenstreifens zu dem zu beaufschlagenden Material. Gleichzeitig reichen die Unterkanten der Bleche bis weit an die Oberfläche des zu beaufschlagenden Materials heran.
Die DD 220 060 A1 zeigt ein Unterteil eines Düsenbalkens für die Wasserstrahlbeaufschlagung mit einem ersten horizontalen Bereich, in welchen die Schraubenköpfe der Befestigung des Unterteiles eingelassen sind. In einen zweiten, tiefer liegenden horizontalen Bereich der Unterseite ist ein sich konisch nach unten öffnender Ausströmschlitz eingearbeitet, an dessen oberen Ende der die Austrittsöffnungen für die Wasserstrahlen aufweisende Düsenstreifen angebracht ist. Beidseitig des Ausströmschlitz ist der Übergangsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten horizontalen Bereich als eine Schräge ausgeführt. Insgesamt ist der schräg verlaufende Flächenanteil der Düsenbalkenunterseite kleiner als der horizontale Flächenanteil.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass im Wesentlichen die gesamte Unterseite des Düsenbalkens über dessen Erstreckungsrichtung als eine schräg in Richtung der austretenden Wasserstrahlen verlaufende Fläche ausgebildet ist. Schräg in Richtung der austretenden Wasserstrahlen bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass die vorzugsweise als Ebene ausgebildete Fläche die Wasserstrahlen in einem Winkel ungleich und kleiner 90 Grad schneidet. Horizontal bedeutet demnach, dass ein derartig gestalteter Unterseitenanteil senkrecht zur Austrittsrichtung der Wasserstrahlen verläuft.
Folgende Weiterbildungen sind vorgesehen:

– die Unterseite des Düsenbalkens weist in Erstreckungsrichtung einen Ausströmspalt auf, an den sich beidseitig je eine schräge Fläche anschließt, welche sich von der Seitenkante des Düsenbalkens bis zum Ausströmspalt erstreckt. Die Seitenkante liegt hierbei, betrachtet in Richtung der austretenden Wasserstrahlen, oberhalb der Mündung des Ausströmspaltes, also dem Übergang der Wand des Ausströmspaltes zur schrägen Fläche.
– der Übergangsbereich zwischen einer Fläche des Ausströmspaltes und der in Richtung Seitenkante des Düsenbalkens verlaufenden schrägen Fläche ist als eine Kante ausgebildet.
– der Übergangsbereich zwischen einer Fläche des Ausströmspaltes und der in Richtung Seitenkante des Düsenbalkens verlaufenden schrägen Fläche ist als eine horizontale Fläche ausgebildet, welche senkrecht zur Richtung der austretenden Wasserstrahlen verläuft.
– die schräg verlaufende Fläche ist als eine Ebene ausgebildet.
– auf die schräg verlaufende Fläche ist ein Abdeckblech aufgesetzt. Das Abdeckblech sitzt vorzugsweise bündig und passgenau auf der Fläche.
– die Verschraubungsmittel zur Befestigung des Unterteils des Düsenbalkens an dessen Oberteil sind in Vertiefungen in der schräg verlaufenden Fläche eingelassen.
– die Flächen bzw. Abdeckbleche an der Unterseite des Düsenbalkens weisen hydrophile Eigenschaften auf bzw. sind entsprechend beschichtet. Ein an dieser Stelle angebrachtes Abdeckblech kann durch eine Glasstrahlbehandlung aufgeraut worden sein.
– der Anteil schräg verlaufender Fläche zu dem Anteil horizontal verlaufender Fläche beträgt wenigstens 3:1.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht an der Unterseite des Düsenbalkens beidseitig eines mittig verlaufenden Ausströmspaltes für die Wasserstrahlen je eine schräge Fläche vor, welche sich jeweils als eine Ebene von der Seitenkante des Düsenbalkens bis zu der Kante des Ausströmspaltes erstreckt. Der Übergangsbereich zwischen der schräg verlaufenden Fläche und der Innenseite des Ausströmspaltes ist als ein kleiner horizontaler Bereich von wenigen mm Größe in Richtung der Breite des Düsenbalkens ausgebildet. Insgesamt ist der Anteil schräg verlaufender Fläche zu der horizontal verlaufenden Unterseite des Düsenbalkens groß, d. h. der schräge Anteil beträgt ein Vielfaches – wenigstens das dreifache – des horizontalen Anteils. Der Winkel, unter dem die Fläche gegenüber der Horizontalen geneigt verläuft beträgt bevorzugt zwischen 20 und 30 Grad.
Gemäß einer weiterbildenden Ausgestaltung der Erfindung ist der Ausströmspalt sich konisch nach unten erweiternd ausgebildet. Bevorzugt verlaufen die gegenüberliegenden Wände des Ausströmspaltes in einem ersten Abschnitt zunächst parallel, sich nach unten anschließend unter einem Winkel auseinander. Weiterbildend kann dabei vorgesehen sein, dass sich ein weiterer Erweiterungsbereich anschließt, in welchem die Wände des Ausströmschlitzes unter einem noch größeren Winkel auseinander laufen.
Die Schrauben zur Befestigung des Unterteils des Düsenbalkens an dessen Oberteil sind gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Vertiefungen der schräg verlaufenden Flächen eingelassen. Vorteilhaft ist dabei, dass zur Erzeugung einer glatten Fläche Abdeckbleche an der Unterseite befestigt sind, welche direkt an der Unterseite, den schrägen Flächen aufgesetzt sind.
Bevorzugt die weist die Unterseite des Düsenbalkens bzw. weisen die dort angebrachten Abdeckbleche hydrophile Eigenschaften auf, was mittels einer entsprechenden Beschichtung bzw. mittels einer Oberflächenrauhigkeit erreicht wird, welche sich durch eine Glasstrahlbehandlung ergibt.
Des Weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen.
1 zeigt einen Düsenbalken, dessen Gehäuse aus einem Oberteil 1, das mit dem Unterteil 2 vielfach über die Länge durch die Schrauben 3 von unten verschraubt ist, besteht. Die Schraubenköpfe der Schrauben 3 sind in entsprechende Vertiefungen in der Unterseite des Unterteils 2 eingelassen. Das Oberteil 1 weist in seiner Erstreckungsrichtung zwei Bohrungen 4 und 5 auf, von denen die obere die Druckkammer 4 und die untere die Druckverteilkammer 5 ist. Beide Kammern 4, 5 sind an der einen Stirnseite offen und wieder durch einen nicht dargestellten Deckel flüssigkeitsdicht verschraubt. Im Bereich der anderen Stirnseite weist die Druckkammer 4 eine Öffnung auf, durch die die unter Druck gesetzte Flüssigkeit über eine Leitung zuströmt.
Über die Länge des Düsenbalkens verbinden eine große Anzahl von Durchflussbohrungen 9 in einer Zwischenwand die beiden Kammern, so dass die in die Druckkammer 4 einströmende Flüssigkeit gleichmäßig verteilt über die Länge in die Druckverteilkammer 5 ausströmt. Die durch die Durchflussbohrungen 9 in die Druckverteilkammer 5 eintretende Flüssigkeit verteilt sich hier gleichmäßig über die Länge des Düsenbalkens. Dazu dient das Volumen der Druckverteilkammer 5 und ein darin angeordneter Prallkörper 20, der über die Länge der Druckverteilkammer 5 mittels nicht dargestellter Träger genau zwischen den Bohrungen 9 und dem Schlitz 10 gehalten ist, derart, dass dieser allseitig von der Flüssigkeit umströmt wird. Auf diese Weise trifft die Flüssigkeit aus den Durchflussbohrungen 9 zunächst auf den Prallkörper 20, verteilt sich in der Verteilkammer 5 und strömt dann durch den Schlitz 10, der sich ebenfalls über die Länge des Balkens erstreckt, gegen die feinen Bohrungen (Austrittsöffnungen A) eines Düsenstreifens 14. Der Düsenstreifen 14 ist auswechselbar und weist eine Vielzahl von in einer oder mehreren Reihen angeordneten Austrittsöffnungen A auf, welche in Abhängigkeit der Funktion unterschiedliche Durchmesser besitzen.
Der Schlitz 10 des Oberteils 1 mündet in eine den Düsenstreifen 14 aufnehmende Kammer 24. In dem Boden der Kammer 24 des Unterteils 2 ist eine umlaufende Nut eingebracht, in der der O-Ring 12 zur Abdichtung des Düsenstreifens 14 eingelegt ist. In einer Linie unterhalb der Austrittsöffnungen A und des Schlitzes 10 ist im Unterteil 2 ein Ausströmschlitz 13 eingebracht. Dieser weist in einem ersten Bereich – sich an den Düsenstreifen 14 anschließend – parallele Wände auf, weiter nach unten weitet sich der Ausströmschlitz 13 auf, die Wände verlaufen unter einem Winkel.
Die Unterseite des Unterteils 2 des Düsenbalkens ist zu beiden Seiten des Ausströmschlitzes 13 als eine in einem spitzen Winkel zur Horizontalen verlaufende Schräge Fläche S ausgebildet, welche bis zu einer Seitenkante SK (in Richtung der austretenden Wasserstrahlen betrachtet) oberhalb des Mündungsbereiches des Ausstromschlitzes reicht. Der Winkel ist in der Figur mit α gekennzeichnet. In nicht dargestellter Weise sind beide schräge Flächen S mit je einem dünnen Abdeckblech bedeckt, so dass die Vertiefungen der Schraubenköpfe geschlossen sind und sich eine glatte Fläche ergibt.
Der Übergangsbereich zwischen der schrägen Fläche S und dem Ausströmschlitz 13 ist beidseitig als je eine schmale horizontale Fläche H ausgebildet. Der Flächenanteil der schrägen Fläche S zu dem Flächenanteil der horizontalen Fläche H ist groß und beträgt im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa zwölf.
Der im Ausführungsbeispiel gezeigte Düsenbalken für eine erste, leichte Verfestigung eines auf einer bewegten Siebunterlage befindlichen Flores F verwendet werden. Der Flor F bewegt sich hierbei in Richtung des Pfeils. Unterhalb der den Flor F tragenden Siebunterlage sind im Abstand zueinander zwei parallel verlaufende Blendenleisen B einer Absaugung angeordnet. Durch die mit den schrägen Flächen S gestaltete Unterseite des Düsenbalkens ergibt sich im Bereich der Oberfläche des Flores F eine sehr steile Einströmung der durch die Absaugung sowie der durch das unter Druck austretende Wasser bewirkten Schleppströmung in den Flor F. Die Situation ist in 1 durch die Strömungspfeile angedeutet. Gerade ein noch nicht verfestigter Flor F erfährt so eine sehr schonende und störungsfreie Durchströmung bei gleichzeitiger Verfestigung durch die Wasserstrahlen.
Die schrägen Flächen S des erfindungsgemäßen Düsenbalkens 1, 2 ermöglichen neben der strömungsoptimierten Durchsaugung des Flores F während der Verfestigung auch eine Neigung des Düsenbalkens 1, 2 gegenüber dem auf der Siebunterlage befindlichen Flores F. So ist auch bei geneigtem Düsenbalken 1, 2 ein für eine Verfestigung hinreichend kurzer Abstand Austrittsöffnung A Düsenstreifen 14 – Flor F möglich (kurzer weg der Wasserstrahlen). Eine derartige geneigte Anordnung des Düsenbalkens 1, 2 ist in 2 dargestellt. Auch in dieser Verwendung ergeben sich günstige und Störungen im Flor F vermeidende Luftströmungen.
Bezugszeichenliste

1: Wasserbalken Oberteil
2: Wasserbalken Unterteil
3: Schraube
4: Druckkammer
5: Druckverteilungskammer
9: Durchflussbohrung
10: Schlitz
12: O-Ring
13: Ausströmschlitz
14: Düsenstreifen
20: Prallkörper
24: Kammer
A: Austrittsöffnung (Düsenstreifen 14)
S: schräge Fläche (Unterseite Unterteil 2)
H: horizontale Fläche
F: Flor
B: Blendenleiste (Absaugung)
α: Winkel (schräge Fläche S – Oberfläche Flor F)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006030803 A1 [0002]
FR 2801909 A1 [0002]
EP 1053792 A2 [0002]
DD 220060 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung zur Beaufschlagung von flächigem Material mittels unter Druck stehenden Medien, bestehend aus einem Düsenbalken, der an der dem zu bearbeitenden Material zugewanden Unterseite eine Vielzahl von Austrittsdüsen für ein unter Druck stehendes Medium aufweist, gekennzeichnet durch, dass im Wesentlichen die gesamte Unterseite des Düsenbalkens (1, 2) als eine schräg in Richtung der austretenden Wasserstrahlen verlaufende Fläche (S) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch, die Unterseite des Düsenbalkens (1, 2) weist in Erstreckungsrichtung einen Ausströmspalt (13) auf, an den sich beidseitig je eine schräge Fläche (S) anschließt, welche sich von einer Seitenkante (SK) des Düsenbalkens (1, 2) bis zum Ausströmspalt erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch, der Übergangsbereich zwischen einer Fläche des Ausströmspaltes (13) und der in Richtung Seitenkante (SK) des Düsenbalkens (1, 2) verlaufenden schrägen Fläche (S) ist als eine Kante ausgebildet.
Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch, der Übergangsbereich zwischen einer Fläche des Ausströmspaltes (13) und der in Richtung Seitenkante (SK) des Düsenbalkens (1, 2) verlaufenden schrägen Fläche (S) ist als eine horizontale Fläche (H) ausgebildet, welche senkrecht zur Richtung der austretenden Wasserstrahlen verläuft.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, die schräg verlaufende Fläche (S) ist als eine Ebene ausgebildet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, auf die schräg verlaufende Fläche (S) ist ein Abdeckblech aufgesetzt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, die Verschraubungsmittel (3) zur Befestigung des Unterteils (2) des Düsenbalkens an dessen Oberteil (1, 2) sind in Vertiefungen in der schräg verlaufenden Fläche (S) eingelassen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, die Flächen (S, H) an der Unterseite des Düsenbalkens (1, 2) weisen hydrophile Eigenschaften auf bzw. sind entsprechend beschichtet.
Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch, der Anteil schräg verlaufender Fläche (S) zu dem Anteil horizontal verlaufender Fläche (H) beträgt wenigstens 3:1.