DE1926951C3

DE1926951C3 - Verfahren zur Herstellung einer gleichmäßigen Faservliesbahn

Info

Publication number: DE1926951C3
Application number: DE1926951A
Authority: DE
Inventors: Clive Harry Pontypool Monmouthshire Weightman (Grossbritannien)
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1968-05-29
Filing date: 1969-05-27
Publication date: 1979-09-13
Also published as: FR2009616A1; US3660868A; NL6908140A; DE1926951A1; BE733806A; DE1926951B2; GB1231066A

Description

reduziert und die Gesamtumlaufzeit 2(z+l) der 2"> Faser- oder Fadenbündel auf den Wert

1 - ^r Sf.

erhöht wird, wobei gilt:

x: Transportgeschwindigkeit des Sammelbandes;

/: Umlenkzeit der Faser-oder Fadenbündel; r>

z: Traversierungszeit der Faser- oder Fadenbündel;

q: Anzahl der Gruppen und

r. Anzahl der mit einem Ausfall behaftenden Gruppen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erhöhung der Gesamtumlaufzeit der Faser- oder Fadenbündel (2T*) deren Traversierungszeit (z) verändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erhöhung der Gesamtumlaufzeit der Faser- oder Fadenbündel (27"⁺) deren Umlenkzeit (/) verändert wird.

Aus der DE-GM 19 26 655 ist ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Das bekannte Verfahren weist den Nachteil auf, daß bei Ausfall von einem oder mehreren Faser- oder Fadenbündeln in einer oder mehreren Gruppen eine gleichmäßige Faservliesbahn mit gleichförmigem Flächengewicht nicht mehr erhalten wird.

Aus der FR-PS 13 79 770 ist ein Verfahren bekannt, das sich insoweit von dem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I unterscheidet, als dort nicht die Faser- oder Fadenablegevorrichtung hin- und hergeht, sondern das Faser- oder Fadenbündel selbst hin- und herbewegt wird. Auch diesem bekannten Verfahren haften die bereits genannten Mängel an.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt i..ie Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren so

hl) weiterzuentwickeln, daß trotz Ausfall von einem oder mehreren Faser- oder Fadenbündeln in einer oder mehreren Gruppen eine gleichmäßige Faservliesbahn mit gleichförmigem Flächengewicht erhalten wird.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß bei den genannten Faser- oder Fadenbündelausfällen kontinuierlich weiterarbeitet werden kann und trotzdem eine gleichmäßige Faservliesbahn mit gleichförmigem Flächengewicht erhalten wird. Wollte man bei den bekannten Verfahren das gleiche Resultat bezüglich der Faservliesbahn erzielen, müßte bei diesen der Herstellungsvorgang unterbrochen und die Fehlerquelle beseitigt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in aen Unteransprüchen gekennzeichnet. Nachstehend wird die Erfindung mathematisch erläutert.

Der Durchsatz an Fasern oder Fäden durch die Gruppe von Faserbündeln ist bekannt; ebenso das Gewicht und die Breite der gewünschten Faservliesbahn. Die Breite der gewünschten Faservliesbahn hängt von der Amplitude der Hin- und Herbewegung der Ablegegruppe ab. Aus diesen festliegenden Parametern läßt sich die erforderliche Transportgeschwindigkeit χ des Sammelbandes errechnen. Die Werte der Breite y der Faserbündelgruppe und von at werden dann in die Gleichung

y=2 nx(t + z)

eingesetzt und daraus die erforderlichen Werte (t + z) für n= 1,2,3,...CnPiUeIt.

Die Umlenkzeit t ist hierbei die Zeit, die von dem Zeitpunkt an verstreicht, von dem die Ablegevorrichtung bzw. das Faser- oder Fadenbündel zu bremsen beginnt — nachdem es das Sammelband überquert hat — und bis zu dem Zeitpunkt dauert, von dem an die Ablegevorrichtung nicht mehr beschleunigt wird.

Für alle ganzzahligen Werte von η erhält man eine gleichmäßige Faservliesbahn mit konstantem Gewicht pro Flächeneinheit. Die Anzahl der Lngen der Bahn ist durch 2 η gegeben. Wenn somit /7=1 ist. werden sämtliche Teile des Transportbandes mit zwei Bahnlagen bedeckt. Wenn n = 3 ist, wird das Transportband mit 6 Einzelbahnlagen bedeckt, die jeweils ein Gewicht pro Flächeneinheit besitzen, das ein Drittel desjenigen ist, wenn n= 1 gewählt wird.

Der Wert von π kann so gewählt werden, daß ein Muster von Ablagen erhalten wird, das für den jeweiligen Endzweck besonders geeignet ist, jedoch wird häufig nur eine begrenzte Anzahl von möglichen Werten für η verfügbar sein, da im allgemeinen Geschwindigkeitsbeschränkungen für die Ablegevorrichtungen bestehen.

Die einzelnen Ablegevorrichtungen, welche zu einer Gruppe zusammengefaßt sind, können direkt dicht aneinander angeordnet und zusammen hin- und herbewegt werden. Deren gegenseitiger Abstand hängt

hierbei von ihren effektiven Breiten y\, yi, y> ab. Die

einzelnen Ablegevorrichtungen können jedoch auch gegenläufig hin- und herbewegt werden.

Fallen eine oder mehrere Faser- oder Fadenbündel bzw. deren zugeordnete Ablegcvorrichtungen aus, so wird dies zu einer Verringerung des Gesamtgewichtes der Bahn pro Flächeneinheit und zu einer ungleichmäßigen Bahnstärke führen. Um nun sicherzustellen, daß die Faservliesbahn wieder die gewünschten Eigenschaften hat, ist es notwendig, die Transportgeschwindigkeit ν des Sammelbandes auf einen neuen Wert x* zu verringern. In den meisten Fällen wird jedoch die

Änderung von χ zu χ* dazu führen, daß die Gleichmäßigkeit des Produktes verlorengeht, weil die neue Bedingung

wobei η eine ganze Zahl ist, nur selten erfüllt werden kann. Es ist daher außerdem notwendig, den Wert der effektiven Bündelbreite y und/oder die Gesamtumlaufzeit 2 (z-Y t)so zu ändern, daß obige Gleichung erfüllt ist.

Beispielsweise sei angenommen, daß q Gruppen von zusammengefaßten Faser- oder Fadenbündeln vorhanden sind, wobei jede Gruppe eine Anzahl ρ von Ablegevorrichtungen enthält und jede Gruppe einzeln eine gleichmäßige Bahn mit einer effektiven Breite von y erzeugt. Hierbei muß jede Gruppe der Gleichung y=2 nx (t+z)genügen. Die Transportgeschwindigkeit χ wird nun so gewählt, daß eine Faservliesbahn mit dem gewünschten Gewicht pro Flächeneinheit entsteht, wenn sämtliche q χ ρ Ablegevorrichtungen ordnungsgemäß arbeiten. Fallen nun in einer Gruppe s einzelne Ablegevorrichtungen aus. verden gemäß der Erfindung auch die verbleibenden (p—s) Einzelablegevomchtungen dieser Gruppe stillgesetzt. Daraus ergibt sich, daß bei einem Ausfallen von 5 Vorrichtungen innerhalb einer Gruppe die Anzahl der nicht mehr arbeitenden Einzelvorrichtungen ρ ist, d. h. also, daß die gesamte Gruppe stillgesetzt wird. Wenn die s einzelnen Ablegevorrichtungen nicht zur gleichen Gruppe gehören, werden erfindungsgemäß rmal ρ Einzelvorrichtungen stillgesetzt, wobei r die Anzahl der von einem Ausfall betroffenen Gruppen ist.

Für ein bestimmtes Gewicht der Faservliesbahn pro Flächeneinheit ist die Transportgeschwindigkeit der Sammelfläche proportional der Anzahl der Ablegevorrichtungen. Es liegen also folgende Verhältnisse vor:

die Gesamtzahl der Gruppen ist. Um die Gleichmäßigkeit der Bahn wieder herzustellen, muß die Gleichung

y=2nx*(t+z)

erfüllt sein. Dies kann durch Änderung von y und/oder (t+z) erreicht werden. Da es unpraktisch ist, die effektive Breite der Faserbündel y zu ändern — diese Größe hängt von der Ausbildung und dem Typ der Ablegevorrichtungen sowie der Anzahl der Ablegevorrichtungen pro Gruppe ab — wird man zweckmäßig den Wert (z-v Rändern. Wenn es notwendig ist, (ζ-γ t) in T⁺ zu ändern, um der Gleichung y=2 nx* T⁺ zu genügen, liegen in vereinfachter Darstellung folgende Verhältnisse vor:

vor dem Ausfall: y = 2nx(z + t)
nach dem Ausfall: y = 2nx*T ⁺
daraus folgt: x(: -Y t) = x*T ⁺

wegen: x* = ( J .ν

emibt

so daß:

T ⁺

Der Wert von (ζ-γ t) kann (I) durch Veränderung der Traversierungszeit z, (II) der Umlenkzeit t und (III) sowohl der Traversierungszeit und der Umlenkzeit verändert werden. Im Falle (I) wird ζ in z* derart geändert, daß

vor dem Ausfall: χ ~~ pq

nach dem A■ isfall: x* - (pq - pr) = p(q - r) _w

daraus folgt: x* = ( ) x = x- x(- j .

wobei gilt: ₄_

q: Anzahl der Gruppen

p: Anzahl der einzelnen Ablegevorrichtungen pro

Gruppe
r. Anzahl der von einem Ausfall befallenen

Gruppen. ->»

Um nach dem Ausfall wieder das gewünschte Gewich! der Bahn pro Flächeneinheit herzustellen ist es erforderlich, die Transportgeschwindigkeit χ des Sammelbandes um den Wert

oder

q-r

r</ + tr

I -r

ist.

Im Falle (II) wird t geändert in t*, so daß gilt:

q-r

p-r

Im Falle (111) wird (z + t) in (z + D* geändert, derart, daß gilt:

ι)*

q — r

zu vermindern, so daß die neue Transportgeschwindigkeit

ist. wobei r die Anzahl der ausfallenden Gruppen und q Auf diese Weise ist es möglich, bei Ausfall einzelner Ablegevorrichtungen innerhalb einer Gruppe kontinuierlich weiterarbeiten zu können und gleichwohl eine Bahn gleichmäßiger Dichte zu erhalten. Natürlich ändert sich hierbej die Struktur und Anzahl der übereinander abgelegten Lagen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann automatisch gesteuert werden, und zwar durch Verwendung von

Fehleraiifspürvorrichtungcn und entsprechende Schul Hingen, um hierdurch die Transportgcschwindigkeit \ des Sammclbandcs und die Geschwindigkeit der Traversierung der Faden- oder raserbündel bzw. der diesen Hündcln zugeordneten Ablcgevorrichtungen — und damit die Travcrsierungszeit — in üblicher Weise zu steuern.

Der gewählte Wert von »wird von dem gewünschten Gewicht der endgültig erhaltenen Faservliesbahn, der gewünschten Kohärenz in der Kahn, der gewünschten Größe des Durchsatzes jeder Ablegevorrichtung, tier Traversierungsgeschwindigkeit und der Transportgeschwindigkcil des Sammelbandes abhängen, l-.r wird in allgemeinen so gewählt, um alle diese Faktoren in Finklang miteinander zu bringen.

Das Sammelband selbst kann zweckmäßig aus einem <jiirrhlä«igrn Förderband bestehen, jedoch wird die tatsächliche Art des Bandes von der Art der jeweils verwendeten Ablegevorrichtungcn abhängen. Die Vorrichtung zur Aufnahme der Faden- oder Faserbündel kann auch aus einer Trommel oder aus einer flachen, undurchlässigen Oberfläche bestehen.

Ausfi.ihrungsbeispiele der F.rfindung werden anhand der schematischen Darstellungen näher erläutert:

In den Zeichnungen zeigen:

F i p. 1 eine Frontansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines kontinuierlichen Fadenbandes,

F i g. 2 einen Schnitt auf der Linie AA der F i g. I.

F i ;ί. 3 bis 6 schematisch der Aufbau von Hahnen, welche durch eine einzige Faser- oder Fadenablegevorrichtung erzeugt worden sind und eine gleichmäßige Ablage der Bahn bei verschiedenen Arbeitsverfahren,

F i g. 1 schematisch den Aufbau einer Bahn, welche mit zwei Fasern- oder Fadenablegcvorrichtungen erzeug! worden sind, die verschiedene effektive Breiten besitzen und mit denen eine gleichmäßige Bahn hergestellt ist. und

F i g. 8 schematisch den Aufbau einer nicht gleichmäßigen Bahn, die beim Ausfall einer der Ablcgevorrichtungen bei der Herstellung der in F i g. 7 dargestellten bann entstent.

Bei der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung werden zwei rechteckige L.uftejektoren gemeinsam hin- und herbewegt. Die Apparatur besteht aus einem Paar Förderwalzen 10. die tandemartig angeordnet sind und einem Paar kleinerer Walzen 11, welche mit den Walzen 10 Spähe bilden. Zwei Luftejektoren 12 sind in einem gewissen Abstand voneinander auf einem Armaturenblock 13 durch Winkeleisen 14 angebracht. An den Armaturenblöcken 13 sind Anschlußstücke 15 vorgesehen, wodurch die Fasern oder Fäden den Luftejektorer,

12 zugeführt werden. Der Armaturenblock 13 bewegt sich auf einer Läuferstange 16 hin und her. welche in Rahmenteilen 17 und 18 gelagert ist. An dem Armaturenblock 13 ist weiterhin eine Antriebskette 19 fest angebracht, welche über auf der Zeichnung nicht dargestellte Kettenräder geführt ist. die in den Rahmenteilen 17 und 18 gelagert sind. Die Kettenräder werden über elektromagnetische Kupplungen durch ebenfalls nicht dargestellte Antriebsmotoren angetrieben, so daß der Armaturenblock 13 auf der Läuferstange hin- und herbewegt wird. Unterhalb der Luftejektoren befindet sich zwischen den Rahmenteilen 17 und 18 ein durchlöchertes Transportband 20. welches rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung des Armaturenblockes 13 bewegt wird. Den Ejektoren 12 wird Hochdruckluft durch Rohre 21 zugeführt, welche durch an dem Block

13 angebrachte Ventile 22 mit einem ausdehnbaren

Schlauch 23 verbunden sind.

Beim Betrieb der Apparatur werden zwei kontinuierliche Fadenbündel 24 von einem auf der Zeichnung nicht dargestellten Spinnkopf einer Spinnmaschine den Vorschubwalze^ 10 zugeführt, treten durch den Spalt zwischen den Walzen 10 und 11 um! gelungen dann durch die Anschlußstücke 15 in die l.uftejektoren 12. Diese l.uftejektoren 12 legen die kontinuierlichen Fadenbündel auf dem Transportband 20 in Form von Bahnen 25 ab die sich gerade überlappen, um eine Bahn gleichmäßiger Breite entsprechend der gesamten effektiven Breite der Bahn zu bilden. Die Förderbaridgeschwindigkeit. die Traversierungszeit und die l'mlenk-/eit werden entsprechend der Formel

eingestellt und die Apparatur liefert ein gleichmäßiges I adenband.

Die Fig. 3 bis b zeigen schematisch Grundrisse von Bahnen, die durch eine einzige Faser- oder Fadcnablegcvorrichtung gebildet worden ist. und zwar in Form einer gleichmäßigen Ablage bei verschiedenen Arbeitsbedingungen. Die F i g. J zeigt das Muster einer Bahn, die bei n~ 1 erzeugt worden ist und die F i g. 4. 5 und 6 zeigen Mrster bei n=2, 3 und 4. In allen diesen Figuren ist die effektive Breite der Fadenschar, welche abgelegt worden ist. die gleiche und sie ist gegeben durch den Abstand zwischen den Punkten 26 und 27. Die Punkte 28 und 29 zeigen die Stellung der Bahnablage nach einer einzigen Traversierung der Ablegevorrichtung quer über das Förderband von der Stellung, die durch die Punkte 26 und 27 gegeben ist. an. unter der Voraussetzung, daß das Förderband sich in den Figuren von rechts nach links bewegt. Die Wirkung einer begrenzten Umlenk- oder Wendezeit der sich hin- und herbewegenden Ablegcvorrichtungen ergibt sich aus dem Zwischenraum zwischen den Punkten 30 und 31 auf dem Band.

Die Linien 32 in den Fig. 3 bis 6 zeigen die Breiten des Bandes an. welche bei jeder Traversierung abgelegt

UttU \JI

:«;„„ η

irgendeinen besonderen Teil der Bahn kreuzen zeigen die Anzahl von Lagen an, welche in dem betreffenden Teil der Bahn vorliegen. Es ist ersichtlich, daß zwischen den Anfangs- und Endtraversierungen die erzeugten Bahnen gleichmäßig sind und aus einer Anzahl von Ablagen bestehen, die gleich 2 η ist. Es können auch noch weitere gemäß der Erfindung arbeitende Ablegevorrichtungen angewendet werden, welche ihre gleichmäßigen Bahnen auf einer gleichmäßigen Grundauiage ablegen und die an irgendwelchen Punkten oberhalb des Förderbandes im Abstand angeordnet sein können.

Fig. 7 zeigt schematisch eine Bahn, welche durch zwei Ablegevorrichtungen erzeugt worden ist, von denen die eine eine effektive Breite besitzt, die gleich der doppelten der anderen ist. Diese beiden Ablegevorrichtungen arbeiten zusammen und erzeugen eine gleichmäßige Bahn. Aus Zweckmäßigkeitsgründen ist bei dieser Darstellung der Effekt der Wendezeit unbeachtet geblieben. Die Punkte 36 und 37 zeigen die effektive Bahnbreite an, welche durch eine Ablegevorrichtung entstanden ist und die Punkte 38 und 39 zeigen die effektive Breite an. welche durch die zweite Ablegevorrichtung entsteht. Die Ablegevorrichtungen sind hierbei derart angeordnet, daß sie eine kombinierte effektive Breite erzeugen, die gleich dem Abstand zwischen den Punkten 36 und 40 ist.

Die Ablegevorrichtungen können zusammen hin- und

111' I hl' Vm; g! 'Λ C Γ! IC Π ΊΠι! "■ ' ICtICI tliltKll'' ■.: ip ι ' ' ¹¹ICl ¹I ^;r' π 'in¹! sic liftmen /wischen den Punkten 3fi und 37 und "!7 'iii(i 40 ableger·. S:.- können «bcr .ι¹::'. ■';:■ .:;-·;·■■ tr,ivcrsicrt werden, und in einem bestimmten Abfand '.'ineinander angcor.li'ei -.'.in. so <laH 1)<ί'·.γί·. I.'acIm' dir ,'■ ν V₁ 1'n.htling dlt Ii,lh ¹V- Γ -chrn .'· ■ ' >■ ι- ^ - .-_:1 ?<ιι·ΐ'..

37 .ind die .mdcc /¹ViSi h'ü dci Pin¹'! ti 18 ;i":i !'» ablegt, "der sie können ,nun n-geueinander traversi¹.: ren. so daü beispielsweise lic eine Vo-richtuui: die B;ihn /wischen den Punk te" ifi und 37 und die antler /UHi¹In¹I' den Punkten 4 3 und 44 oder beispielsweise /wischen den Punkten 41 und 42 legt.

I ι g. x /cigt eine Hahn, die mit den Ablegevorrichtungen hergestellt worden ist. mit denen auch die gleichmäßige Bahn der F i g. 7 hergestellt wurde, wobei iedoch die Vorrichtung, welche die kleinere effektive Breite besh/t. ausgefallen ist. Die erhaltene Bahn ist. wie aus der Zeichnung ersichtlich, nicht gleichmäßig und enthält Flächen 45. 46, 47 mit einer doppelten Ablage, Flächen 48, 49 50 wo nur eine einzige Ablage vorliegt und Flächen 51, 52 und 53 ohne jegliche Ablage.

Die Erfindung ist weiterhin in dem folgenden Beispiel beschrieben.

Beispiel

Acht I.uftejektor-Ablegevorrichtungen mit im wesentlichen ähnlichen effektiven Breiten wurden an -inem gemeinsamen Armaturenblock angebracht, welcher sich über ein endloses Förderband hin- und herbewegte, das senkrecht zu der Travcrsierungsrich· tung der Ablegevorrichtungen bewegt wurde. \Ls zeigte sich, daß durch die l.uftejektoren eine elliptische VciU'il'.ui!; ■!■ ' ii ■ · "Jen Faden erfolgte und die '■•('•k'ivc l'i'iW' rji·: \ ι ι -| !>iiiiL»en ergab sich /u 2ί bi>^> cn¹.. i)i- ■ ;·.--. !'.·.· ind'::kc,i de¹· i-'ordcrbi'.niles- wurde se, eingestellt, daß es suli um .27 cm S·.. jedem vollkomnie neu !luv und lloihu!) vi.rwärf.V-¹Wfjite. Sämtlichen ■Xblcgcvorrichtungen wurden kotiluiet üchen Fäden aus Polyhexamethylenadipamid /ugeführt und der Durchsat/, war derart, daß ein Produkt mit einem Gewicht von 210 g pro m² erhallen wurde. |cde Ablegevorrichtung entsprach der Gleichung

und es wurde eine im wesentlichen gleichmäßige Ablage erhalten, wie sie in Fi g. 3 der Zeichnungen dargestellt ist.

Aus der erhaltenen Faserbahn wurden 20 χ 20 cm

tirnRf Prnhpstiirkρ in ppwisspn Ahstänripn niisupm'linitc <j *_■

ten und di? Gewichte derselben bestimmt. Das mittlere Gewicht von zwölf 400 cm² großen Proben betrug 8.27 g und die Standardabweichung von diesem Gewicht war 0,44 g.

Es wurden weitere Proben von 100 χ 5 cm quer aus dem Band geschnitten und das mittlere Gewicht von zwölf Proben betrug 10,25 g. Die Standardabweichung von diesem Gewicht war 0,44 g.

Die Standardabweichung war auf die unterschiedlichen effektiven Breiten der Ablegevorrichtungen zurückzuführen. Wenn mit zwei Ablegevorrichtungen der gleichen effektiven Breite von 27 cm gearbeitet wurde zwecks Herstellung einer Bahn mit einem Gewicht von 210 g/n;², so betrug das mittlere Gewicht von zwölf 20 χ 20 cm großen Proben 8.15 g und die .Standardabweichung war in diesem Fall nur 0.08 g.

I lier/u 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer gleichmäßigen Faservliesbahn mit gleichförmigem Flächengewicht ι durch Hin- und Herbewegen von zu Gruppen zusammengefaßten Faser- oder Fadenbündeln oberhalb und quer zur Transportrichtung eines Sammelbandes, wobei die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung, die Transportgeschwindigkeit des to Sammelbandes und der Abstand der Gruppen aufeinander abgestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß beim zufälligen Ausfall mindestens eines Faser- oder Fadenbündels in einer der Gruppen die noch verbleibenden funktionsfähigen Faser- oder Fadenbündel der jeweils zugehörigen Gruppe ebenfalls außer Funktion gesetzt werden, die ursprüngliche Transportgeschwindigkeit χ des Sammelbandes auf den Wert