DE19958349C1

DE19958349C1 - Wedge-shaped airflow guide box, especially for carding wide non-wovens, is made of hollow construction from fiber reinforced plastic

Info

Publication number: DE19958349C1
Application number: DE19958349A
Authority: DE
Inventors: Urs Ewald; Thomas Maurer; Robert Kamprath; Dietrich Menzel; Heinz-Werner Naumann-Burghardt
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Xperion GmbH
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2001-02-15
Anticipated expiration: 2019-12-04
Also published as: DE50004784D1; ATE256772T1; EP1106718A1; EP1106718B1

Abstract

A wedge shaped guide (5) to control the airflow between carding rollers (3,4) is constructed as a hollow box of fiber reinforced plastic. The nose (9) is a separate component (10) of more wear resistant material. The box has a compressed air connection (11) and a series of air exit holes (12).

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftleitkasten, der - im Querschnitt betrachtet - im wesentlichen keilförmig ausgebildet ist, für eine Krempelmaschine.The invention relates to an air guide box, which - viewed in cross section - in is essentially wedge-shaped for a carding machine.

State of the art

Ein solcher Leitkasten ist aus der DE 33 15 839 C2 bekannt. Krempelma schinen gelangen zur Vliesherstellung aus Faserstoffen zur Anwendung und weisen mehrere Walzenpaare auf, wobei die Walzen der Walzenpaare während der Vliesherstellung mit hohen Drehzahlen um ihre eigene Achse rotieren. Durch die Rotation der Walzen entstehen im Vliesbildungsdreieck eines Walzenpaars Turbulenzen, die durch die Anordnung des Luftleitkastens im Vliesbildungsdreieck und dessen Ausgestaltung gezielt genutzt werden können, um die Beschaffenheit des Endprodukts und dadurch seine Gebrauchseigenschaften vorteilhaft zu beeinflussen.Such a control box is known from DE 33 15 839 C2. Krempelma Machines are used for the production of nonwovens from fibrous materials and have several pairs of rollers, the rollers of the pairs of rollers during the production of fleece at high speeds around its own axis rotate. The rotation of the rollers results in the fleece formation triangle of a pair of rolls of turbulence caused by the arrangement of the Air guide box in the fleece formation triangle and its design targeted can be used to determine the nature of the final product and thereby beneficially influencing its properties.

Dabei ist allerdings zu beachten, daß für eine möglichst gleichmäßige Beschaffenheit des Endprodukts bei der Vliesherstellung sehr geringe und gleichmäßige Toleranzen im Bereich des Vliesbildungsdreiecks des Walzenpaars einzuhalten sind, was speziell bei Verwendung langer Luftleitkästen im Vliesbildungsdreieck langer Walzenpaare problematisch ist.It should be noted, however, that for the most uniform The quality of the end product in nonwoven production is very low and uniform tolerances in the area of the fleece formation triangle Roller pairs are to be observed, which is especially important when using long ones Air guide boxes in the fleece formation triangle of long pairs of rollers is problematic.

Presentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftleitkasten der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß dieser eine sehr große Formstabilität auch bei einer sehr großen Länge aufweist und dadurch mit einem entsprechend langen Walzenpaar oder einer entsprechend langen Walze zur Anwendung gelangen kann und daß die Spaltmaße zwischen dem Luftleitkasten und dem Walzenpaar oder der Walze über ihre gesamte Länge gleichbleibend genau und eng toleriert sind.The invention has for its object an air guide box at the beginning mentioned type to develop such that this is a very large Has dimensional stability even with a very long length and therefore with a correspondingly long pair of rollers or a correspondingly long one Roller can be used and that the gap dimensions between the Air guide box and the pair of rollers or the roller over their entire Length are consistently accurate and closely tolerated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved with the features of claim 1 solved. The subclaims refer to advantageous refinements.

Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß der Luftleitkasten durch einen Kunststoffkörper gebildet ist. Hierbei ist von Vorteil, daß der Luftleitkasten, auch bei großen Längen, im Vergleich zu Luftleitkästen, die aus einem metallischen Werkstoff bestehen, nur ein geringes Eigengewicht aufweist, so daß beispielsweise eine gewichtsbedingte Durchbiegung des Luftleitkastens zwischen seinen Lagerstellen während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Krempelmaschine sicher ausgeschlossen ist. Durch das geringe Eigengewicht des Luftleitkastens wird dessen Lagerung wesentlich vereinfacht und es ist nur eine geringe Verstelleistung erforderlich, um den Luftleitkasten in seiner Position, relativ zum Walzenpaar, in kurzer Zeit zu justieren. Die Spaltmaße zwischen den Oberflächen des Leitkastens und des Walzenpaars können wegen des geringen Eigengewichts und der großen Formstabilität des Luftleitkastens bedarfsweise sehr klein gewählt werden. Relaxaktionserscheinungen auch sehr langer Luftleitkästen sind auf ein vernachlässigbares Minimum begrenzt. Die unter Verwendung des zuvor beschriebenen Luftleitkastens hergestellten Vliese zeichnen sich, auch bei sehr großen Bahnbreiten, durch eine besonders gleichmäßige Beschaffenheit aus. Der Luftleitkasten kann in einem Vliesbildungsdreieck eines Walzenpaars einer Krempelmaschine angeordnet oder einer einzelnen Walze zugeordnet sein.To solve the problem it is provided that the air guide box through a plastic body is formed. The advantage here is that the Air guide box, even with long lengths, compared to air guide boxes that consist of a metallic material, only a low weight has, so that, for example, a weight-related deflection of the Luftleitkastens between his bearings during the Intended use of the carding machine safely is excluded. Due to the low weight of the air guide box its storage is significantly simplified and it is only a small one Adjustment power required to position the air control box in its relative position to the pair of rollers to adjust in a short time. The gaps between the Surfaces of the guide box and the roller pair can because of the low weight and great dimensional stability of the air guide box if necessary, be chosen very small. Relaxation symptoms too very long air guide boxes are limited to a negligible minimum. The manufactured using the air guide box described above Nonwovens are characterized by a, even with very large web widths particularly uniform texture. The air guide box can be in a fleece formation triangle of a pair of rollers of a carding machine arranged or assigned to a single roller.

Besonders vorteilhafte Gebrauchseigenschaften weist ein Kunststoffkörper auf, der aus einem Verbundfaserwerkstoff besteht. Speziell ein Verbundfaserwerkstoff aus faserverstärktem Epoxidharz hat den Vorteil, daß sich durch die Verwendung dieses hochfesten Werkstoffs besonders dünnwandige Luftleitkästen bei Gewährung einer ausgezeichneten mechanischen und dynamischen Beständigkeit herstellen lassen. Die thermische Stabilität des Luftleitkastens ergibt sich durch den Einsatz von faserverstärkten Werkstoffen, wodurch die Spalteinstellung als konstant betrachtet werden kann. Als Fasern kommt bevorzugt eine Kombination aus Kohlenstoffasern und Aramidfasern zur Anwendung.A plastic body has particularly advantageous usage properties on, which consists of a composite fiber material. Specifically a Composite fiber material made of fiber-reinforced epoxy resin has the advantage that distinguish themselves through the use of this high-strength material thin-walled air guide boxes with an excellent one mechanical and dynamic resistance. The thermal stability of the air guide box results from the use of fiber reinforced materials, making the gap setting as constant can be viewed. A combination of fibers is preferred Carbon fibers and aramid fibers for use.

Die Kohlenstoffasern können in Form von Fasersträngen oder Gewebe oder einem Prepreg in den Kunststoff eingebettet sein. Durch diese Ausgestaltung und/oder dadurch, daß die Kohlenstoffasern in vorgespanntem Zustand in den Kunststoff eingebettet sind, ergibt sich eine weitere Verbesserung der mechanischen und dynamischen Eigenschaften des Luftleitkastens. Neben einer guten Biegefestigkeit kann dadurch eine gute Dämpfung von Eigenschwingungen erreicht werden, was die Herstellung eines gleichmäßig beschaffenen Vlieses begünstigt. Eigenschwingungen des Luftleitkastens können zum Beispiel durch die Luft-Turbulenzen und/oder die Schwingungen des Walzenpaars bei Rotation der Walzen angeregt werden. Bevorzugt erstrecken sich die Kohlenstoffasern im wesentlichen in Achsrichtung des Walzenpaars, wobei die Kohlenstoffasern derart vorgespannt sind, daß sie einer Durchbiegung zwischen seinen Lagern in Richtung des Walzenspalts entgegenwirken.The carbon fibers can be in the form of fiber strands or fabrics or a prepreg embedded in the plastic. Through this configuration and / or in that the carbon fibers in a prestressed state in the plastic are embedded, there is a further improvement in mechanical and dynamic properties of the air guide box. Next good flexural strength can result in good damping of Natural vibrations can be achieved, which is producing an even one procured fleece favored. Natural vibrations of the air guide box can, for example, by the air turbulence and / or the Vibrations of the roller pair are excited when the rollers rotate. The carbon fibers preferably extend essentially in Axial direction of the pair of rollers, the carbon fibers are biased to deflect between its bearings in Counteract the direction of the nip.

Die dem Walzenspalt des Walzenpaars zugewandte, im Vliesbildungsdreieck angeordnete Vorderkante des Kunststoffkörpers ist bevorzugt durch eine separat erzeugte, verschleißfeste Leiste gebildet, die eine höhere Beständig keit gegen abrasiven Verschleiß aufweist, als der übrige Kunststoffkörper. Dadurch bleibt die Formbeständigkeit der Vorderkante während einer langen Gebrauchsdauer auch dann erhalten, wenn beispielsweise zur Vlies herstellung nicht nur Faserstoffe sondern beispielsweise zusätzlich Pulver oder Granulate in das Vliesbildungsdreieck eingebracht werden, um das her zustellende Vlies mit den erforderlichen Gebrauchseigenschaften zu ver sehen. Die Pulver oder Granulate können dabei eine größere Härte als der Faserstoff selbst aufweisen. The one facing the nip of the pair of rollers, in the nonwoven triangle arranged front edge of the plastic body is preferably by a separately produced, wear-resistant ledge formed, which is more resistant against abrasive wear than the rest of the plastic body. This keeps the shape of the leading edge for a long time Preserve service life even if, for example, for fleece manufacture not only fiber materials but also additional powder, for example or granules are introduced into the nonwoven triangle to get around this Ver fleece to be delivered with the required properties see. The powder or granules can have a greater hardness than that Have fiber itself.

Besonders verschleißfest ist die Vorderkante, wenn die Leiste aus einem keramischen Werkstoff besteht.The front edge is particularly wear-resistant when the bar is made from one ceramic material.

Die Leiste kann kraft- und/oder formschlüssig mit dem Kunststoffkörper verbunden sein. Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Leiste in einen schwalbenschwanzförmigen Hinterschnitt des Kunststoffkörpers einzuführen und/oder im Hinterschnitt zu verkleben.The bar can be non-positively and / or positively with the plastic body be connected. For example, there is the option of placing the bar in a dovetail-shaped undercut of the plastic body insert and / or glue in the undercut.

Um ein möglichst geringes Gewicht des Luftleitkastens und die zuvor beschriebenen, vorteilhaften Gebrauchseigenschaften zu erreichen, ist der Kunststoffkörper bevorzugt hohl ausgebildet. Innerhalb des Hohlraums können bedarfsweise Verstärkungen beispielsweise Stäbe aus CFK angeordnet sein, wobei die in den Luftleitkasten eingeleiteten Kräfte zumindest teilweise von den Stäben aufgenommen werden.To keep the weight of the air guide box as light as possible and that before To achieve described, advantageous performance characteristics is Plastic body preferably hollow. Inside the cavity If necessary, reinforcements such as CFRP rods be arranged, the forces introduced into the air guide box at least partially absorbed by the bars.

Außerdem ist bei einem hohl ausgebildeten Luftleitkasten von Vorteil, daß die Möglichkeit besteht, daß der Kunststoffkörper einen Druckluftanschluß aufweisen kann und Luftaustrittsöffnungen zumindest in Richtung einer den Walzenspalt begrenzenden Walze. Durch die Druckluftbeaufschlagung des Inneren des Kunststoffkörpers und das Entweichen der Druckluft durch die Luftaustrittsöffnungen, können die Turbulenzen im Vliesbildungsdreieck direkt und vorteilhaft beeinflußt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, in die Druckluft Additive einzubringen, beispielsweise in Form von Partikeln, um die Gebrauchseigenschaften und/oder die Beschaffenheit des herzustellenden Vlieses an die jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles besser anpassen zu können.It is also advantageous in a hollow air guide box that the Possibility that the plastic body has a compressed air connection can have and air outlet openings at least in the direction of one Nip-limiting roller. By pressurizing the Inside the plastic body and the escape of compressed air through the Air outlet openings, the turbulence in the fleece triangle can be influenced directly and advantageously. There is also the possibility of to introduce the compressed air additives, for example in the form of particles, in order to the performance characteristics and / or the nature of the to be manufactured to the respective circumstances of the To be able to adapt the application better.

Nach einer anderen Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, daß der Kunststoffkörper mit einem Schaum zumindest teilweise ausgefüllt ist.According to another embodiment, there is the possibility that the Plastic body is at least partially filled with a foam.

Brief description of the drawings

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Luftleitkastens wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis Fig. 4 näher erläutert. Diese zeigen jeweils in schematischer Darstellung:An embodiment of the Luftleitkastens invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to Fig. 4. These each show a schematic representation:

Fig. 1 einen Luftleitkasten, der im Vliesbildungsdreieck eines Walzenpaars angeordnet ist, Fig. 1 is an air guide box, which is arranged in the web forming triangle of a roller pair,

Fig. 2a und 2b den Luftleitkasten aus Fig. 1 in quergeschnittener Darstellung, FIGS. 2a and 2b the air guide of FIG. 1 in cross-sectional representation,

Fig. 3 den Luftleitkasten aus Fig. 1 als Einzelteil und Fig. 3 shows the air guide box from Fig. 1 as a single part and

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Luftleitkasten aus Fig. 1. Fig. 4 shows a longitudinal section through the air guide box in FIG. 1.

Implementation of the invention

In Fig. 1 ist ein Walzenpaar 2 einer Krempelmaschine gezeigt, wobei das Walzenpaar 2 durch die Walzen 3 und 4 gebildet ist. Während der Vliesherstellung rotieren die beiden Walzen 3, 4 jeweils um ihre Achsen 13, 14, wobei die Drehrichtung der Walzen, in Abhängigkeit vom jeweiligen Herstellungsverfahren, gleichsinnig oder gegensinnig zueinander ist.In Fig. 1, a pair of rollers 2 there is shown a carding machine, wherein the roller pair 2 is formed by the rollers 3 and 4. During the production of nonwovens, the two rolls 3 , 4 each rotate about their axes 13 , 14 , the direction of rotation of the rolls being in the same direction or in opposite directions, depending on the respective production process.

Der Luftleitkasten 5 ist im Vliesbildungsdreieck 1 des Walzenpaars 2 angeordnet und besteht aus einem Kunststoffkörper 5. In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Kunststoffkörper 5 aus einem durch Kohlenstoffasern 6 verstärkten Epoxidharz gebildet, wobei die Kohlenstoffasern 6 in Form von Fasersträngen 7 in den Kunststoff eingebettet sind.The air guide box 5 is arranged in the fleece formation triangle 1 of the pair of rollers 2 and consists of a plastic body 5 . In the exemplary embodiments shown here, the plastic body 5 is formed from an epoxy resin reinforced by carbon fibers 6 , the carbon fibers 6 being embedded in the plastic in the form of fiber strands 7 .

Die Vorderkante 9 des Kunststoffkörpers 5 ist durch eine separat erzeugte Leiste 10 gebildet, die aus einem keramischen Werkstoff besteht und deshalb eine außerordentlich gute Beständigkeit gegen abrasiven Verschleiß aufweist. Der Kunststoffkörper 5 ragt mit seiner Vorderkante 9 in den Walzenspalt 8 des Walzenpaars 2, wobei der Luftleitkasten in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen mit einem Druckluftanschluß 12 versehen ist, um zusätzlich weiteren Einfluß auf die im Vliesbildungsdreieck entstehenden Turbulenzen nehmen zu können und/oder um den Faserstoffen bedarfsweise Pulver oder Granulate zusetzen zu können.The front edge 9 of the plastic body 5 is formed by a separately produced strip 10 , which consists of a ceramic material and therefore has an extremely good resistance to abrasive wear. The plastic body 5 protrudes with its front edge 9 into the nip 8 of the pair of rollers 2 , the air guide box in the exemplary embodiments shown here being provided with a compressed air connection 12 in order to be able to additionally influence the turbulence arising in the nonwoven formation triangle and / or around the fibrous materials to be able to add powder or granules if necessary.

In Fig. 2a ist der Luftleitkasten aus Fig. 1 in quergeschnittener Darstellung gezeigt. Das mit Kohlenstoffasern 6 verstärkte Epoxidharz bildet einen hochfesten Werkstoff, der deshalb besonders dünnwandig ausgeführt werden kann und trotz seines geringen Gewichts eine ausgezeichnete Formbeständigkeit aufweist. Eine Einzelheit in Fig. 2b aus Fig. 2a ist vergrößert dargestellt. Die Leiste 10, die aus einem keramischen Werkstoff besteht, ist in diesem Ausführungsbeispiel kraft- und formschlüssig mit dem Kunststoffkörper 5 verbunden. Die Leiste 10 ist im Querschnitt im wesentlichen schwalbenschwanzförmig ausgebildet und von einer kongruent gestalteten Ausnehmung des Kunststoffkörpers 5 umschlossen. Die Vorderkante 9 eines solchen Luftleitkastens ist besonders haltbar. FIG. 2a shows the air guide box from FIG. 1 in a cross-sectional illustration. The epoxy resin reinforced with carbon fibers 6 forms a high-strength material which can therefore be made particularly thin-walled and, despite its low weight, has excellent dimensional stability. A detail in FIG. 2b from FIG. 2a is shown enlarged. The strip 10 , which consists of a ceramic material, is non-positively and positively connected to the plastic body 5 in this embodiment. The strip 10 is essentially dovetail-shaped in cross-section and enclosed by a congruently shaped recess in the plastic body 5 . The front edge 9 of such an air guide box is particularly durable.

In Fig. 3 ist der Luftleitkasten aus Fig. 1 als Einzelteil dargestellt. Durch den Druckluftanschluß 11 besteht die Möglichkeit, den Faserstoffen weitere Materialien, wie beispielsweise Pulver oder Granulate, zuzuführen, um die Gebrauchseigenschaften des herzustellenden Vlieses besser an die jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalls anpassen zu können. Die in den eingeblasenen Luftstrom beigemischten Materialien treten durch die Luftaustrittsöffnungen 12 gemeinsam mit der Druckluft in das Vliesbildungsdreieck 1 aus und bilden später einen Bestandteil des Vlieses.In Fig. 3 the air guide box from Fig. 1 is shown as a single part. The compressed air connection 11 makes it possible to supply the fibrous materials with further materials, such as, for example, powders or granules, in order to be able to better adapt the performance properties of the nonwoven fabric to the particular circumstances of the application. The materials admixed in the blown air stream exit through the air outlet openings 12 together with the compressed air into the fleece formation triangle 1 and later form part of the fleece.

In Fig. 4 ist der Luftleitkasten aus Fig. 1 in längsgeschnittener Darstellung gezeigt. Der Kunststoffkörper 5 ist hohl ausgebildet und besteht aus durch Kohlenstoffasern 6 verstärktem Epoxidharz. Die Faserstränge 7 sind in vorgespanntem Zustand in den Kunststoff eingebettet. Dadurch ergibt sich eine weitere Verbesserung der mechanischen und dynamischen Eigenschaften des Luftleitkastens. Neben einer guten Biegefestigkeit kann dadurch eine gute Dämpfung von Eigenschwingungen erreicht werden, was die Herstellung eines gleichmäßig beschaffenen Vlieses begünstigt. Die Kohlenstoffasern 6 erstrecken sich im wesentlichen in Achsrichtung des Walzenpaars 2, wobei die Kohlenstoffasern 6 oder Faserstränge 7 derart vorgespannt sind, daß sie einer Durchbiegung zwischen den Lagern des Luftleitkastens in Richtung des Walzenspalts 8 entgegenwirken. FIG. 4 shows the air guide box from FIG. 1 in a longitudinal section. The plastic body 5 is hollow and consists of epoxy resin reinforced by carbon fibers 6 . The fiber strands 7 are embedded in the plastic in the prestressed state. This results in a further improvement in the mechanical and dynamic properties of the air guide box. In addition to good flexural strength, good damping of natural vibrations can be achieved, which favors the production of a uniformly made fleece. The carbon fibers 6 extend essentially in the axial direction of the pair of rollers 2 , the carbon fibers 6 or fiber strands 7 being prestressed in such a way that they counteract a deflection between the bearings of the air guide box in the direction of the nip 8 .

Claims

1. Air guide box, which - viewed in cross section - is substantially wedge-shaped for a carding machine, characterized in that the air guide box is formed by a plastic body ( 5 ).

2. Air guide box according to claim 1, characterized in that the plastic body ( 5 ) consists of a composite fiber material.

3. Air guide box according to one of claims 1 or 2, characterized in that the composite fiber material consists of a combination of carbon fibers ( 6 ) and aramid fibers.

4. Air guide box according to one of claims 1 to 3, characterized in that the carbon fibers ( 6 ) in the form of fiber strands ( 7 ) are embedded in the plastic.

5. Air guide box according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carbon fibers ( 6 ) are embedded in the biased state in the plastic.

6. Air guide box according to one of claims 1 to 5, characterized in that the roller gap ( 8 ) of the roller pair ( 2 , 3 , 4 ) facing, arranged in the nonwoven triangle ( 1 ) arranged front edge ( 9 ) of the plastic body ( 5 ) by a separately generated, wear-resistant strip ( 10 ) is formed, which has a higher resistance to abrasive wear than the rest of the plastic body ( 5 ).

7. Air guide box according to claim 6, characterized in that the strip ( 10 ) consists of a ceramic material.

8. Air guide box according to one of claims 6 or 7, characterized in that the bar ( 10 ) is non-positively and / or positively connected to the plastic body ( 5 ).

9. Air guide box according to one of claims 1 to 8, characterized in that the plastic body ( 5 ) is hollow.

10. Air guide box according to claim 9, characterized in that the plastic body ( 5 ) has a compressed air connection ( 11 ) and is provided with air outlet openings ( 12 ) at least in the direction of one of the roller gap ( 8 ) delimiting rollers ( 3 , 4 ).

11. Air guide box according to one of claims 1 to 8, characterized in that the plastic body ( 5 ) is at least partially filled with a foam.