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Bei
der Herstellung von Nadelfilzen wird aus einer von einer Krempel
abgenommenen Faserflorbahn, nachfolgend kurz Faserflor genannt,
mit Hilfe eines Kreuzlegers auf einer quer zur Zuführrichtung des
Faserflors endlos umlaufenden Unterlage eine mehrlagige Faservliesbahn,
nachfolgend kurz Faservlies genannt, erzeugt, die einer Nadelmaschine zugeführt und
dort durch Vernadelung verfestigt wird.
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Dabei
kann man beobachten, daß selbst dann,
wenn das vom Kreuzleger erzeugte Faservlies über seine gesamte Breite gleichmäßig dick
ist, also an allen Stellen ein konstantes Flächengewicht hat, die von der
Nadelmaschine erzeugte Filz- oder Velourbahn ein quer zu ihrer Laufrichtung
ungleichmäßiges Flächengewicht
hat. Ihr Randbereich ist dicker, als ihr Mittenbereich.
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Um
diesem Effekt zu begegnen, ist aus
DE 37 38 190 C2 bereits eine sogenannte Profilbildung bekannt
geworden, die darin besteht, daß man
mit dem Kreuzleger ein Faservlies ungleichmäßigen Flächengewichts erzeugt derart,
daß das
Faservlies in seinen Randbereichen dünner als im Mittenbereich ist.
Hierfür
ist es wiederum aus
DE
101 39 833 A1 und aus
DE 201 13 467 U1 bekannt, die dem Kreuzleger
zugeführte
Florbahn auf ihrem Weg zwischen dem Florerzeuger und dem Kreuzleger
oder, wie in
DE 43
04 988 C1 beschrieben, mit Hilfe des Kreuzlegers in Abstimmung
mit den Legebewegungen des Kreuzlegers zyklisch zu verstrecken,
um in ihr Dünnstellen
zu erzeugen, die dann vom Kreuzleger in den Randbereichen des Faservlieses
abgelegt werden.
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Das
Strecken der Florbahn erzeugt in dieser eine Umorientierung von
Fasern, was zur Folge hat, daß die
Orientierung der Fasern innerhalb des kreuzgelegten Faservlieses
quer zur Bahnrichtung variiert, was wiederum die Verzugseigenschaften
des aus dem Faservlies durch Vernadelung hergestellten Produkts
beeinflußt.
Es entstehen Stellen, die im Fertigprodukt Streckeigenschaften aufweisen,
die von denen anderer Stellen abweichen. Im Allgemeinen sind aber
Streckeigenschaften erwünscht,
die weitgehend unabhängig
von der Streckrichtung sind.
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Aus
WO 99/24650 ist bekannt geworden, die zyklisch, oder anders gesagt,
als Rapport wiederkehrenden Dünnstellen
innerhalb eines Faserflors durch zyklisch ungleichmäßige Abnahme
des Flors von einer den Flor bildenden Krempel zu erzeugen. Die dazu
erforderliche Technik ist sehr aufwendig und nicht bei allen Flordicken
durchführbar.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
anzugeben, mit dem bzw. der eine in Querrichtung profilierte Faservliesbahn
hergestellt werden kann, die keine Störungen der Faserorientierung
aufweist.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 bzw. 2 angegebenen Merkmale
gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß der Erfindung
wird der Faserflor mit Hilfe eines aerodynamischen Florerzeugers
gebildet, der Einrichtungen aufweist, mit deren Hilfe die Florabgabe
im Betrieb veränderbar
ist. Ein solcher Florerzeuger ist aus
DE 101 44 728 A1 bekannt.
Der aerodynamische Florerzeuger legt einen Faserflor, der keine
Orientierung hat, also einen Wirrfaserflor, auf eine luftdurchlässige Unterlage
ab, und dieses Fehlen einer Orientierung ist in gleicher Weise in
dünnen und
dicken Stellen der Florbahn feststellbar.
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Aerodynamische
Florerzeugung wird üblicherweise
dazu verwendet, Florbahnen hohen Flächengewichts von bis zu 400
g/m
2 zu erzeugen, die aufgrund dieses hohen
Flächengewichts
direkt einer Verfestigung durch Nadelung, Wasserstrahlbehandlung
oder Thermobonding unterworfen werden kann. So beschreibt denn auch
die genannte
DE 101
44 728 A1 eine Doppelkopfvliesmaschine aus zwei Faseraufbereitungs-
und Zuführvorrichtungen
und einem nachgeordneten Mischvliesbildner, mit der beispielsweise
Schall- und Wärmedämmvliese,
also solche großer
Dicke, hergestellt werden sollen.
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Die
Erfindung hingegen kombiniert die aerodynamische Florerzeugung mit
der mechanischen Vliesbildung durch Kreuzlegen, wozu vorzugsweise dünne Florbahnen
mit einem Flächengewicht
bis zu 20 g/m2 herab erzeugt werden. Durch
die Vielfachtäfelung
des Flors innerhalb des Vlieses mitteln sich Dickenschwankungen
innerhalb des Flors aus, so denn solche überhaupt vorhanden sind, entsprechend
den bei der Kreuzlegung geltenden Gesetzmäßigkeiten.
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Der
aerodynamische Florerzeuger kann direkt von einem Speiser versorgt
sein, weil er aufgrund seiner Bauart in gewissem Umfange auch die Funktion
einer Walzenkrempel ausübt
und in manchen Fällen
die Qualitätsanforderungen
den Verzicht auf den Einsatz einer gesonderten Krempel zulassen.
In diesem Zusammenhang ist bereits erwähnt worden, daß Ungleichmäßigkeiten
im Faserflor durch die Wirkung des Kreuzlegers in gewissem Umfange ausgeglichen
werden. Wo es hingegen auf besondere Qualität ankommt, ist der aerodynamische
Florerzeuger vorzugsweise von einer Walzenkrempel mit Fasern versorgt.
Der Florerzeuger liefert dann trotz der Längsorientierung der Fasern
in den von der Krempel abgegebenen und ihm zugeführten Krempelflor einen Wirrfaserflor,
weil er den Krempelflor vollständig
in Einzelfasern auflöst,
die dann aerodynamisch ohne Vorzugsrichtung auf der luftdurchlässigen Unterlage
abgelegt werden.
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Die
für die
besondere Anwendung, wie geschildert, zyklische Veränderung
des Flächengewichts
des aerodynamisch erzeugten Flors erfolgt durch Veränderung
der Geschwindigkeit der luftdurchlässigen Unterlage, vorzugsweise
ein endlos umlaufendes Siebband, das den auf ihm abgelegten Flor
in Richtung auf den Kreuzleger abtransportiert. Da die Geschwindigkeit,
mit der der Kreuzleger den Faserflor entgegennimmt, im allgemeinen
nicht mit der Augenblicksgeschwindigkeit übereinstimmt, mit der das Siebband
umläuft,
kann ein Zwischenspeicher eingesetzt werden, der diese sich zeitlich ändernden
Geschwindigkeitsunterschiede ausgleicht.
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Wenn
man die Geschwindigkeiten der Speisewalze und des Siebbandes am
aerodynamischen Florerzeuger in Abhängigkeit von der Legebewegung des
Kreuzlegers regelt, kann auf einen Florspeicher zwischen dem Florerzeuger
und dem Kreuzleger verzichtet werden, allerdings ist es dann notwendig,
daß einlaufseitig
des Florerzeugers eine Speichereinrichtung vorhanden ist, die den
Geschwindigkeitsunterschieden Rechnung trägt, mit der der Florerzeuger das
zu verarbeitende Material entgegennimmt. Ein Speiser üblicher
Bauart hat solche Speichereigenschaften, ohne daß bei ihm die Gefahr besteht,
daß er überläuft. Eine
gesonderte Zwischenspeichereinrichtung ist dann entbehrlich.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vielfältig. Ein
wichtiger Vorteil gegenüber
dem Stand der Technik besteht darin, daß ein vollkommen unorientiertes
Vlies erzeugt wird, das keine durch Verzug hervorgerufenen Störstellen
aufweist. Weiterhin ist die Vliesbildung auf einfachste Weise möglich. Es
kann gegebenenfalls auf gesonderte Zwischenspeicher zum Ausgleich
von Geschwindigkeitsunterschieden zwischen den an der Vliesbildung
beteiligten Aggregaten verzichtet werden. Es kann jedes beliebige
Vliesprofil in dem den Kreuzleger verlassenden Faservlies gebildet
werden, weil nur kleine Maschinenmassen zum Zwecke der Profilbildung
gebremst und beschleunigt werden müssen. Die Massenvariation innerhalb
des Faserflors ist größer, weil Fasermasse
aufgebaut werden kann. Das ist besonders dann gut möglich, wenn
keine Krempel als Speisevorrichtung für den aerodynamischen Florerzeuger verwendet
wird, sondern dieser direkt aus einem Speiser versorgt wird. Ist
eine Krempel als Versorger für
den aerodynamischen Florerzeuger vorgesehen, kann man durch Verminderung
der Transportgeschwindigkeit des Siebbandes auf diesem Fasermassen
anhäufen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf in den Zeichnungen
dargestellte Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 die Kernbaugruppe der
vorliegenden Erfindung mit Ganzstahlgarniturwalze, Faserzuführeinrichtung
und Siebband;
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2 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit
der Kernbaugruppe von 1,
einem Speiser stromaufwärts
und einem Kreuzleger stromabwärts davon;
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3 eine weitere Vorrichtung
gemäß der Erfindung
mit der Kernbaugruppe von 1,
einem Speiser stromaufwärts
und einem Zwischenspeicher sowie einem Kreuzleger stromabwärts davon,
und
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4 eine weitere Vorrichtung
gemäß der Erfindung
mit der Kernbaugruppe von 1,
einem Speiser und einer Walzenkrempelanordnung stromaufwärts sowie
einem Florspeicher und einem Kreuzleger stromabwärts davon.
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Die
Kernbaugruppe K in der vorliegenden Erfindung nach 1, ein Wirrfaserflorerzeuger, umfaßt eine
Ganzstahlgarniturwalze 1, der mehrere mit Garnituren versehene
Abdeckmulden 2 gegenüberstehen.
Die Ganzstahlgarniturwalze 1 rotiert mit hoher Drehzahl,
gemäß 1 im Uhrzeigersinn. Die Abdeckmulden
sind dazu bestimmt, während
der Rotation der Ganzstahlgarniturwalze 1 die Fasern auf dieser
zu halten. Der Ganzstahlgarniturwalze 1 steht einlaufseitig
ein Speisewalzenpaar 3 und 4 gegenüber, die
gleichfalls mit Ganzstahlgarnituren versehen sind und die zwischen
sich bzw. mit der Ganzstahlgarniturwalze 1 jeweils einen
Spalt ausbilden, an dem zugeführte
Fasern von der einen Walze an die andere übergeben werden. Der stromaufwärtigen der Speisewalzen,
die in 1 mit dem Bezugszeichen 4 versehen
ist, steht eine Florführungsmulde 5 gegenüber, die
mit dem Umfang der Speisewalze 4 einen sich in Umlaufrichtung
der Speisewalze 4 verengenden Spalt ausbildet. Am Ende
größerer Breite dieses
Spaltes ist die ablaufseitige Umlenkwalze 6 eines endlos
umlaufenden Zuführbandes 7 angeordnet.
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Der
Ganzstahlgarniturwalze 1 steht in einem Bereich, der in
Umlaufrichtung der Walze 1 zwischen den Mulden 2 und
der Speisewalze 3 gelegen ist, ein Abstreifer 8 gegenüber, unterhalb
dessen sich ein endlos umlaufendes Siebband 9 befindet,
das über mehrere
Umlenkwalzen 10 und 11 geführt ist. In dem oberen Trum
des Siebbandes 9, das dem Abstreifer 8 gegenübersteht,
befindet sich ein oben offener Saugkasten 12, der an eine
Unterdruckquelle (nicht dargestellt) angeschlossen ist. Weiterhin
ist ein Leitblech 13 zu erwähnen, das sich in einem Sektor
zwischen den Mulden 2 und dem Abstreifer 8 befindet und
einen Faserflugkanal begrenzt, der sich von der Ganzstahlgarniturwalze 1 in
Richtung auf den Abschnitt des Siebbandes 9 erstreckt,
der sich oberhalb des Saugkastens 12 befindet. In einem
Zwischenraum unterhalb des Leitblechs 13 und oberhalb des Siebbandes 9 befindet
sich eine Andruckwalze 14, die mit dem Siebband 9 einen
Spalt ausbildet.
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Durch
entsprechende Markierung in der Zeichnung sind die Umlenkwalzen 6 und 10 als
solche gekennzeichnet, die über
eine individuelle Antriebseinrichtung verfügen. Diese Antriebseinrichtungen
sind mit einem Steuergerät 15 verbunden,
was in der Zeichnung durch entsprechende Verbindungsleitungen angedeutet
ist.
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Im
Betrieb dieser Einrichtung wird ein von einem Speiser (nicht dargestellt)
oder einer Krempel (gleichfalls nicht dargestellt) abgegebenes und über das
Zuführband 7 herangeführtes Fasermaterial
in den sich verengenden Spalt zwischen der Speisewalze 4 und
der Mulde 5 eingeleitet. Aufgrund der Ganzstahlgarnitur
der Speisewalze 4 wird die zugeführte Fasermasse vergleichmäßigt. Sie
wird von der Speisewalze 4 der in entgegengesetzter Drehrichtung
rotierenden Speisewalze 3 übergeben und dabei nochmals
vergleichmäßigt. Von
der Speisewalze 3 werden die Fasern der Ganzstahlgarniturwalze 1 übergeben,
die die Fasermasse weiter vergleichmäßigt und vereinzelt und die
Fasern aerodynamisch auf dem Siebband 9 ablegt. Das Siebband 9 ist
mittels des in dem Saugkasten 12 herrschenden Unterdrucks
untersaugt, was die Faserablage auf dem Siebband 9 begünstigt und
Faserflug vermeiden hilft. Die Faserablage auf dem Siebband 9 erfolgt
vollkommen ungerichtet, d.h., die Fasern innerhalb des auf dem Siebband 9 gebildeten
Flors haben keine Vorzugsorientierung. Der auf dem Siebband 9 gebildete Flor
wird vom Siebband, das endlos umläuft, abtransportiert.
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Wenn
die Fasern vom Zuführband 7 mit gleichförmiger Geschwindigkeit
zugeführt
werden, ist auch mit einer gleichförmigen Abgabe der von der Ganzstahlgarniturwralze
vereinzelten Fasern auf dem Siebband 9 zu rechnen. Wenn
dann die Transportgeschwindigkeit des Siebbandes 9 verändert wird,
ergibt sich eine Veränderung
der Dicke der auf dem Siebband aerodynamisch abgelegten Faserschicht.
Mit Hilfe der Steuereinrichtung 15 und der von dieser beeinflußten Laufgeschwindigkeit
des Siebbandes 9 lassen sich somit in dem auf dem Siebband 9 abgelegten
Faserflor dicke und dünne
Stellen erzeugen.
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2 zeigt die Anwendung dieser
Kerneinheit K nach 1 in
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Herstellung eines Faservlieses. Die vorgenannte Kerneinheit
K befindet sich zwischen einem Speiser 16 und einem Kreuzleger 17,
der hier als Steilarmleger ausgebildet ist und nicht näher erläutert werden
soll. Der Legearm des Steilarmlegers 17 führt eine über einem
Abzugsband 18 hin- und hergehende Bewegung aus. Im Bereich
der Umkehrstellen des Legearms des Steilarmlegers muß die Geschwindigkeit
der Faserabgabe auf das Abzugsband wegen der notwendigen Abbremsung
des Legearms herabgesetzt werden, um Ungleichmäßigkeiten der Faserablage zu
vermeiden. Die Übergabe von
Faserflor an den Steilarmleger 17 muß daher entsprechend angepaßt werden.
Dieses kann im vorliegenden Falle nur durch Veränderung der Transportgeschwindigkeit
des Siebbandes 9 erfolgen, da ein Verzug des Faserflors
im Übergabebereich
zwischen dem Siebband 9 und dem Steilarmleger 17 vermieden
werden muß.
Um nun unerwünschte Schwankungen
der Dicke des auf dem Siebband 9 abgelegten Flors zu vermeiden,
muß die
Einspeisung von Fasern in die Kerneinheit K entsprechend variiert werden.
Dieses erfolgt mit Hilfe der Speisewalzen 3 und 4.
Dem sich daraus ergebenden ungleichmäßigen Faserbedarf der Kerneinheit
K wird durch das dem Speiser 16 von Hause aus innewohnende
Speichervermögen
Rechnung getragen. Die notwendige Abstimmung der Bewegungsgeschwindigkeit
des Siebbandes 9 mit den Legebewegungen des Kreuzlegers 17 besorgt
die Steuereinrichtung 15.
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3 zeigt eine der 2 vergleichbare Vorrichtung,
die um einen Zwischenspeicher Z ergänzt ist. Der Zwischenspeicher
Z besteht aus einem endlos umlaufenden zweiten Siebband 19 und
einer Florspeicherwalze 20, die zwischen dem ersten Siebband 9 und
dem zweiten Siebband 19 angeordnet ist und die auf das
erste Siebband 9 abgelegte Florbahn von dort abnimmt und
an die Unterseite des zweiten Siebbandes 19 umlenkt, an
die Florbahn durch einen Unterdruck angesaugt wird, der in einem
zwischen den beiden Trums des zweiten Siebbandes 9 angeordneten
Saugkasten 21 herrscht. Die Florspeicherwalze 20 ist
längs der
beiden Siebbänder 9 und 19 beweglich
und somit in der Lage, die Länge
des zwischen der Kerneinheit K und dem Kreuzleger 17 befindlichen
Florbahnabschnitts zu verändern.
Eine Vergrößerung dieses
Längenabschnitts
bewirkt eine Zwischenspeicherung, eine Verkleinerung eine entsprechende
Florabgabe aus dem Zwischenspeicher Z.
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Mit
Hilfe des Zwischenspeichers Z lassen sich die vom Kreuzleger 17 verursachten
Geschwindigkeitsänderungen
beim Einlauf der Florbahn in den Kreuzleger 17 ausgleichen,
ohne daß an
der Florabgabe der Kerneinheit K auf das erste Siebband 9 etwas
geändert
werden muß.
Das erste Siebband 9 kann, von den Notwendigkeiten einer
Profilbildung ggf. abgesehen, unabhängig von dem Kreuzleger 17 angetrieben
werden.
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Die
Ausführungsform
von 4 unterscheidet
sich von der Ausführungsform
nach 2 dadurch, daß zwischen
dem Speiser 16 und der Kerneinheit K eine Walzenkrempel
mit zwei Abnehmern und ein Zwischenspeicher Z angeordnet sind. Die Walzenkrempel
W hat einen oberen Abnehmern 22 und einen unteren Abnehmer 23.
Der untere Abnehmer 23 legt den von dem Krempeltambour 24 abgenommenen
Faserflor auf ein endlos umlaufendes Flortransportband 25.
Der obere Abnehmer 22 legt ebenfalls einen Faserflor auf
ein endlos umlaufendes Übertragungsband 26,
das den letztgenannten Flor auf den auf dem Flortransportband 25 bereits
befindlichen Flor legt, der von dem unteren Abnehmer 23 stammt.
Falls eine höhere
Flordicke erwünscht
ist, können
an dem Krempeltambour 24 auch mehr als zwei Abnehmer, beispielsweise
vier Abnehmer, vorhanden sein. Die Erfindung ist hierauf nicht beschränkt.
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Das
Flortransportband 25 ist zugleich Teil eines Zwischenspeichers
Z, zu dem eine Florspeicherwalze 20 gehört, die zwischen dem Flortransportband 25 und
dem Zwischenspeicher Z angeordnet ist und längs des Flortransportbandes 25 sowie
des Zwischenspeichers Z beweglich ist. Diese Speicherwalze 20 arbeitet
in der gleichen Weise, wie sie anhand der 3 erläutert
worden ist.
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Ablaufseitig
des Zwischenspeichers Z befindet sich das Zuführband 7, das die
auf ihm liegende Florbahn der Kerneinheit K zuführt. Die übrigen Elemente dieser Anordnung
sind vergleichbar denen in den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen.
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Im
Betrieb wird eine aus dem Speicher 16 zugeführte Fasermasse
von der Walzenkrempel in einen gleichmäßigen Flor umgewandelt, der
in zwei Lagen von den oberen und unteren Abnehmern 22 und 23 abgenommen
und auf das Flortransportband 25 gelegt wird. Von dort
wird die doppellagige Florbahn über
den Zwischenspeicher Z der Kerneineinheit K zugeführt, wo
sie in derselben Weise, wie anhand von 1 beschrieben, in Einzelfasern aufgelöst wird,
die auf dem Siebband 9 abgelegt werden. Dabei kann durch
entsprechende Steuerung der Laufgeschwindigkeit des Siebbandes 9 dafür Sorge getragen
werden, daß in
der erzeugten Wirrfaserflorbahn Dick- und Dünnstellen erzeugt werden. Da
zwischen der die Florbahn erzeugende Kerneinheit K und dem Kreuzleger 17 kein
Zwischenspeicher vorhanden ist, andererseits aber der Kreuzleger
aus den erwähnten
Gründen
einen zeitlich schwankenden Florbedarf hat, muß die Fasereinspeisung in die
Kerneinheit K in Abstimmung mit dem Florbedarf des Kreuzlegers 17 gesteuert
werden. Das bedeutet, die Einspeisung in die Kerneinheit K muß zeitlich
variiert werden. Andererseits gibt die Walzenkrempel W die beiden
Florbahnen, die auf dem Flortransportband 25 übereinandergelegt
werden, mit konstanter Geschwindigkeit und Dicke ab. Der Unterschied
zwischen dieser konstanten Florabgabe von der Walzenkrempel W und
der Floraufnahme an der Kerneinheit K wird durch den Zwischenspeicher
Z ausgeglichen.
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In
den 2 bis 4 ist aus Übersichtlichkeitsgründen auf
die Darstellung der Steuereinrichtungen für den Antrieb der verschiedenen
Einheiten verzichtet worden. Es sei nur angemerkt, daß eine Geschwindigkeitsmodulation
am Krempeltambour 24 und an der Ganzstahlgarniturwalze 1 wegen
der großen
Massen ausscheidet, so daß allein
die Antriebe von Speisewalzen, Florspeicherwalze und zweitem Siebband 19 des
Florspeichers in Betracht kommen.