DE102010035944A1

DE102010035944A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Trockenformen einer Faserbahn

Info

Publication number: DE102010035944A1
Application number: DE102010035944A
Authority: DE
Inventors: Rune Søgaard Jensen; Ingo Mählmann; Olaf Schwarz
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-03-01
Also published as: US20130175737A1; EP2611956B1; CN103080398A; KR20130098357A; WO2012028535A1; EP2611956A1; CN103080398B; JP2013536902A; CA2808916A1; DK2611956T3; US8793840B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trockenformen einer Faserbahn, bei welchem eine Vielzahl von Fasern oder Fasergemischen mittels eines Luftstromes einem Formierungskopf zugeführt werden. Der Formierungskopf erzeugt einen Faserstrom, der in einem Freiraum einer Formierungszone zwischen dem Formierungskopf und einem Ablageband eingeleitet wird. An dem Ablageband werden die Fasern aufgenommen und zu einer Faserschicht geformt, die kontinuierlich über das Ablageband aus der Formierungszone herausgefördert wird. Um bei der Ablage der Fasern einen möglichst gleichmäßigen Aufbau der Faserschicht zu erhalten, durchlaufen die Fasern des Faserstromes innerhalb der Formierungszone den Freiraum erfindungsgemäß mit unterschiedlichen langen Freistrecken. Hierzu ist der Formierungskopf und das Ablageband in einer nicht parallel Anordnung gehalten, so dass der Freiraum durch unterschiedliche Abstände zwischen dem Ablageband und dem Formierungsauslass des Formierungskopfes gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trockenformen einer Faserbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung sind aus der WO 2004/106604 A1 bekannt.
Zur Herstellung von Faservliesen ist es bekannt, dass die Fasern mittels eines Luftstromes auf einem Ablageband zu einer Faserschicht abgelegt werden. Dieses in Fachkreisen üblicherweise als Airlaid bezeichnetes Verfahren basiert darauf, dass die Fasern oder Fasergemische mittels eines Formierungskopfes gleichmäßig verteilt auf die Oberfläche eines Ablagebandes gelegt werden. Die durch den Formierungskopf überdeckte Zone auf dem Ablageband wird üblicherweise als Formierungszone bezeichnet, in welcher die Fasern auf das Ablageband treffen. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind beispielsweise in der WO 2004/106604 A1 beschrieben. Bei den bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung wird eine Vielzahl von Fasern oder Fasergemischen mittels eines Luftstromes einem Formierungskopf zugeführt. Innerhalb des Formierungskopfes sind Mittel vorgesehen, um die Fasern zu vermischen und zu verteilen. An der Unterseite des Formierungskopfes ist ein Formierungsauslass ausgebildet, der üblicherweise mit kurzem Abstand oberhalb des Ablagebandes angeordnet ist. Hierbei bildet sich zwischen dem Formierungskopf und dem Ablageband ein Freiraum, der zur Führung eines aus dem Formierungsauslass austretenden Faserstromes dient. Die Ablage der Fasern auf dem Ablageband wird durch eine Absaugeinrichtung unterstützt, die die Luft des Faserstromes aufnimmt und abführt. Die sich an der Oberfläche des Ablagebande bildende Faserschicht wird über das Ablageband kontinuierlich aus der Formierungszone herausgeführt, so dass eine Faserschicht entsteht, die anschließend einer Weiterbehandlung beispielsweise einer Verfestigung zugeführt wird.
Je nach Fasertyp und Fasergröße können bei derartigen Verfahren Unregelmäßigkeiten in der Ablage der Fasern auftreten, die als sogenannte Wolkenbildung (Beaching) bezeichnet wird. Derartige Unregelmäßigkeiten in der Faserverteilung sind im wesentlichen darauf zurückzuführen, dass die Verteilung und Ablage der Fasern durch Sekundärluftströme aus der Umgebung beeinflusst werden, die über die Absaugeinrichtung aus der Umgebung in die Formierungszone eingesogen werden.
Um derartige Unregelmäßigkeiten in der Ablage der Fasern zu eliminieren, ist beispielsweise aus der WO 2006/13 1122 A1 bekannt, die Saugströmung der Absaugeinrichtung in Teilbereichen der Formierungszone zu beeinflussen. Bei den bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung ist hierzu auf einer Einlaufseite der Formierungszone der Absaugeinrichtung ein Leitblech zugeordnet, das unterhalb des Ablagebandes den Saugstrom beeinflusst. Damit sollen insbesondere Luftturbulenzen auf der Einlaufseite der Formierungszone vermieden werden, die durch angesaugte Sekundärluft aus der Umgebung entstehen. Hieraus resultieren jedoch unterschiedliche Saugströmungen in der Formierungszone, die sich zu unterschiedlichen Ablageverhalten der Fasern innerhalb der Formierzone führen.
Auch andere Systeme, wie beispielsweise aus der WO 2003/016622 A1 bekannt, konnten das Phänomen der Wolkenbildung nicht ausschließen. Hierbei sind dem Formierungskopf an der Einlaufseite und der Auslaufseite jeweils Dichtwalzen zugeordnet, die an der Oberfläche des Ablagebandes bzw. an der Oberfläche der Faserschicht anliegen. Damit läßt sich zwar ein Einströmen in der Sekundärluft aus der Umgebung weitgehend vermeiden. Hierbei ist jedoch von Nachteil, dass die Faserschicht an der Oberfläche des Ablagebandes unmittelbar auf der Auslaufseite durch die dort angeordnete Dichtungswalze verdichtet wird.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Trockenformen einer Faserbahn zu schaffen, mit welcher eine hohe Gleichmäßigkeit der Faserverteilung innerhalb der Faserschicht erreicht werden kann.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 7 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Merkmalen und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Ablage der Fasern durch einen quer zu einem Ablageband gerichteten Faserstrom wesentlich durch die Umorientierung der Fasern aus einer im wesentlichen vertikalen Bewegung in eine durch das Ablageband definierten Horizontalbewegung beeinflusst wird. So wurde festgestellt, dass die Verweilzeit der Fasern bis zum Auftreffen auf das Ablageband einen Einfluss bei der Ausbildung der Faserschicht hat. Insoweit konnte die Ablage der Fasern und der Aufbau der Faserschicht vorteilhaft dadurch verbessert werden, dass die Fasern des Faserstromes innerhalb der Formierungszone den Freiraum mit unterschiedlich langen Freistrecken durchlaufen. So konnten Zonen realisiert werden, in welchen durch lange Freistrecken die Fasern größere Freiheiten für die Umorientierung hatten.
Besonders vorteilhaft ist die Verfahrensvariante, bei welcher die Fasern des auf einer Einlaufseite der Formierungszone erzeugten Faserstromes eine längere Freistrecke durchlaufen als die Fasern des auf einer Auslaufseite der Formierungszone erzeugten Faserstromes. Durch den dadurch verursachten größeren Abstand zwischen dem Formierungskopf und dem Ablageband auf der Einlaufseite können zudem Turbulenzeffekte durch einströmende Sekundärluft vermieden werden. Im Gegenteil läßt sich die Sekundärluft unterstützend zur Umorientierung und Ablage der Fasern nutzen.
Um eine gleichmäßige Veränderung der Freistrecken innerhalb der Formierungszone zu erhalten, ist die Verfahrensvariante bevorzugt verwendet, bei welcher der Faserstrom durch einen gegenüber dem Ablageband geneigten Formierungskopf erzeugt wird, wobei die Freistrecken der Fasern innerhalb des Freiraumes sich zwischen der Einlaufseite und der Auslaufseite stetig ändern. Damit läßt sich vorteilhaft das zur Aufnahme und Ausbildung der Faserschicht horizontal ausgerichtete Ablageband nutzen, so dass eine Umverteilung der Fasern in der Faserschicht während des Transportes auf einem geneigten Ablageband nicht eintreten kann.
Um Gegeneffekte durch andere Sekundärluftströme innerhalb der Formierungszone zu unterbinden, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher der Freiraum der Formierungszone auf der Auslaufseite zur Führung der Fasern durch zumindest ein Abschirmmittel gegenüber einer Umgebung abgeschirmt wird.
Demgegenüber ist der Freiraum der Formierungszone auf der Einlaufseite zur Führung der Fasern zu der Umgebung offen gehalten. Damit läßt sich gezielt ein Sekundärluftstrom erzeugen, der in Richtung des Materialflusses des Ablagebandes wirkt. Damit können vorteilhafte Vororientierungen an dem Faserstrom in Richtung des Materialflusses erzeugt werden.
Um über die gesamte Breite des Ablagebandes eine gleichmäßige Faserlage erzeugen zu können, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Freiraum der Formierungszone zwischen der Einlaufseite und der Auslaufseite zur Führung der Fasern zu der Umgebung geschlossen gehalten ist. So lassen sich an den Längsseiten des Ablagebandes eintretende Sekundärluftströme völlig vermeiden.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Formierungskopf und das Ablageband in einer nicht parallelen Anordnung gehalten, so dass der Freiraum durch unterschiedliche Abstände zwischen dem Ablageband und dem Formierungsauslass des Formierungskopfes gebildet ist.
Hierbei ist die Anordnung des Formierkopfes und des Ablagebandes bevorzugt derart ausgebildet, dass der Abstand zwischen dem Ablageband und dem Formierungsauslass des Formierungskopfes auf einer Einlaufseite der Formierungszone größer ist als der Abstand zwischen dem Ablageband und dem Formierungsauslass des Formierungskopfes auf einer Auslaufseite der Formierungszone. Darüber wird die zur Umorientierung größere Freistrecke im Einlaufbereich der Formierzone realisiert.
Der Formierkopf wird bevorzugt gegenüber dem Ablageband in einer schiefen Ebene gehalten, so dass sich der Abstand zwischen dem Ablageband und dem Formierungsauslass des Formierungskopfes von der Einlaufseite bis zur Auslaufseite der Formierungszone stetig ändert. Damit ist eine kontinuierliche Verkleinerung der Freistrecke in Richtung des Materialflusses des Ablagebandes erreichbar. So läßt sich auch vorteilhaft die aufgrund der bereits gebildeten Faserlagen reduzierten Saugwirkung zur Auslaufseite der Formierungszone hin kompensieren. Die Fasern können mit im wesentlichen gleicher kinetischer Energie an der Oberfläche des Ablagebandes oder der Faserschicht aufgenommen werden.
Um in Abhängigkeit von den Fasern und Fasergemischen jeweils eine zur Bildung der Faserschicht optimierte Einstellung der Freistecken in der Formierungszone zu erhalten, ist der Formierungskopf vorteilhaft durch eine verstellbare Halterung gehalten, wodurch der Grad und/oder die Höhe der schiefen Ebene des Formierungskopfes einstellbar ist.
Um dem Eintritt von Sekundärluft auf der Auslaufseite möglichst zu unterbinden, sind zwei alternative Vorrichtungsvarianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung einsetzbar. Bei einer ersten Variante ist zumindest ein Abschirmmittel an der Auslaufseite des Formierungskopfes angeordnet, durch welches der Freiraum gegenüber einer Umgebung abschirmbar ist. Derartige Abschirmmittel werden bevorzugt durch angetriebene Dichtwalzen gebildet, die mit Kontakt zu einer Faserschicht auf dem Ablageband gehalten sind. Diese Variante ist jedoch nur dann geeignet, wenn eine Vorverdichtung der Faserschicht an der Oberfläche des Ablagebandes für den Weiteren Prozess unschädlich ist.
Für empfindliche Faserschichten ist die Vorrichtungsvariante bevorzugt ausgeführt, bei welcher auf der Auslaufseite der Formierungszone eine Auslauföffnung zwischen dem Formierungskopf und dem Ablageband gebildet ist. Derartige Auslauföffnungen werden bevorzugt mit kleiner Spalthöhe ausgeführt, die je nach Dicke der Faserschicht im Bereich von 4 mm bis 20 mm liegen können.
Um den für die Umorientierung förderlichen Sekundärstrom der Umgebungsluft nutzen zu können, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt derart ausgebildet, dass auf der Einlaufseite der Formierungszone eine Einlauföffnung zwischen dem Formierungskopf und dem Ablageband gebildet ist.
Hierbei wird die Einlauföffnung vorzugsweise mit einer Spalthöhe ausgebildet, die im Bereich von 40 mm bis 400 mm liegt. Damit können vorzugsweise laminare Sekundärströmungen der Umgebungsluft in die Formierungszone eingeleitet werden.
Die Randbereiche der Formierungszone sind vorzugsweise gemäß der vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung abgedichtet, wobei der Freiraum zu beiden Längsseiten des Ablagebandes gegenüber der Umgebung durch Dichtmittel zwischen dem Formierungskopf und dem Ablageband gedichtet ist. Somit läßt sich über die gesamte Breite des Ablagebandes eine gleichmäßige Faserschicht erzeugen.
Der Faserstrom wird bevorzugt an dem Formierungsauslass des Formierungskopfes durch ein Siebblech erzeugt, das eine vergleichmäßigte Verteilung der Fasern über die gesamte Formierungszone ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Ablage jeglicher Fasern und Fasergemischen geeignet. So lassen sich synthetische oder natürliche Fasern oder Gemische aus synthetischen und natürlichen Fasern zu Faserlagen ablegen. Durch die hohe Gleichmäßigkeit der erzeugten Faserlage können dabei bevorzugt auch feinste Teile wie beispielsweise ein Pulver vorteilhaft in dem Gemisch integriert sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren nachfolgend näher erläutert.
Es stellen dar:
1 schematisch eine Querschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
2 schematisch eine Querschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
In 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Mischkammer 1, die über einen Faserzulauf 2 mit einer hier nicht dargestellten Faserzuführung verbunden ist. Der Faserzulauf 2 kann ein oder mehrere Anschlüsse beinhalten, um ein oder mehrere Fasern oder Fasergemische mittels eines Luftstromes der Mischkammer 1 zuzuführen. Die Mischkammer 1 ist an einer Unterseite mit einem Formierungskopf 3 verbunden. Der Formierungskopf 3 weist mehrere hier nicht näher dargestellte Mittel auf, um die Faser oder Fasergemische zu verteilen und gleichmäßig über einen an der Unterseite ausgebildeten Formierungsauslass 4 als Faserstrom abzuführen. Der Formierungsauslass 4 weist vorzugsweise ein Siebblech 5 auf. Dabei erfolgt die Verteilung innerhalb des Formierungskopfes bevorzugt über mehrere angetriebene Flügel, wie beispielsweise aus der WO 2004/106604 bekannt. Insoweit wird an dieser Stelle auf die zuvor genannte Druckschrift Bezug genommen.
Der Formierungskopf 3 ist oberhalb eines Ablagebandes 8 in einer schiefen Ebene 21 angeordnet. Das Ablageband 8 ist im wesentlichen horizontal ausgerichtet, so dass sich auf einer Einlaufseite 10 ein größerer Abstand zwischen dem Formierungskopf 3 und dem Ablageband 8 einstellt, als auf der gegenüberliegenden Auslaufseite 11. Der Abstand auf der Einlaufseite 10 ist mit dem Kennbuchstaben S_E gekennzeichnet. Demgegenüber ist der Abstand zwischen dem Formierungsauslass 4 und dem Ablageband 8 mit dem Kennbuchstaben S_A eingetragen.
Die Lage des Formierungskopfes 3 bzw. die Lage der schiefen Ebene 21 läßt sich über eine Halterung 19 des Formierungskopfes 3 einstellen. Die Halterung 19 ist in diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft durch zwei Aktoren 20.1 und 20.2 gebildet, die jeweils an einen Tragarm 22.1 und 22.2 angreifen, die fest mit dem Formierungskopf 3 verbunden sind. So läßt sich durch eine parallel Aktivierung der Aktoren 20.1 und 20.2 die Höhe des Formierungskopfes relativ zum Ablageband 8 und damit die Höhe der schiefen Ebene 21 einstellen. Durch einseitige Aktivierung des Aktors 20.1 oder 20.2 läßt sich die Winkellage des Formierungskopfes 3 und damit der Grad der schiefen Ebene 21 relativ zum Ablageband 8 einstellen. In jedem Fall tritt eine Veränderung der Abstände zwischen dem Formierungsauslass 4 und dem Ablageband 8 ein.
Das Ablageband 8 ist gasdurchlässig und wird über mehrere Führungswalzen 9 kontinuierlich in eine Materialförderrichtung geführt, die durch einen Doppelpfeil gekennzeichnet ist. Insoweit durchläuft das Ablageband 8 kontinuierlich die Formierungszone 6 von der Einlaufseite 10 bis hin zur Auslaufseite 11. Dabei werden die Fasern an der Oberfläche des Ablagebandes 8 zu einer Faserschicht 23 abgelegt.
Unterhalb des Ablagebandes ist eine Absaugeinrichtung 16 angeordnet, die über einen Saugkanal 17 mit einer hier nicht dargestellten Unterdruckquelle verbunden ist.
Der Formierungsauslass 4 des Formierungskopfes 3 ist in diesem Fall rechteckig ausgebildet, so dass sich oberhalb des Ablagebandes 8 eine im wesentlichen rechteckige Formierungszone 6 ausbildet. Der Freiraum 7 der Formierungszone 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel nur über eine Einlauföffnung 14 auf der Einlaufweite 10 mit einer Umgebung verbunden. Auf der gegenüber liegenden Auslaufseite 11 ist die zwischen dem Formierungskopf 3 und dem Ablageband 8 ein Abschirmmittel 12 in Form einer Dichtwalze 13 angeordnet. Hierüber läßt sich das Einsaugen einer Sekundärluft aus der Umgebung vermeiden. Darüberhinaus sind im Bereich der Längsseiten des Formierungskopfes 3 jeweils zwei gegenüber liegende Trennbleche 15 vorgesehen, die den Freiraum 7 der Formierungszone 6 zu beiden Längsseiten des Ablagebandes 8 hin gegenüber der Umgebung abdichten.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird beispielsweise ein synthetische Faser mit einem Pulver gemeinsam über einen Luftstrom der Mischkammer 1 zugeführt. Innerhalb der Mischkammer 1 können statische oder dynamische Mittel ausgebildet sein, die eine Vorvermischung der Fasern ausführen. Anschließend wird das Gemisch aus Faser und Pulver über den Luftstrom in den Formierungskopf 3 geführt. Innerhalb des Formierungskopfes 3 erfolgt über die Verteilmittel eine Verteilung des Faser- und Pulvergemisches, der anschließend über den Formierungsauslass 4 als ein Faserstrom in den Freiraum 7 geführt wird. Innerhalb der Formierungszone 6 wird über die Absaugeinrichtung 16 ein ständig wirkender Saugstrom erzeugt, der einerseits die in dem Freiraum 7 eintretenden Fasern erfasst und andererseits einen an der Einlaufseite 10 Sekundärluftstrom aus der Umgebung erzeugen. Bei der Führung der Fasern innerhalb des Freiraumes 7 durchlaufen die Fasern des Faserstromes im Bereich der Einlaufseite 10 eine längere Freistrecke bis zu Ablage auf denn Ablageband 8. Demgegenüber werden die Fasern auf der gegenüber liegenden Auslaufseite 11 auf einer kürzeren Freistrecke geführt. Damit erhalten die im Bereich der Einlaufseite 10 geführten Fasern eine höhere Verweilzeit, um den Übergang von einer vertikal gerichteten Bewegung in eine horizontal gerichtete Bewegung auszuführen. So lassen sich die Fasern durch Einfluss eines Sekundärluftstromes auf der Einlaufseite bereits mit einer leichten Vororientierung in Materialflussrichtung ablegen. Dies stellt sich insbesondere bei der Bildung einer gleichmäßigen Faserschicht 23 als besonders vorteilhaft heraus.
Je nach Fasertyp und Fasergemischen hat sich gezeigt, dass der Abstand S_E auf der Einlaufseite 10 zur Bildung der Einlauföffnung 14 in einen Bereich von 40 mm bis 400 mm liegen sollte. Zu kleine Abstände zwischen dem Formierungskopf 3 und dem Ablageband 8 haben zum Nachteil, dass die eingesogene Sekundärluft zu starken Turbulenzen führt. Zu große Abstände zwischen dem Formierungskopf 3 und dem Ablageband 8 auf der Einlaufseite 10 vermindern zunehmend den Einfluss der Sekundärluft, so dass diese ebenfalls vermieden werden sollte.
Auf der gegenüber liegenden Auslaufseite 11 des Formierkopfes 3 wird das Einsaugen einer Sekundärluft durch die Dichtwalze 13 vermieden. Insoweit bleibt in der Formierungszone 6 nur der Einfluss der über die Einlassöffnung 14 zugelassenen Sekundärluft, die gezielt zur Verbesserung der Faserlagen einsetzbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind somit besonders geeignet, um eine hohe Gleichmäßigkeit bei der Erzeugung von Faserschichten zu erreichen, die aus eine Vielzahl einzelner endlicher Faserstücke gebildet sind. Hierbei können synthetische oder natürliche oder Gemische von synthetischen und natürlichen Fasern gelegt werden.
In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Formierungskopf 3 gegenüber dem Ablageband 8 ebenfalls in einer schiefen Ebene 21 gehalten, so dass sich auf der Einlaufseite 10 ein größerer Abstand zwischen dem Formierungsauslass 4 und dem Ablageband 8 ergibt, als gegenüber der Auslaufseite 11. Der Abstand auf der Einlaufseite ist mit dem Kennbuchstaben S_E und auf der Auslaufseite 11 mit dem Kennbuchstaben S_A eingetragen. Hierbei ist auf der Auslassseite 11 zwischen dem Formierungskopf 3 und dem Ablageband 8 eine Auslassöffnung 18 gebildet, die den Freiraum 7 der Formierzone 6 der Umgebung verbindet. Ebenso ist auf der gegenüber liegenden Einlaufseite 10 eine offene Einlassöffnung 14 gezeigt, die ebenfalls mit der Umgebung verbunden ist. Durch die geneigte Anordnung des Formierungskopfes 3 weist die Auslassöffnung 18 jedoch eine wesentlich geringere Spalthöhe auf, als die gegenüber liegende Einlauföffnung 14. So ist je nach Faser und Fasertyp die Auslassöffnung 18 derart ausgebildet, dass sich zwischen dem Formierungsauslass 4 und dem Ablageband 8 ein Abstand in der Größenordnung von 4 mm bis 20 mm einstellt. Die Spalthöhe der Auslassöffnung 18 richtet sich dabei im wesentlichen nach der Dicke der Faserlage, die an der Oberfläche des Ablagebandes erzeugt wird.
Zur Einstellung der Einlassöffnung 14 sowie der Auslassöffnung 18 ist der Formierungskopf 3 ebenfalls über eine verstellbare Halterung 19 justierbar. Die Halterung 19 ist hierbei identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel ausgeführt, so dass an dieser Stelle keine weitere Erläuterung dazu erfolgt.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Formierungszone und damit der Freiraum 7 nur durch an den Längsseiten angeordnete Trennbleche 15 von der Umgebung abgeschirmt. Sowohl auf der Einlaufseite 10 als auch auf der Auslaufseite 11 sind keine zusätzlichen Abschirmmittel vorgesehen.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiele werden die Fasern innerhalb des Faserstromes ebenfalls in unterschiedlich langen Freistrecken innerhalb des Freiraumes geführt, so dass insbesondere die Verweilzeiten zum Durchlaufen der Freistrecken im Einlaufbereich der Formierzone größer ist als im Auslaufbereich. Hierbei können insoweit die Sekundärlufteffekte mitgenutzt werden, um eine günstige Umorientierung der Bewegungsabläufe in einzelnen Fasern zu erhalten. Durch den engen Spalt an der Auslaufseite läßt sich die eingesaugte Sekundärluft minimieren, so dass ungewünschte Störeffekte vermieden werden.
Bezugszeichenliste

1: Mischkammer
2: Faserzulauf
3: Formierungskopf
4: Formierungsauslass
5: Siebblech
6: Formierungszone
7: Freiraum
8: Ablageband
9: Führungswalzen
10: Einlaufseite
11: Auslaufseite
12: Abschirmmittel
13: Dichtwalze
14: Einlauföffnung
15: Trennblech
16: Absaugeinrichtung
17: Saugkanal
18: Auslassöffnung
19: Halterung
20.1, 20.2: Aktor
21: schiefe Ebene
22.1, 22.2: Tragarm
23: Faserschicht
Abstand: S_E, S_A

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2004/106604 A1 [0002, 0003]
WO 2006/131122 A1 [0005]
WO 2003/016622 A1 [0006]
WO 2004/106604 [0031]

Claims

Verfahren zum Trockenformen einer Faserbahn, bei welchem eine Vielzahl von Fasern oder Fasergemischen mittels eines Luftstroms einem Formierungskopf zugeführt werden, bei welchem ein Faser/Luftgemisch durch den Formierungskopf erzeugt und als ein Faserstrom in einen Freiraum einer Formierungszone geleitet wird, bei welchem die Fasern des Faserstrom in der Formierungszone durch ein luftdurchlässiges Ablageband aufgefangen wird, bei welchem die Luft auf einer Unterseite des Ablagebandes abgesaugt wird und bei welchem die auf einer Oberseite des Ablagebandes erzeugte Faserschicht durch das Ablageband aus der Formierungszone gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern des Faserstrom innerhalb der Formierungszone den Freiraum mit unterschiedlichen langen Freistrecken durchlaufen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern des auf einer Einlaufseite der Formierungszone erzeugten Faserstrom eine längere Freistrecke durchlaufen als die Fasern des auf einer Auslaufseite der Formierungszone erzeugten Faserstroms.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstrom durch einen gegenüber dem Ablageband geneigten Formierungskopf erzeugt wird, wobei die Freistrecken der Fasern innerhalb des Freiraums sich zwischen der Einlaufseite und der Auslaufseite stetig ändern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiraum der Formierungszone auf der Auslaufseite zur Führung der Fasern durch zumindest ein Abschirmmittel gegenüber einer Umgebung abgeschirmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiraum der Formierungszone auf der Einlaufseite zur Führung der Fasern zu der Umgebung offen gehalten ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiraum der Formierungszone zwischen der Einlaufseite und der Ablaufseite zur Führung der Fasern zu der Umgebung geschlossen gehalten ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Formierungskopf (3), dem eine Vielzahl von Fasern oder Fasergemischen mittels eines Luftstroms zuführbar ist und der einen Formierungsauslass (4) zur Erzeugung eines aus Fasern und Luft gebildeten Faserstroms aufweist, und mit einem luftdurchlässigem Ablageband (8) zum Auffangen und Abtransportieren der Fasern, das mit einer Absaugeinrichtung (16) zur Erzeugung einer Saugströmung zusammenwirkt, wobei zwischen dem Formierungsauslass (4) des Formierungskopfes (3) und dem Ablageband (8) eine Formierungszone (6) mit einem Freiraum (7) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Formierungskopf (3) und das Ablageband (8) in einer nicht parallelen Anordnung gehalten sind, so dass der Freiraum (7) durch unterschiedliche Abstände (S_E, S_A) zwischen dem Ablageband (8) und dem Formierungsauslass (4) des Formierungskopfes (3) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (S_E) zwischen dem Ablageband (8) und dem Formierungsauslass (4) des Formierungskopfes (3) auf einer Einlaufseite (10) der Formierungszone (6) größer ist als der Abstand (S_A) zwischen dem Ablageband (8) und dem Formierungsauslass (4) des Formierungskopfes (3) auf einer Auslaufseite (11) der Formierungszone (6).
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Formierungskopf (3) gegenüber dem Ablageband (8) in einer schiefen Ebene (21) gehalten ist, so dass sich der Abstand zwischen dem Ablageband (8) und dem Formierungsauslass (4) des Formierungskopfes (3) von der Einlaufseite (10) bis zur Auslassseite (11) der Formierungszone (6) stetig ändert.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Formierungskopf (3) durch eine verstellbare Halterung (19) gehalten ist, wodurch der Grad und/oder die Höhe der schiefen Ebene (21) einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschirmmittel (12) an der Auslaufseite (11) des Formierungskopfes (3) angeordnet ist, durch welches der Freiraum (7) gegenüber einer Umgebung abschirmbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmmittel (12) durch eine angetrieben Dichtwalze (13) gebildet, die mit Kontakt zu einer Faserschicht (23) auf dem Ablageband (8) gehalten ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Auslaufseite (11) der Formierungszone (6) eine Auslauföffnung (18) zwischen dem Formierungskopf (3) und dem Ablageband (8) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslauföffnung (18) eine Spalthöhe im Bereich von 4 mm bis 20 mm aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Einlaufseite (10) der Formierungszone (6) eine Einlauföffnung (14) zwischen dem Formierungskopf (3) und dem Ablageband (8) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlauföffnung (14) eine Spalthöhe im Bereich von 40 mm bis 400 mm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiraum (7) zu beiden Längsseiten des Ablagebandes (8) gegenüber der Umgebung durch Dichtmittel (15) zwischen dem Formierungskopf (3) und dem Ablageband (8) abgedichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Formierungsauslass (4) des Formierungskopfes (3) durch ein Siebblech (5) gebildet ist.