DE2003170C3 - Vorrichtung zum Herstellen von Vliesen aus Fasermaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Vliesen aus Fasermatertal, die aus einem Materialeinlaß, einer rasch rotierenden Krempeltrommel mit an ihrem Umfang angeordneten und mit ihr zusammenarbeitenden kleineren gezähnten Walzen, einer der Krempeltrommel nachgeordneten Saugwalze od. dgl. und aus einer von einem Gebläse beschickten, sich über die Trommellänge erstreckenden Luftdüse mit etwa tangential zur Trommel und im Trommeldrehsinn verlaufendem Luftstrom für den Transport der sich von der Krempeltrommel lösenden Fasern zur Saugwalze od. dgl. besteht, auf die Fasern nahezu senkrecht auftreffen.

Zum Herstellen von Vliesen aus Fasermaterial ist es !o bekannt, das Material einer mit Stiften od. dgl. besetzten, rasch rotierenden Hecheltrommel zuzuführen, die es in Einzelfasern auflösen soll. Dabei wird das Material von der Hecheltrommel meist durch Fliehkraftwirkung auf ein nachgeordnetes Förderband oder gegen eine Saugwalze ausgeworfen, von der dann das sich bildende Vlies auf einen Transporteur abgelegt wird. In Drehrichiung der Hecheltrommel knapp hinter dem Materialeinlaß kann eine etwa tangential zur Hecheltrommel gerichtete Luftdüse vorgesehen werden, um das Ablösen der Fasern vom Hecheltrommelbesatz zu erleichtern. Mit einer Hecheltrommel kann jedoch keine volle Gleichmäßigkeit des hergestellten Vlieses erreicht werden, weil eine Hechel, bei der nur im Bereich des Materialeinlasses eine auskämmende Wirkung erzielt wird, keine Feinauflösung des Materials erbringt.

Faservliese werden auch mit Hilfe von Krempeln hqrgestellt, die aus einem Materialeinlaß, einer Krempeltrommel, mit dieser zusammenwirkenden Arbeiterund Wenderwalzen und einer Abnehmertromrnel bzw. einem Peigneur bestehen, wobei der Krempel meist ein Vorvlies zugeführt, letzteres von der Krempel aufgelöst bzw. zu einem vergleichmäßigten Feinvlies umgebildet, der Abnehmertrommel übergeben und mit Hilfe sogenannter Hacker od. dgl. von der Abnehmertrommel abgelöst und auf einem Transporteur abgele_ct wird. Krempeln ergeben zufolge der Vielzahl der mit der Krempeltrommel zusammenwirkenden, ebenfalls mit einem Zahnbesatz versehenen Arbeiter- und Wenderwalzer, eine sehr feine bzw. vollständige Materialauflösung. Dabei rotiert die Krempeltrommel aber mit einer verhältnismäßig geringen Umfangsgeschwindigkeit, so daß auf der Krempeltrommel stets ein zwar vergleichmäßigtes, aber doch zusammenhängendes Flor verbleibt, das von der Abnehmertrommel abgelöst werden muß, wobei die Abnehmertrommel eine noch kleinere Umfangsgeschwindigkeit als die Krempeltrommel aufweist. Diese vergleichsweise geringen Umfangsgeschwindigkeiten setzen den möglichen Materialdurchsatz beträchtlich herab. Außerdem erhöht die Abnehmertrommel mit den nachgeordneten Hackern od. dgl. den erforderlichen technischen Aufwand, und es tritt zwangläufig der vielfach schwerwiegende weitere Nachteil auf. daß die Fasern im Feinvlies im wesentlichen parallel zueinander bzw. zur Vlieslängsrichtung liegen, so daß das Feinvlies ganz verschiedene Reißfestigkeiten in Längs- und Querrichtung erhält.

Es ist auch schon eine Vorrichtung bekanntgeworden (US-PS 30 51 998), die zwar eine Krempeltrommel mit Arbeiter- und Wenderwalze aufweist, bei der aber die Krempeltrommel so rasch rotiert, daß dor Abflug der Fasern auf eine nachgeordnete Saugwalze unter Fliehkraftwirkung erfolgen kann. Der Faserflugraum zwischen der Krempeltrommel und der Saugwalze ist von einem Gehäuse umschlossen. An der unteren Grenze des Abflugbereiches der Fasern von der Krempeltrommel befindet sich eine Luftdüse, deren Luftstrahl den Trommelumfang etwa tangiert und entgegen dem Trommeldrehsinn gerichtet ist. Bei der raschen Dre-

hung der Krempeltrommel bildet sich nämlich ein mit ihr rotierender Luftzylinder, der das Abfliegen der Fasern trotz der raschen Trommeldrehung stark beeinträchtigt. Der entgegen dem Trommeldre't.sinn gerichtcic Luftstrom so!! daher dc:r. rotierenden Luftzyür.der entgegenwirken und das Abfliegen 1er Fasern vom Krempeltrommelbesatz sichern. Dieser Effekt wird aber nicht erreicht, da die Zähne der Krempeltrommel sägenartig im Trommeldrehsinn schräg vorwärts gerichtet sind Lid demnach der Düsenluftstrom die Fasern in die Zahnlücken zurücktreibt. Außerdem ergeben sich durch das Zusammentreffen des rotierenden Luftzylinders mit dem entgegengesetzten Düsenluftstrom für einen gleichmäßigen Abflug ungünstige Luftwirbel. Auch das den Flugraum der Fasern umschließende Gehäuse ist ungünstig, weil der sich durch die Saugwirkung der Saugwalze ergebende Luftzug an den Gehäusewänden unter Turbulenzerscheirung verzögert wird, was ebenfalls zu Ungieichmäßigkeiten am gebildeten Vlies beiträgt.

Es ist ferner ein aus mehreren hintereinander angeordneten Krempeltrommeln bestehender Krempelsatz bekannt, dessen letzte Krempeltrommel mit einer sich über die Trommellänge erstreckenden Luftdüse versehen ist, deren Luftstrom etwa tangential zur Trommel und im Trommeldrehsinn verläuft (US-PS 32 5b 569). Die Luftdüse setzt sich in eine wie ein Abstreifer angeordnete Gleitfläche fort, die unmittelbar zu der mit geringem Abstand von der Krempeltroi-.mel und etwas höher als diese liegenden Saugwalze führt, auf die die Fasern nahezu senkrecht auftreffen. Es erfolgt also kein richtiger Faserflug von der letzten Hecheltrommel zur Saugwalze, sondern nur eine Art Gleiten unter der Schubwirkung des Luftstromes, so daß die gewünschte Faserwirrlage nicht erreich i werden kann, die Fasern vielmehr ihre durch den Krempelvorgang bewirkte Gleichrichtung beibehalten. Dazu kommt noch, daß der Luftstrom bei der verhältnismäßig langsamen Trommeldrehung nicht ausreicht, um alle Fasern vom Krempelbesatz zu lösen, insbesondere dann, wenn es sich um feinere bzw. leichtere Fasern handelt.

Nach der JA-PS 38-17 071 wird mit einem abwärts gerichteten Blasluftstrom gearbeitet, jedoch wirkt dieser nicht auf eine Hechel- oder Krempeltrommel, sondem mit der Abnehmerwalze einer solchen Trommel zusammen, wobei der Blasstrom bzw. die Luftdüse entgegengesetzt zum Drehsinn dieser Abnehmerwalze gerichtet ist und kein Abflug in einem gehäusefreien Raum stattfindet. Der Blasluftstrom soll also lediglich die sonst erforderlichen Hacker od. dgl. e~setzen, so daß sich hier ganz andere Probleme ergeben.

Auch nach der GB-PS 9 62 162 ist zwar eine von oben etwa tangential zu einer Krempeltrommel "erichtete Luftdüse vorgesehen, der Düsenluftstrom wirkt aber wieder entgegengesetzt zur Drehrichtung der Trommel und drückt daher die Fasern in die Zahnlükken des Trotnnielbesatzes, was eine schlechte Faserabgabe zur Folge hat, zumal kein Faserflug vor sich geht, sondern sich die Fasern unmittelbai von der Krempeltrommel an eine Saugwalze anlegen sollen. Ein Wirrfaservlies ist auf diese Weise nicht erreichbar.

Schließlich ist eine Krempel bekannt (GB-PS 7 31 077), bei der die Fasern im unteren Bereich der Krempeltrommel von dieser abfliegen und auf eine mit geringem Abstand von der Krempeltrommel angeordnete Saugwalze auftreffen, so daß die Fasern eine etwa waagerechte Flugrichtung erhalten. Der Faserflugraum ist nach unten durch eine weitere Walze abgeschirmt und nach oben durch einen Keil zwischen Krempeltrommel und Saugwalze begrenzt. Hier besteht die Gefahr, daß nicht alle Fasern von der Krempeltrommel latsächlich abfliegen, sondern durch den bei rascher Trommelrotation sich bildenden, mitrotierenden Luftzylinder in den Spalt zwischen dem Keil und der Krempeltrommel eingezogen werden unc¹ es dort zu Verstopfungen kommt. Außerdem ist die Faserflugstrecke zu kurz, um ein gleichmäßiges Endvlies herstellen zu können.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, alle diese Mängel zu beseitigen und eine vergleichsweise einfache Vorrichtung zu schaffen, die es bei hohem Materialdurchsatz ermöglicht, ein völlig gleichmäßiges Vlies herzustellen, das unabhängig davon, ob gröbere bzw. schwerere oder feine und leichte Fasern zur Verarbeitung kommen, die gewünschte Faserwirrlage aufweist.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Kombination folgender Merkmale, daß die Lufulüse in an sich bekannter Weise abwärts gerichtet ist, daß der Abflugbereich der Fasern von der Krempehrommel unten durch eine zur Trommel etwa radiale und eng an diese heranreichende Staufläche begrenzt ist und daß der Faserflugraum zwischen Krempehrommel und Saugwalze od. dgl. gehäusefrei belassen ist.

Die Krempellrommel rotiert so rasch, daß der Abflug der Fasern unter der Wirkung der Fliehkraft ermöglicht wird. Durch die Staufläche wird die mit der Krempehrommel rotierende Luft und die Luft aus der Luftdüse von der Trommel radial auswärts abgelenkt, so daß alle am Krempeltrommelbesatz noch haftenden Fasern zum Abflug kommen, zumal die durch die Staufläche bewirkte Luftbewegung in Richtung der Zähne der Krempeltrommel erfolgt, die Fasern also von den Zähnen abgezogen und nicht in die Zahnlücken zurückgedrückt werden. Würde man ohne die Luftdüse arbeiten, so käme es unter der Fliehkraftwirkung und der von der Staufläche erzwungenen Luftablenkung wohl auch zu einem Faserabflug, es bestünde aber dann, insbesondere bei leichten Fasern, die Gefahr, daß sich die Einzelfasern während ihres Fluges zur Saugwalze od. dgl. bereits zu Flocken vereinen und daher ein ungleichmäßiges Vlies bilden. Dieses Zusammenflocken ist darauf zurückzuführen, daß die Einzelfasern auf Grund ihrer verschiedenen Masse bzw. ihres verschiedenen Gewichtes mit ungleicher Geschwindigkeit abfliegen, dann während des Fluges einander einholen und sich zusammenballen. Durch den Luftstrom werden diese Erscheinungen vermieden, und es wird ein gleichmäßiger Flugverlauf zur Bildung eines gleichmäßigen Vlieses erzielt. Da der Faserflugraum zwischen der Krcmpeltrommel und der Saugwalze od. dgl. gehäusefrei belassen ist, werden auch die sonst an den Gehäusewänden auftretenden Turbulenzerscheinungen vermieden, was zu einer weiteren Vergleichmäßigung des Flugverlaufes und damit der Vliesbildung beiträgt. Durch die annähernd lotrechte Auftreffrichtung der Finzelfasern auf die Saugwalze od. dgl. fallen die Fasern von oben auf den oberen Scheitelbereich der Saugwalze, so daß mit geringerem Saugkraftaufwand größere Vliesdicken erreichbar sind. Außerdem läßt sich dadurch verhindern, daß auf der Saugwalze od. dgl. eine schuppen- oder schindelartige Vliesbildung zustande kommt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung weist die Staufläche einen mit ihr einen stumpfen Winkel einschlie-

ßenden Längsbord auf, so daß Staufläche und Längsbord zusammen einen etwa schaufelförmigcn Querschnitt .erhalten, der eine noch bessere Luftablenkung vom Krempeltrommelumfang zur Saugwalze hin zur Folge h?.t.

Wenn sehr feine Fasern von beispielsweise 6 bis 1.0 Den bearbeitet werden sollen, können Schwierigkeiten auftreten, weil sich solch feine Fasern nicht mehr unter der Fliehkraftwirkung allein von den Trommelzähnen lösen. Der von dem Gebläse gelieferte Luftstrom der Düse reicht hierfür auch nicht aus, weil bei wirtschaftlicher Ausbildung des Gebläses die Geschwindigkeit des Luftsttomes geringer als die Umfangsgeschwindigkeit der Krempeltrommel ist. Ein sicheres Abfliegen feinster Fasern von der Krempeltrommel wird jedoch erfindungsgemäß dadurch gewährleistet, daß in einer zwischen dem Düsenmund der Luftdüse und dem Krempeltrommelumfang mit geringem Abstand von diesem verlaufenden Reihe eine Vielzahl von etwa parallel zum Düsenluftstrom gerichteten feinen Öffnungen für den Austritt von unabhängig vom Gebläse zugeführter Preßluft angeordnet ist. Durch die aus den feinen öffnungen austretende Preßluft werden die sich unter der bloßen Fliehkraftwirkung von den Zähnen der Krempeltrommel nicht lösende Fasern vom Trommelbesatz weggetrieben und gelangen in den Düsenluftstrom, der sie dann weiter zur Saugwalze od. dgl. befördert. Dabei ist die austretende Preßluftmenge so gering, daß sie nur knapp hinter den öffnungen wirksam ist und die Gleichmäßigkeit des Düsenluftstromes weiter nicht stört. Die auf der nur kurzen Strecke wirksame Preßluft genügt vollauf, die an den Trommelzähnen hängenden Fasern wegzutreiben, zumal die Preßluft in Richtung der Zahnrücken zu den Zahnspitzen streicht, also im richtigen Sinn zur Wirkung kommt, indem eine ganz geringe Kraft zum Lösen der Fasern von den Zähnen genügt.

Handelt es sich um gröbere, also schwerere Fasern, so ergibt sich durch den Düsenluftstrom ein verhältnismäßig schmaler Auftreffbereich der Fasern auf der Saugwalze od. dgl. Je schmaler aber dieser Auftreffbereich ist, desto geringer ist auch die Vergleichmäßigung des sich bildenden Vlieses. Werden dagegen sehr leichte Fasern verarbeitet, so besteht die Gefahr, daß diese auf die Staufläche auftreffen und sich dort zu Flocken zusammenschließen, die ebenfalls wieder Ungleichmäßigkeiten im nachfolgend gebildeten Vlies mit sich bringen können. Durch die Erfindung werden auch diese Schwierigkeiten beseitigt, und zwar dadurch, daß die Staufläche mit einer Vielzahl von eng nebeneinander angeordneten, feinen öffnungen versehen ist, durch die unabhängig vom Gebläse zugeführte Preßluft quer zum Düsenluftstrom austritt. Sehr leichte Fasern werden daher von der Staufläche abgelenkt und können sich nicht mehr zu Flocken zusammenballen. Außerdem wird der dem Transport der Fasern dienende Düsenluftstrom gewissermaßen verbreitert, um eine entsprechend breite Auftreffzone auf der Saugwalze zu erreichen. Auch hier ist die austretende Preßluftmenge zu gering, um ungünstige Störungen des Gesamtluftstromes zu ergeben.

Die Preßluftaustrittsöffnungen im Bereich der Luftdüse einerseits und an der StauHäche anderseits können je für sich oder gemeinsam angeordnet werden, je nachdem, welches Fasermaterial zur Verarbeitung gelangt. In jedem Fall aber empfiehlt es sich, die öffnungen in einem Sammelbehälter vorzusehen, der an eine Preßluftquelle, vorzugsweise einen Kompressor, angeschlossen ist. so daß sich eigene Zuleitungen zu den Preßluftaustrittsöffnungen erübrigen und sich eine gleichmäßige Beschickung aller Öffnungen ergibt.

Für die Prcßluftaustriltsöffnungen in der Staufläche kann eine die Preßluftzufuhr in rascher Folge jeweils kurzzeitig unterbrechende Einrichtung vorgesehen sein. Der Preßluftaustritt erfolgt dann nicht kontinuierlich, sondern intermittierend, wodurch die anfliegenden Fasern noch besser über eine breitere Zone mit dem

ίο Effekt einer verbesserten Vliesvergleichmäßigung verteilt werden.

An Stelle dieser Einrichtung ist es auch möglich, am Außenrand der Staufläche eine zur Saugwalze od. dgl. gerichtete, auf- und abschwingende Klappe anzuordnen. Diese Klappe ergibt dann auf rein mechanischem Wege eine entsprechende Verteilung der die Saugwalze od. dgl. anfliegenden Fasern und damit eine günstige Erhöhung der Streuung.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise rein schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig.l eine Vorrichtung zum Herstellen von Vliesen aus Fasermaterial im Vertikalschnitt und

F i g. 2 einen Teil dieser Vorrichtung mit einer Ausführungsvariante in gleicher Darstellungsweise.

Die Vorrichtung besteht aus einem Förderband 1 zum Zuführen eines mengenmäßig geregelten Vorvlieses, einem Materialeinlaß 2, einer mit einem dichten Sägezahnbesatz versehenen, sehr rasch rotierenden Krempeltrommel 3 und mehreren Arbeiter- und Wenderwalzen 4. 5, die ebenfalls gezahnt sind. Hinter der letzten Arbeiterwalze 4 ist eine von einem Querstromgebläse 6 beschickte, abwärts gerichtete und sich über die ganze Länge der Krempeltrommel 3 erstreckende Breitschlitzluftdüse 7 vorgesehen, deren Luftstrom etwa tangential zum Krempeltrommelumfang und im Trommeldrehsinn verläuft. Der Krempeltrommel 3 ist eine Saugwalze 8 nachgeordnet, auf die die sich von der Krempeltrommel lösenden Fasern auffliegen und von der das gebildete Vlies dann auf ein Förderband 9 ab-

40, gelegt wird. Der Abflugbereich 10 der Krempeltrommel 3 wird unten durch eine annähernd radial zur Trommel gerichtete Staufläche 11 begrenzt, die einen mit ihr einen stumpfen Winkel einschließenden Längsbord 12 besitzt. Die Saugwalze 8 ist so angeordnet, daß die Auftreffrichtung der Fasern auf die Saugwalze annähernd lotrecht verläuft, daß also die Fasern von oben auf den oberen Scheitelbereich der Saugwalze auftreffen. r>er Faserflugraum zwischen der Krempeltrommel 3 und der Saugwalze 8 ist mit Absicht ohne jegliche Ummantelung, also gehäusefrei belassen.

Zwischen dem Düsenmund 7a der Luftdüse 7 und dem Umfang der Krempeltrommel 3 ist mit geringem Abstand von diesem eine Reihe von feinen Öffnungen 13 angeordnet, die etwa parallel zum Düsenluftstrom gerichtet sind und aus denen unabhängig vom Gebläse 6 zugeführte Preßluft austritt. Die Öffnungen 13 sind in einem Sammelbehälter 14 vorgesehen, der über eine Leitung 15 an einen Kompressor angeschlossen ist.

Bei der Ausführungsvarianle nach F i g. 2 weist die Staufläche 11 eine Vielzahl eng nebeneinander angeordnete feine Öffnungen 16 auf, durch die aus einem Sammelraum 17 zugeführte Preßluft quer zu dem von der Düse 7 gelieferten Luftstrom austritt. Am Längsbord 12 der Staufläche 11 ist eine zur Saugwalze 8 g;erichtete, auf- und abschwingende Klappe 18 gelagert, die eine größere Streuung der auf die Saugwalze 8 auffliegenden Fasern bewirkt. Auf die Klappe 18 könnte auch verzichtet und dafür eine Einrichtung, beispicls-

weise nach Art eines Ventils, vorgesehen werden, welche die Preßluftzufuhr in den Sammclraum 17 bzw. zu den Öffnungen 16 in rascher Folge jeweils kurzzeitig unterbricht, so daß die Preßluft dann in kurzen Intervallen stoßweise austritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Vüesen aus Fasermaterial, bestehend aus einem Materialeinlaß, einer rasch rotierenden Krempeltrommel mit an ihrem Umfang angeordneten und mit ihr zusammenarbeitenden kleineren gezähnten Walzen, einer der Krempeltrommel nachgeordneten Saugwalze od. dgl. und aus einer von einem Gebläse beschickten, sich über die Trommellänge erstreckenden Luftdüse mit etwa tangential zur Trommel und im Trommeldrehsinn verlaufenden Luftstrom für den Transport der sich von der Krempeltrommel lösenden Fasern zur Saugwalze od. dgl, auf die die Fasern nahezu senkrecht auftieffen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale, daß die Luftdüse (7) in an sich bekannter Weise abwärts gerichtet ist, daß der Abflugbereich (10) der Fasern von der Krempeltrommel (3) unten durch eine zur Trommel etwa radiale und eng an diese heranreichende Staufläche (11) begrenzt ist und daß der Faserflugraum zwischen Krempeltrom-

₍_ mel und Saugwalze (8) od. dgl. gehäusefrei belassen ''•ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Staiifläche (U) einen mit ihr einen stumpfen Winkel einschließenden Längsbord (12) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zwischen dem Düsenmund (7a) der Luftdüse (7) und dem Krempeltrommeltimfang mit geringem Abstand von diesem verlaufende Reihe eine Vielzahl von etwa parallel zum Düsenluftstrom gerichteten feinen öffnungen (13) für den Austritt von unabhängig vom Gebläse (6) zugeführter Preßluft angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Staufläche (11) mit einer Vielzahl von eng nebeneinander angeordneten, feinen öffnungen (16) versehen ist, durch die unabhängig vom Gebläse (6) zugeführte Preßluft quer zum Düsenluftstrom austritt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (13 bzw. 16) in einem Sammelbehälter (14 bzw. 17) vorgesehen sind, der an eine Preßluftquelle, vorzugsweise einen Kompressor, angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Preßluftzufuhr zu den Öffnungen (16) in rascher Folge jeweils kurzzeitig unterbrechende Einrichtung vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenrand der Staufläche (11) eine zur Saugwalze (8) od. dgl. gerichtete, auf- und abschwingende Klappe (18) angeordnet ist.