DE4304988C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses mit veränderlicher Dicke - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses mit veränderlicher Dicke

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DE4304988C1 DE19934304988 DE4304988A DE4304988C1 DE 4304988 C1 DE4304988 C1 DE 4304988C1 DE 19934304988 DE19934304988 DE 19934304988 DE 4304988 A DE4304988 A DE 4304988A DE 4304988 C1 DE4304988 C1 DE 4304988C1
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Herwig Dipl Ing Hirschek
Manfred Schaeffler
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Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01GPRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G25/00Lap-forming devices not integral with machines specified above

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses aus Fasermaterial mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- bzw. Vorrichtungshauptanspruches.

Ein derartiges Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus der DE 40 10 174 A1 bekannt. Der Flor aus Fasermaterial wird dem Vliesleger von einem vorgeschalteten Florerzeuger, beispielsweise einer Krempel, mit konstanter Geschwindigkeit zugeführt. Innerhalb des Vlieslegers wird durch Entkoppelung der Wagenbewegung ein temporärer Speicher gebildet, der eine variable Florablage am Auslaß des Vlieslegers auf dem Abzugsband ermöglicht. Innerhalb eines Bewegungszyklus des Vlieslegers mit Vor- und Rücklauf des Legewagens wird in der Summe vom Vliesleger immer genau soviel Flor abgelegt, wie in der gleichen Zeit von der Krempel her zugeführt wird. Innerhalb des Zyklus ist es jedoch möglich, einmal mehr oder weniger Flor am Legewagen austreten zu lassen. Damit kann die Vliesdicke über die Legebreite variiert werden.

Die bekannte Technik erfordert allerdings einen speziell ausgebildeten Vliesleger mit hohem mechanischem und steuertechnischem Aufwand.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfachere Möglichkeit zur Erzeugung eines Vlieses mit veränderlicher Dicke aufzuzeigen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- bzw. Vorrichtungshauptanspruch. Beim vorbekannten Vliesleger wird der Flor weder gestreckt, noch gestaucht, er wird lediglich abwechselnd schneller und langsamer auf dem Abzugsband abgelegt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung wird hingegen der Flor gestreckt oder gestaucht. Ein entsprechend dünnerer oder dickerer Flor führt bei der Ablage zu einem gleichermaßen dünneren oder dickeren Vlies. Dieser sogenannte Verzug des Flors wird durch Variation des Geschwindigkeitsniveaus des Vlieslegers gegenüber der Abgabegeschwindigkeit des Florerzeugers erzielt. Läuft der Vliesleger mit seinen florführenden Antrieben schneller als der Florerzeuger, insbesondere eine Krempel, wird der Flor gestreckt. Läuft er umgekehrt langsamer, wird der Flor gestaucht.

Diese Technik hat den Vorteil, daß der Vliesleger konventioneller Natur und von beliebiger Art sein kann. Auch komplizierte Antriebs- und Steuertechniken zur Bildung innerer Speicher und zum Längenausgleich der Legebänder bei einem Vliesbandleger sind nicht erforderlich. Es werden lediglich alle florführenden Antriebe des Vlieslegers gemeinsam und einheitlich in der Geschwindigkeit verändert, so daß der Vliesleger insgesamt schneller oder langsamer läuft. Intern bleiben die kinematischen Verhältnisse, d. h. die Relativverhältnisse der einzelnen Antriebsgeschwindigkeiten erhalten. Zu den florführenden Antrieben zählen bei den üblichen Vlieslegerkonstruktionen der Wagenantrieb, der Legebandantrieb und der Antrieb des Abzugsbandes, auf dem der Flor zum Vlies aufgetafelt und abtransportiert wird.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Florerzeuger unangetastet bleiben und konstant laufen kann. Bei einer Krempel würden nämlich Schwankungen der Abgabegeschwindig­ keit aufgrund der Trägheit zu Problemen mit der Größe des Abnahmespaltes und der Steuerung führen.

Die erfindungsgemäße Technik der Vliesdickenveränderung durch Verzug des Flors kann aber auch mit der vorbekannten Technik und einem besonderen Vliesleger mit interner Speicherbildung kombiniert werden. Der Florverzug entbindet von der aus der Speicherbildung resultierenden Beschränkung auf eine innerhalb des Ablegezyklus in der Summe gleichmäßigen Ablage. Anders als bei der Speichertechnik müssen beim Florverzug nicht unbedingt niedrige Vliesdicken durch entsprechend höhere Vliesdicken kompensiert werden, um auf den summenausgleich zu kommen. Der Florverzug bietet also mehr Einfluß- und Gestaltungsmöglichkeiten.

Um gezielt an den gewünschten Stellen des Vlieses eine Dickenveränderung herbeizuführen, wird an der Eingangsseite des Vlieslegers der Flor mit einem bestimmbaren zeitlichen Vorlauf erzeugt. Hierfür ist eine zentrale Steuerung vorgesehen, die von den relevanten Antrieben Geschwindigkeit und Position erfaßt, hieraus den erforderlichen Vorlauf berechnet und dann die Antriebe entsprechend ansteuert. In die Steuerung können auch die Signale des Krempelantriebs und/oder des Antriebes einer zwischen Vliesleger und Krempel angeordneten Fördervorrichtung eingespeist werden. Hierdurch wird die gesamte Vliesherstellvorrichtung variabler und die Vliesdickenbeeinflussung genauer.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt. Sie zeigt in abgebrochener Seitenansicht eine Vliesherstellvorrichtung 1 mit einem Florerzeuger 3 und einem nachgeschalteten Vliesleger 2.

Der Florerzeuger 3 ist in bekannter Weise als Krempel ausgebildet. Von seinen Bauteilen ist der Tambour 14 in abgebrochener Darstellung angedeutet. Dem Tambour 14 ist ein Abnehmer 15 nachgeschaltet, von dem mittels eines Hackers 17 der Flor 4 abgenommen und auf eine Fördervorrichtung 18, hier ein schräges, umlaufendes Zuführband, abgegeben wird. Der Abnehmer 15 ist mit einem Antrieb 16 versehen, der einen Motor, eine zugehörige Steuereinheit und ein Geschwindigkeitsmeßsystem enthält.

Das Zuführband 18 ist zwischen der Krempel 3 und dem Vliesleger 2 angeordnet und leitet den Flor 4 zum Einlauf 20 des Vlieslegers 2. Das Zuführband 18 hat einen eigenen Antrieb 19, der in gleicher Weise wie der Abnehmerantrieb 16 mit Motor, Steuereinheit und Geschwindigkeitsmeßsystem ausgestattet ist. Es läuft häufig ein klein wenig schneller als der Abnehmer 16, um einen konstanten Zug auf den Flor 4 auszuüben.

Der Vliesleger 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Vliesbandleger konzipiert. Er besitzt einen Oberwagen 5 und einen Legewagen 6 mit Rollen, über die zwei Legebänder 8, 9 geführt sind, die den zugeführten Flor 4 zwischen sich aufnehmen. Die Legebänder 8, 9 bilden eine Bandschleife um eine ortsfeste Umlenkung im Maschinengestell. Unten am Legewagen 6 wird der Flor 4 auf einem querverlaufenden Abzugsband 11 abgelegt und dabei in bekannter Weise mit einer hin- und hergehenden Bewegung zur Bildung eines Vlieses 13 aufgetafelt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Wagen 5, 6 in ihren Bewegungen direkt über eine Kette oder ein anderes Zugmittel miteinander gekoppelt und besitzen einen gemeinsamen Antrieb 7. Die Legebänder 8, 9 haben ebenfalls einen Antrieb 10, wobei in der Zeichnung nur der Antrieb für das Legeband 8 dargestellt ist. Der Antrieb für das zweite Legeband 9 ist hiervon abgeleitet. Auch das Abzugsband 11 besitzt einen Antrieb 12.

Diese drei sogenannten florführenden Antriebe 7, 10, 12 sind als elektronisch genau steuerbare Antriebe ausgebildet. Sie besitzen einen Elektromotor, vorzugsweise einen Servomotor, eine Steuereinheit und ein Geschwindigkeitsmeßsystem. Dem Wagenantrieb 7 ist zusätzlich noch ein Wegemeßsystem zugeordnet, mit dem die exakte Position zumindest des unteren Legewagens 6 in Echtzeit ermittelt werden kann. Auch die anderen Antriebe 10, 11 können Wegmeßsysteme aufweisen.

Die florführenden Antriebe 7, 10, 12 sind mit einer gemeinsamen, zentralen Steuerung 21 verbunden, die auch die Geschwindigkeitsmeßsignale erfaßt und auswertet. Die Steuerung 21 ist mit einer Recheneinheit ausgestattet, die Zeit-, Geschwindigkeits- und Wegdaten berechnen kann. Die Steuerung 21 kann vom Rechenergebnis abhängige Steuersignale an die florführenden Antriebe 7, 10, 12 geben, um deren Einstellungen, insbesondere die Antriebsgeschwindigkeiten, zu verändern.

Die zentrale Steuerung 21 kann außerdem mit dem Abnehmerantrieb 16 und/oder dem Zuführbandantrieb 19 verbunden sein. Von diesen beiden Antrieben 16, 19 empfängt sie allerdings vorzugsweise nur Geschwindigkeitssignale, sendet aber keine Steuersignale zur Beeinflussung der Antriebe 16, 19 zurück. Die genannte Verbindung kann in einer alternativen Ausführungsform auch entfallen. Es wird dann mit Vorgabewerten oder manuell eingegebenen Werten gearbeitet.

Die Vliesherstellvorrichtung 1 ist in der Lage, ein Vlies 13 mit einer über die Legebreite veränderlichen Dicke herzustellen. Die Vliesdickenänderung wird durch gezieltes Stauchen oder Strecken des Flors 4 im Eingangsbereich des Vlieslegers 2 erzeugt.

Das Strecken oder Stauchen, was auch als Verzug bezeichnet wird, wird durch Veränderung des Geschwindigkeitsniveaus der florführenden Antriebe 7, 10, 12 des Vlieslegers 2 gegenüber der Abgabegeschwindigkeit des Florerzeugers 3 erzielt. Vorzugsweise wird der Flor 4 von der Krempel 3 mit konstanter Geschwindigkeit abgegeben und auf dem Zuführband 18 mit ebenso konstanter Geschwindigkeit weitertransportiert.

In der Voreinstellung läuft der Vliesleger 2 von Haus aus etwas schneller als das Zuführband 18, um auch im Einlauf einen geringen Zug auf den Flor 4 auszuüben. Läßt man den Vliesleger 2 über die Voreinstellung hinaus schneller als die Zuführgeschwindigkeit laufen, wird mehr Flor 4 abgefordert, als zugeführt wird. Entsprechend wird der Flor gestreckt. Umgekehrt führt eine Senkung der Geschwindigkeiten im Vliesleger 2 gegenüber der Abgabe- oder Zuführgeschwindigkeit des Flors 4 zu einem Stauchen des Flors 4.

Bei der Veränderung des Geschwindigkeitsniveaus des Vlieslegers 2 werden alle florführenden Antriebe 7, 10, 12 gemeinsam und einheitlich verstellt. Bei der gezeigten Ausführungsform eines Vliesbandlegers fährt der Legewagen 6 über dem Abzugsband 11 mit einer Fahrgeschwindigkeit hin- und her (abgesehen von den Umkehrstellen mit der Brems- und Beschleunigungsphase), die gleich oder zumindest proportional der Umlaufgeschwindigkeit der Legebänder 8, 9 und der Geschwindigkeit des Abzugsbandes 11 ist. Die Umlaufgeschwindigkeit ist diejenige Geschwindigkeit, mit der sich das Band 8 im Einlauf 20 bewegt und den Flor 4 mitnimmt.

Der Verzug wird im Eintrittsbereich des Vlieslegers 2 erzeugt. Wenn das Geschwindigkeitsniveau der florführenden Antriebe 7, 10, 12 einheitlich verändert wird, bleiben die kinematischen Relativverhältnisse innerhalb des Vlieslegers 2 bestehen. Der eingangsseitig erzeugte Verzug, d. h. die Verdickung oder Verdünnung des Flors 4 bleibt im Vliesleger 2 bis zur Ablage auf dem Abzugsband 11 erhalten. Andererseits führt eine einheitliche Änderung des Geschwindigkeitsniveaus zu keiner Änderung des Ablageverhaltens. Der innerhalb des Vlieslegers 2 befindliche Flor 4 wird genauso abgelegt, als wenn die Geschwindigkeitsänderung nicht stattgefunden hätte.

Um an bestimmten Stellen des Vlieses 13 gezielt eine Dickenänderung zu erzeugen, wird der Verzug im Flor 4 mit zeitlichem Vorlauf geschaffen. Dieser Vorlauf wird in der zentralen Steuerung 21 berechnet, die danach entsprechend die Antriebe 7, 10, 12 ansteuert. Hierbei fließen auch die positionswerte zumindest des Legewagens 6 ein. Der Florverzug wird rechtzeitig und in der gewünschten Stärke sowie Länge erzeugt, damit er nach Durchlaufen der Legebandschlaufe im Vliesleger 2 exakt zum gewünschten Zeitpunkt und an der gewünschten stelle aus dem Legewagen 6 austritt und abgelegt wird.

Im Rahmen der Florstabilität, d. h. im Bereich zwischen Reißen und Faltenbildung des Flors 4 kann der Verzug in beliebiger Größe, über beliebige Dauer oder Länge und an beliebigen Stellen des Vlieses 3 erzeugt werden. Vorzugsweise wird die Vliesdicke im nutzbaren Mittelbereich der Legebreite variiert. An den beidseitigen Rändern des Vlieses 13 wo der Legewagen 6 für die Bewegungsumkehr bremst, stehen bleibt und wieder in Gegenrichtung beschleunigt, findet aufgrund des permanenten Floraustrittes ohnehin eine Dickenveränderung statt. Dies sind aber normale Randverdickungen des Vlieses, die aus den kinematischen Grundbedingungen hervorgehen. Mit einer gezielten Verzugsbildung ist es jedoch auch möglich, die Randbereiche direkt zu beeinflussen.

In Abwandlung des gezeigten Ausführungsbeispiels kann der Vliesleger 2 eine andere Gestaltung haben, indem er z. B. als sogenannter Wagenleger ausgebildet ist, bei dem der Oberwagen und der Legewagen jeweils eigene und für sich umlauf ende Legebänder beinhalten. Der Flor wird bei dieser Konstruktion im freien Fall zwischen den beiden Wagen und dann weiter vom Legewagen auf das Abzugsband übergeben.

Aber auch der gezeigte Vliesbandleger läßt sich varieren. In der dargestellten Ausführungsform bewegen sich die beiden Wagen 5, 6 gegensinnig und sind direkt miteinander gekoppelt. Abweichend hiervon können sie sich gleichsinnig bewegen, wie z. B. bei dem aus der DE-AS 19 27 863 vorbekannte Vliesbandleger. Zusätzlich können sie intern durch eine Kopplung der Wagenbewegung Bandspeicher bilden entsprechend der DE 40 10 174 A1. Auch ist eine Veränderung des Ablegeverhaltens durch relative Veränderungen zwischen Wagengeschwindigkeit und Legeband-Umlaufgeschwindigkeit möglich. Daneben sind auch beliebige andere Vlieslegerkonstruktionen einsetzbar.

Bezugszeichenliste

 1 Vliesherstellvorrichtung
 2 Vliesleger
 3 Florerzeuger, Krempel
 4 Flor
 5 Oberwagen
 6 Legewagen
 7 Antrieb, Wagenantrieb
 8 Legeband
 9 Legeband
10 Antrieb, Legebandantrieb
11 Abzugsband
12 Antrieb, Abzugsbandantrieb
13 Vlies
14 Tambour
15 Abnehmer
16 Antrieb, Abnehmerantrieb
17 Hacker
18 Fördervorrichtung, Zuführband
19 Antrieb, Zuführbandantrieb
20 Einlauf
21 Steuerung

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen eines Vlieses aus Fasermaterial mit einem Florerzeuger und einem Vliesleger, wobei aus dem Flor ein Vlies mit einer über die Legebreite veränderlichen Dicke erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Flor (4) durch gesteuertes einheitliches Anheben oder Absenken des Geschwindigkeitsniveaus der florführenden Antriebe (7, 10, 12) des Vlieslegers (2) gegenüber der Abgabegeschwindigkeit des Florerzeugers (3) gestreckt oder gestaucht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzug des Flors (4) vor oder beim Eintritt in den Vliesleger (2) erzeugt und bis zur Florablage auf dem Abzugsband (11) des Vlieslegers (2) beibehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzug des Flors (4) mit einem bestimmbaren zeitlichem Vorlauf vor der Florablage erzeugt wird, wobei der zeitliche Vorlauf in einer zentralen Steuerung (21) berechnet und gesteuert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der zentralen Steuerung (21) die Geschwindigkeiten und Positionen der florführenden Antriebe (7, 10, 12) und die Abgabegeschwindigkeit des Florerzeugers (3) erfaßt werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Florerzeuger und einem Vliesleger, wobei aus dem Flor ein Vlies mit einer über die Legebreite veränderlichen Dicke erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die florführenden Antriebe (7, 10, 12) des Vlieslegers (2) mit einer gemeinsamen Steuerung (21) zum einheitlichen Absenken oder Anheben des Geschwindigkeitsniveaus verbunden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (21) mit dem Antrieb (16) des Abnehmers (15) am Florerzeuger (3) und/oder dem Antrieb (19) einer dem Vliesleger (2) vorgeschalteten Fördervorrichtung (18) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die florführenden Antriebe (7, 10, 12) des Vlieslegers (2) als elektronisch steuerbare Antriebe, insbesondere Servoantriebe, ausgebildet sind.
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