DE3907215C2 - Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses aus Endlosfäden sowie damit hergestelltes mehrlagiges Vlies - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses aus Endlosfäden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und außerdem ein mit dieser Vorrichtung aus Endlosfäden hergestelltes mehrlagiges Vlies.

Ein bedeutendes Qualitätsmerkmal bei den Vliesen sind ihre Gleichmäßigkeit und ihre Festigkeit, wo­ bei die Festigkeit bzw. die Verhältnisse der Festig­ keiten von Längsrichtung zu Querrichtung im wesent­ lichen durch den Ablegewinkel der einzelnen Fäden - Ablegerichtung in Bezug auf die Produktionsrich­ tung - bestimmt wird.

Üblich ist schon die Verwendung von Spinnbalken mit einer Vielzahl von einzelnen Abzugsrohren für die Fäden, wobei jedem Abzugsrohr ein Separator zugeord­ net ist. Der Separator erfüllt die Aufgabe, die Fila­ mente von der Beschleunigungsluft zu trennen und das Fadenbündel gleichzeitig zu spreizen. Durch diese Spreizung wird zugleich auch der Ablegewinkel vorge­ geben.

Bei der Verwendung von Separatoren muß in der Praxis berücksichtigt werden, daß sich die einzelnen Sepa­ ratoren wegen der austretenden Beschleunigungsluft gegenseitig stark beeinflussen. Deshalb gibt es hier nur eine einmalig zu wählende günstige Einstellung der Separatoren, durch die dann auch die Ablegerich­ tung zwangsläufig vorgegeben ist. Es besteht daher nur eine sehr eingeschränkte Möglichkeit, unterschied­ liche Ablagewinkel zu realisieren.

Wenn man im übrigen die Winkelstellung der einzel­ nen Separatoren tatsächlich geringfügig verändern wollte, um unterschiedliche Ablagewinkel zu ermög­ lichen, müßte die gesamte Vorrichtung zunächst ab­ geschaltet werden, da solche Änderungen im laufen­ den Betrieb einer Anlage nicht möglich sind. Außer­ dem sind mit der Änderung der Ablagewinkel erheb­ liche Ausschußmengen des produzierten Vlieses ver­ bunden.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, in Produk­ tionsrichtung gesehen zwei Spinnbalken mit Separa­ toren im Abstand voneinander anzuordnen, wobei je­ dem Spinnbalken eine eigene Ablegerichtung der Fila­ mente zugeordnet ist. Man kommt dann zu einer soge­ nannten Kreuzablage mit zwei jeweils vorgegebenen Ablagewinkeln.

Wie voranstehend erwähnt, beeinflussen sich die ein­ zelnen Separatoren aber gegenseitig wegen der aus­ tretenden Beschleunigungsluft, so daß man nur mit einer einmalig zu wählenden günstigen Einstellung der Separatoren arbeiten kann, wodurch dann die Ab­ legerichtung zwangsläufig vorbestimmt ist. Somit lassen sich bei dieser vorgeschlagenen Lösung mit zwei Spinnbalken nur begrenzte Ablegerichtungen bei der Kreuzablage realisieren. Im übrigen ist es auch hier bei einer gewünschten Veränderung der Ab­ legewinkel erforderlich, die gesamte Vorrichtung zu­ nächst abzuschalten, was zu den voranstehend schon genannten Nachteilen führt.

Je nach Verwendungszweck des Vlieses besteht in der Praxis aber ein Bedürfnis nach unterschiedlichen Festigkeitswerten in unterschiedlichen Richtungen, und diesem Bedürfnis kann mit der vorgeschlagenen Lösung mit zwei Spinnbalken nicht nachgekommen wer­ den.

Bei einer weiteren Vorrichtung zur Herstellung ei­ nes Vlieses aus Endlosfäden ist auch schon das so­ genannte Vorhangverfahren zur Anwendung gekommen, bei welchem auf die oben erwähnten vielen Abzugs­ rohre verzichtet und auch keine Spreizvorrichtung (Separatoren) verwenden werden. Die einen flächigen Vorhand bildende Fadenschar erstreckt sich senkrecht zur Produktionsrichtung, d.h., die bevorzugte Ab­ legerichtung läuft parallel zur Produktionsrichtung.

Die hierbei in jedem Fall höhere Geschwindigkeit der Filamente relativ zur Geschwindigkeit des Ab­ legebandes führt zu schlangenförmigen Bewegungen bei der Ablage der Filamente. Dabei kommt es dann in bestimmten Bereichen zu Überlagerungen einzelner Filamente.

Ein mit einer solchen Vorrichtung hergestelltes Vlies besitzt zwar eine bevorzugte Festigkeit in Längsrichtung, also in Produktionsrichtung, aller­ dings sind die Festigkeitswerte in Querrichtung extrem schlecht.

Durch die DE 22 11 102 B2 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Watte aus dreidimensional gekreuselten endlosen Filamenten bekannt, wobei eine Vorrichtung verwendet wird, die in der Fachwelt als Kreuzleger oder Täfler bezeichnet wird. Das Prinzip dieser Vorrichtung besteht darin, mit einer oszillierenden Bewegung die volle Breite des Ablegebandes abzudecken. Die bekannte Vorrichtung besitzt nur einen einzigen Spinnbalken, so daß ein mehrlagiges Vlies nicht hergestellt wird.

In der DE 21 14 854 B2 ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines Fadenvlieses beschrieben, wobei von einer Mehrlagigkeit des Fadenvlieses ausgegangen werden kann, die sich ebenfalls aus der Literaturstelle "Chemiefasern/Textilindustrie", August 1987, Seiten 698 bis 701 herleiten läßt.

Allerdings zeigt dieser Stand der Technik nicht die Verwendung von mindestens einem Spinnbalken, der mitsamt der Ablege- und Spreizvorrichtung in einer parallel zum Ablageband verlaufenden Ebene drehbar ausgebildet ist.

Schließlich ist durch das "JP-Abstract 2-26 976" eine Verstellung des Spinnbalkens um eine senkrechte Mittelachse bekannt, jedoch wird dabei nicht die Ablagerichtung, sondern nur die Breite der Warenbahn beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zu schaffen, welche die Herstellung eines Vlieses mit einer hohen Gleichmäßigkeit erlaubt, und welche es gestattet, vorgegebene Festigkeits- und Dehnungswerte des Vlieses in gewünschten Rich­ tungen zu realisieren.

Dieses Ziel erreicht die Erfindung bei der im Ober­ begriff des Anspruchs 1 genannten Vorrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patent­ anspruchs 1.

Durch die Verstellbarkeit mindestens eines Spinn­ balkens lassen sich die Ablagewinkel auf beliebige Werte einstellen, und ein besonderer Vorteil be­ steht darin, daß eine solche Einstellung während des laufenden Betriebes der Vorrichtung möglich ist.

Bevorzugt sind Ablagewinkel zwischen jeweils 0° bis 45° und entgegengesetzt, also von 0° bis -45°, so daß die Ablagerichtungen der Filamente des ersten Spinnbalkens und des zweiten Spinnbalkens untereinander einen Winkel von kleiner oder gleich 90° im Sinne einer variablen Kreuzablage bilden.

Ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung herge­ stelltes Vlies kann sowohl isotrope Eigenschaften besitzen als auch bevorzugte Längsfestigkeiten. Es sind auch bevorzugte Querfestigkeiten ohne Be­ einträchtigung der Vliesgleichmäßigkeit, je nach Wahl der Ablagewinkel, möglich.

Durch die Erfindung soll ferner ein aus endlosfä­ den hergestelltes mehrlagiges Vlies geschaffen werden, welches wählbare Festigkeitswerte und eine hohe Gleichmäßigkeit besitzt.

Dieses Ziel erreicht die Erfindung gemäß den Merkmalen des Patent­ anspruchs 7.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Wei­ terbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenan­ sicht einer Vorrichtung mit zwei Spinnbalken,

Fig. 2 eine Draufsicht der Vorrich­ tung gemäß Fig. 1,

Fig. 3-5 Darstellung zur Verdeut­ lichung unterschiedlicher Ablagewinkel,

Fig. 6 eine mehr detaillierte Draufsicht eines Spinnbalkens, und

Fig. 7 eine perspektivische Darstel­ lung eines Spinnbalkens gemäß Fig. 6.

Fig. 1 zeigt eine als Ganzes mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Spinnstation, die zwei in Transportrichtung 30 (Produktionsrichtung) im Abstand voneinander ange­ ordnete Spinnbalken 12 und 14 umfaßt. Über Schmelzlei­ tungen 16 wird eine Schmelze zu den Spinnplatten 18 geführt.

Jede Spinnplatte 18 dient der Verteilung der Schmelze über die Produktionsbreite, also der Breite eines Ab­ lagebandes 28. Die Spinnplatten 18 sind im untersten Teil der Spinnbalken 12, 14 auswechselbar angebracht. In der Spinnplatte 18 befindet sich eine varibale An­ zahl von als Spinndüse bezeichneten Löchern, durch die die flüssige Spinnschmelze aus der Spinnplatte 18 als Fadenschar 50 nach Art eines Vorhangs austritt. Dabei bewegt sich die Fadenschar 50 längs einer Blaswand 20, die eine Verstreckungszone 22 zum Verstrecken der Faden­ schar 50 bildet.

Die Spinnstation 10 umfaßt ferner bei den beiden Spinnbalken 12, 14 jeweils eine Fadenabzugsvorrich­ tung 24 und eine Ablege- und Spreizvorrichtung 26, durch welche die Fäden zur Erzielung einer hohen Gleichmäßigkeit gespreizt und auf dem in Transportrichtung 30 be­ wegten Ablageband 28 zur Bildung eines Vlieses 52 abgelegt werden.

Das hier verwendete Vorhangverfahren arbeitet also mit einer Spreizvorrichtung - vergleichbar den be­ kannten Separatoren - um eine bestimmte Ablegerich­ tung der Fäden zu erzielen, nämlich eine 90°-Rich­ tung, bezogen auf den Spinnbalken. Die Fäden werden oszillierend hin- und herbewegt.

Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, erfolgt die Ablage zunächst bei dem Spinnbalken 12, und auf die da­ durch gebildete erste Schicht wird beim anderen Spinnbalken 14 eine zweite Schicht abgelegt, wo­ durch ein mehrlagiges Vlies 52 entsteht.

In der Draufsicht in Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Spinnbalken 12, 14 aus ihrer parallel zuein­ ander verlaufenden gestrichelt gezeichneten Lage heraus in Richtung der Pfeile 56 und 58 um ihre Drehachsen 34 verschwenkbar sind, wobei die Längs­ achsen 32 der Spinnbalken 12, 14 hier einen Winkel 54 bilden. Die einzelnen Lagen des Vlieses 52 be­ sitzen also die durch die Spinnbalken 12 und 14 vor­ gegebenen unterschiedlichen Ablagerichtungen bzw. Ablagewinkel. Diese unterschiedlichen Ablagerich­ tungen sind in Fig. 3-5 dargestellt. Fig. 3 zeigt den Ablageverlauf 36 des einen Spinnbalkens 12, wäh­ rend Fig. 4 den Ablageverlauf 38 des anderen Spinn­ balkens 14 wiedergibt. Das daraus bei dem mehrlagi­ gen Vlies 52 sich ergebende Ablagebild 40, welches durch Überlagerung der Ablageverläufe 36 und 38 ent­ steht, ist in Fig. 5 dargestellt. Wie man erkennen kann, kreuzen sich die einzelnen Ablageverläufe 36 und 38, so daß sich für das mehrlagige Vlies insgesamt eine Kreuzablage mit variablen Winkeln ergibt. Wenn die sich kreuzenden Ablageverläufe 36 und 38 bei dem Ablagebild 40 an den Kreuzungsstellen einen Winkel von 90° bilden, erhält man ein isotropes Vlies 52 mit in allen Richtungen gleichen Festigkeitswerten.

Der nähere Teilaufbau einer Spinnstation 10 ergibt sich aus Fig. 6, welche den Spinnbalken 12 in einer Draufsicht zeigt. Der Spinnbalken 12 ist - ebenso wie der Spinnbalken 14 - auf einem Drehgestell 42 angeordnet und mittels der Führungsrollen 46 längs kreisförmiger Führungsschienen 44 gehalten und ge­ führt. Die Führungsschienen 44 ermöglichen eine Dre­ hung des Spinnbalkens 12 um die zentrale Drehachse 34, so daß sich unterschiedliche Drehwinkel 48 re­ alisieren lassen. Durch entsprechende Ausrichtung der beiden Spinnbalken 12 und 14 ist es also möglich, unterschiedliche Ablageverläufe 36 und 38 (vgl. Fig. 3 und 4) zu realisieren. Damit besteht die Mög­ lichkeit, dem hergestellten Vlies 52 die der späte­ ren Anwendung entsprechenden Festigkeitswerte zu ge­ ben.

Die Führung und Halterung des Spinnbalkens 12 auf den Führungsschienen 44 ist auch in der perspekti­ vischen Darstellung gemäß Fig. 7 verdeutlicht, und es ist hervorzuheben, daß die Einstellung unter­ schiedlicher Drehwinkel 48 auch während des laufen­ den Betriebes der gesamten Spinnstation 10 möglich ist. Dies stellt in der Praxis einen erheblichen Vorteil dar, weil darauf verzichtet werden kann, die Spinnstation 10 für die Einstellung neuer ge­ wünschter Drehwinkel 48 und damit für die Erzeugung neuer Ablagebilder 40 abzuschalten und stillzulegen.

Insgesamt läßt sich die Spinnstation 10 demnach variabel betreiben, weil während des laufenden Be­ triebes der Spinnstation 10 eine Kreuzablage mit va­ riablen Winkeln erzielt werden kann. Man kann des­ halb während des laufenden Betriebes sofort ein gewünschtes neues Vlies-Produkt erzeugen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses aus Endlosfäden, die unter Einfluß eines gasförmigen Treibmittels mit hoher Geschwindigkeit als Fadenschar (50) aus Spinndüsen von Spinnplatten (18) eines Spinn­ balkens (12, 14) abziehbar und nach Durchlaufen ei­ ner Fadenabzugsvorrichtung (24) mittels einer als die Fäden senkrecht zum Spinnbalken oszillierend hin- und herbewegenden Spreizvorrichtung ausgebildeten Ablegevorrichtung (26) auf einem sich in Produktionsrichtung (30) bewegenden Ablageband (28) zur Bildung des Vlieses (52) ablegbar sind, wobei in Produktionsrichtung (30) mindestens zwei Spinnbalken (12, 14) im Abstand voneinander vorge­ gesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Spinnbalken (12, 14) mitsamt der Ablege- und Spreiz­ vorrichtung (26) in einer parallel zum Ablageband (28) ver­ laufenden Ebene drehbar ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der oder die Spinnbalken (12, 14) um ei­ nen Winkel von 45° drehbar ist bzw. sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehrichtung der Spinnbalken (12, 14) so gewählt ist, daß ihre Längsachsen (32) in den je­ weiligen Endstellungen einen maximalen Winkel (54) von 90° bilden.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinn­ balken (12, 14) an ihren äußeren Enden auf kreisförmig verlaufenden Führungsschienen (44) gelagert sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinn­ balken (12, 14) um eine in ihrer Mitte befindliche zen­ trale Achse (34) drehbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinn­ balken (12, 14) in gewünschten Dreh- bzw. Winkelstel­ lungen arretierbar sind.

7. Aus Endlosfäden bestehendes mehrlagiges Vlies, welches hergestellt ist mittels der Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagerichtungen der Filamente der einzelnen Lagen des mehrlagigen Vlieses wählbar sind.