DE60110429T2

DE60110429T2 - Anordnungen und verfahren zum stabilisieren von drehbaren schablonen zum pneumatischen prägen von warenbahnen

Info

Publication number: DE60110429T2
Application number: DE60110429T
Authority: DE
Inventors: William Laird; R. Kevin CROMPTON
Original assignee: Microfibers Inc
Current assignee: Microfibers Inc
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2021-08-04
Also published as: EP1305464A2; RU2004111504A; US6935229B2; RU2337192C2; ATE294272T1; RU2235153C1; US20020043162A1; WO2002012608A2; EP1305464B1; ES2239152T3; AU2001277246A1; DE60110429D1; WO2002012608A3

Description

GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft Systeme und Verfahren zum Prägen einer Oberfläche eines prägbaren Gewebes mittels eines Stroms Luft oder anderes Gas, und dadurch hergestellte geprägte Flockgewebe, und insbesondere Systeme und Verfahren zum Stabilisieren der Drehung einer zylindrischen Prägeschablone, die zum Prägen einer Oberfläche eines prägbaren Gewebes mittels eines Stroms Luft oder anderes Gas verwendet wird.
HINTERGRUND
Bei der Fertigung von Flockgewebe ist es gebräuchlich, eine Schicht Flockmaterial auf ein klebriges beschichtetes Substrat aufzubringen und die Oberfläche des Flockgewebes während dieses Prozesses mit ausgewählten Designs zu prägen. Konventionell kann der Prägeprozess durch einen von mehreren Prozessen unter Verwendung von speziellen Anlagen für solche Zwecke erreicht werden. Einer dieser Prägeprozesse ist Luftprägen. Beim Luftprägeprozess wird ein Substrat mit einem Klebstoff beschichtet. Noch während der Klebstoff feucht ist, wird er mit einer Schicht Flockfasern bedeckt, die die Flockschicht ausbilden. Das mit Klebstoff beschichtete Substrat mit den Flockfasern wird dann unter eine Schablone befördert, während sich der Klebstoff noch nicht gesetzt hat. Die Schablone, unter die sich die Anordnung bewegt, umfasst typischerweise einen langgestreckten Zylinder mit Perforationen, die in einem gewünschten Muster angeordnet sind, das in der Flockoberfläche auszubilden ist. Diese Prägeschablone wird typischerweise mit derselben Geschwindigkeit gedreht wie sich die Flockschicht darunter bewegt. In diese zylindrische Schablone eingeleitete Luft wird durch die Perforationen hindurch direkt nach unten gelenkt und bildet das Muster auf der Oberseite der Flockschicht aus. Durch Wahl einer bestimmten Anordnung der Perforationen in dem Sieb und durch die selektive Anwendung des Luftstroms durch die Perforationen hindurch werden Luftstrahlen aus der Schablone nach unten und auf die Oberfläche des Flockgewebes gelenkt. Da sich das Flockgewebe noch nicht im Klebstoff gesetzt hat, ändert der Luftstrom in ausgewählten Bereichen den Winkel der Flockfasern, die das Flockmaterial ausbilden, oder drückt sie im Wesentlichen nieder, so dass ein Muster ausgebildet wird, wenn sich die Schablone dreht und das Flockgewebe bewegt.
Es sind mannigfache Systeme nach dem Stand der Technik zur Durchführung von Luftprägen von Flockgeweben erhältlich. Viele solche Systeme sind im Allgemeinen zufriedenstellend zum Prägen von Designs auf eine prägbare Oberfläche des Gewebes, die keinen bedeutenden Grad an feiner Detaillierung erfordern. Typische Systeme nach dem Stand der Technik leiden jedoch an mannigfachen Unzulänglichkeiten, die ihren Nutzen zur Erzeugung von fein detaillierten Mustern begrenzen und die in geprägten Florgeweben resultieren, die geprägte Bereiche mit unerwünschten Artefakten und visuell unattraktiven Oberflächenmerkmalen aufweisen. Zum Beispiel sind mit einer konventionellen Luftprägeanlage erzeugte luftgeprägte Florgewebe typischerweise nicht im Stande, geprägte Merkmale mit einer sehr geringen charakteristischen Größe hervorzubringen, so dass so eine Anlage nicht im Stande ist, dem geprägten Gewebe eine Erscheinung mit einer feinen, detaillierten Oberflächenstruktur zu geben. Außerdem sind typische Luftprägesysteme nach dem Stand der Technik nicht im Stande, Luft unter einem kontrollierten, erwünschten Winkel (z.B. im Wesentlichen senkrecht zur Gewebeoberfläche) gegen die prägbare Oberfläche des Gewebes zu lenken, und sie erzeugen daher tendenziell geprägte Merkmale mit einem unscharfen oder unpräzisen Übergangsbereich zwischen den geprägten Merkmalen und den ungeprägten Bereichen der Oberfläche, was in einem begleitenden Mangel an Konturenschärfe und Definition der Gesamterscheinung des geprägten Gewebes resultiert.
Außerdem erzeugen typische Luftprägesysteme nach dem Stand der Technik tendenziell geprägte Gewebe mit über die Breite des Gewebes verteilten geprägten Merkmalen, die eine über die Breite des Gewebes ungleichförmige Erscheinung haben. Auch haben typische Luftprägesysteme nach dem Stand der Technik die Tendenz, Luft in einer zur Gewebeoberfläche diagonalen Richtung gegen die Oberfläche des Gewebes zu lenken, was in einer geprägten Oberfläche resultiert, in der die Florfasern eine Gesamtrichtungslage in Bezug auf das Substrat haben, was eine gestörte, unattraktive Erscheinung der geprägten Oberfläche erzeugt, welche Erscheinung das in der zum Prägen verwendeten Schablone vorgesehene Muster nicht richtig widerspiegelt.
Außerdem verwenden typische Luftprägesysteme nach dem Stand der Technik Prägeschablonen, die wegen Fertigungsfehlern/-toleranzen und/oder Beschädigung im Gebrauch häufig nicht rund drehen (d.h. die Distanz zwischen der Außenseite der Schablone und der Drehachse des Zylinders ist um den Umfang der Schablone herum nicht konstant), sondern vielmehr einen wesentlichen Grad an Rundlauffehler haben. Der Rundlauffehler während der Drehung vieler typischer Luftprägeschablonen nach dem Stand der Technik wird durch eine Abweichung von einer kreisförmigen Querschnittsform der Prägeschablone (gemessen in einer Ebene senkrecht zu ihrer Längsachse) und/oder eine Verschiebung der Drehachse der Schablone in Bezug auf die Längsmittellinie der Schablone verursacht. So ein Rundlauffehler bei Luftprägeschablonen nach dem Stand der Technik während der Drehung verursacht eine Abweichung in der minimalen Trennungsdistanz zwischen der prägbaren Oberfläche eines gerade geprägten Gewebes und dem an die prägbare Oberfläche angrenzenden Abschnitt der Außenseite der Schablone, durch den die Luft während des Prägens gelenkt wird. So eine Abweichung erzeugt tendenziell unerwrünschte Veränderungen im Definitionsgrad des geprägten Musters auf der Gewebeoberfläche und kann aufgrund von Kontakt der prägbaren Oberfläche des Gewebes mit der Außenseite des Zylinders während der Drehung außerdem unerwünschte Artefakte in dem geprägten Muster verursachen, was ein Niederdrücken der Florfasern des Gewebes an solchen Stellen verursacht. Der Rundlauffehler bei vielen Luftprägeschablonen nach dem Stand der Technik begrenzt außerdem die Trennungsdistanz zwischen der Außenseite des Prägezylinders und der prägbaren Oberfläche des Gewebes, die erreichbar ist, während Artefakte aufgrund von Kontakt des Gewebes mit der Außenseite der Prägeschablone während des Betriebs vermieden werden.
Einige Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung richten sich auf verbesserte Luftprägesysteme und -verfahren und verbesserte geprägte Gewebe, die unter Verwendung der Systeme und Verfahren erzeugt werden. Die vorliegende Offenbarung beschreibt mannigfache Luftprägesysteme, die verbesserte Luftlanzen verwenden, um Luft auf und durch eine gemusterte Schablone des Systems zu lenken, und/oder Schablonenstabilisatoren enthalten, um den Rundlauffehler bei Schablonen zu vermindern und die Gleichförmigkeit der Distanz, die den an das Gewebe angrenzenden Abschnitt der äußeren Prägefläche der Schablone während der Drehung von der prägbaren Oberfläche des Gewebes trennt, zu erhöhen. Die hierin beschriebenen verbesserten Luftlanzen und Prägesysteme sind in vielen Ausführungsformen im Stande, viele der oben erwähnten Unzulänglichkeiten von Prägesystemen nach dem Stand der Technik zu lösen und geprägte Gewebe zu erzeugen, die einen noch nie da gewesenen Grad an feiner Detaillierung, einen konturenscharfen Übergang zwischen unge prägten und geprägten Bereichen, Fehlen von unerwünschten Artefakten aufgrund von Ungleichförmigkeit in der Distanz, die den an das Gewebe angrenzenden Abschnitt der Schablone während der Drehung von dem Gewebe trennt, und Gleichförmigkeit des Musters über die Breite des geprägten Gewebes aufweist.
Die vorliegende Erfindung umfasst in einigen Ausführungsformen ein verbessertes Luftprägesystem, das im Stande ist, verglichen mit der Leistung von typischen, konventionellen Luftprägesystemen einen noch nie da gewesenen Grad an feiner Detaillierung, einen konturenscharfen Übergang zwischen ungeprägten und geprägten Bereichen, einen hohen Grad an Gleichförmigkeit über die Breite des geprägten Gewebes und Fehlen von unerwünschten Artefakten aufgrund von Ungleichförmigkeit der Distanz, die den an das Gewebe angrenzenden Abschnitt der Schablone während der Drehung von dem Gewebe trennt, zu erzeugen. Ein System zum Prägen einer Oberfläche eines prägbaren Gewebes mittels Gas, mit einer zylindrischen Schablone, die eine Innenseite und eine dem Gewebe zugewandte Seite aufweist, und einer Lanze, die mindestens eine Düse enthält, die in Bezug auf die Innenseite der Schablone so darauf angeordnet ist, dass sie einen Strom des Gases ausstoßen kann, so dass das Gas gelenkt wird, mindestens eine Öffnung in der Schablone zu durchlaufen und, wenn das System in Betrieb ist, auf die prägbare Oberfläche des Gewebes aufzutreffen, wobei der Gasstrom genug Geschwindigkeit und Bündelung hat, um in einem Muster, das einem die mindestens eine Öffnung in der Schablone kennzeichnenden Muster entspricht, sichtbare Prägevertiefungen in der Oberfläche des Gewebes zu erzeugen, ist aus der US-A-3916823 bekannt.
Ein erfindungsgemäßes System zum Prägen einer Oberfläche eines prägbaren Gewebes mittels Gas in Übereinstimmung mit der Erfindung ist durch mindestens einen Schablonenstabilisator gekennzeichnet, der betreibbar ist, während des Betriebs des Systems eine Kraft auf die Innenseite der Schablone auszuüben, um Veränderungen in einer Distanz, die die prägbare Oberfläche des Gewebes und einen direkt daran angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Seite der Schablone trennt, während der Drehung der Schablone zu vermindern. Die mindestens eine Düse des Luftprägesystems kann eine charakteristische Mündungsabmessung haben, die wesentlich kleiner als diejenige von konventionellen Luftlanzendüsen ist. Das offenbarte Luftprägesystem kann außerdem Luftlanzen enthalten, deren Düsen sehr nahe an der prägbaren Oberfläche eines gerade geprägten Gewebes angeordnet sind, wesentlich näher als es für bei konventionellen Luftprägesystemen verwendete Luftlanzen typisch ist, und in einigen bevorzugten Ausführungsformen können die Düsen in direktem Kontakt mit einer Innenseite der Luftprägeschablone stehen. Die Luftlanze kann außerdem eine oder mehrere Düsen, die eine charakteristische Mündungsabmessung haben, die wesentlich kleiner als eine charakteristische Länge der Düsen ist, oder eine oder mehrere Düsen in Form eines länglichen Schlitzes aufweisen, der in Bezug auf die Luftlanze so orientiert ist, dass er im Wesentlichen über die ganze Breite des gerade geprägten Gewebes angeordnet werden kann. Die Luftlanze des Prägesystems kann außerdem eine düsenbildende Komponente enthalten, die vom Hauptkörper der Luftlanze trennbar ist und die es ermöglicht, die Düse(n) der Luftlanze sehr nahe am Gewebe anzuordnen, wenn die Luftlanze in Betrieb ist, und kann außerdem bewirken, dass in der Luftlanze strömende Luft umgelenkt wird, so dass sie aus der oder den Düse(n) ausgestoßen wird, so dass ein wesentlicher Bruchteil des Luftstroms im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des gerade geprägten Gewebes gelenkt wird. In alternativen Ausführungsformen enthält die Luftlanze ein oder mehr Leitbleche oder Luftumlenkelemente, die dazu dienen, in der Luftlanze strömende Luft abzulenken, so dass sie die Düse(n) durchläuft und unter einem Winkel, der in Bezug auf die Längsachse der Luftlanze wesentlich größer als der Winkel eines Luftstroms ist, der von einer Düse einer mit Ausnahme des Luftumlenkelements oder Leitblechs im Wesentlichen äquivalenten Luftlanze ausgestoßen wird, auf die prägbare Oberfläche des Gewebes gelenkt wird. Einige der Luftlanzen in dem beschriebenen System können eine Kombination mehrerer oder aller oben beschriebenen Merkmale aufweisen.
Die US-A-4497249 offenbart eine Maschine (vorzugsweise eine Druckmaschine) mit einem flexiblen Drehsieb und einer Anordnung, die das Sieb innen gegen Verformung abstützt, insbesondere um das Sieb in seinem Querschnitt rund zu halten.
Es folgt eine Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:
1a eine schematische Perspektivansicht eines ungeprägten Florgewebes ist;
1b eine schematische Querschnittsdarstellung des in 1a gezeigten Flor gewebes ist;
2a eine schematische Perspektivansicht eines in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugten geprägten Florgewebes ist;
2b eine schematische Querschnittsdarstellung des geprägten Florgewebes von 2a ist;
2c eine schematische Querschnittsdarstellung eines geprägten Florgewebes ist, das dem in 2b gezeigten ähnlich ist, außer dass es mittels einer Luftprägetechnik nach dem Stand der Technik erzeugt wurde;
3 eine schematische Skizze eines Prozesses zum Prägen eines Florgewebes in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung ist;
4a eine schematische Perspektivansicht eines Luftprägesystems zum Erzeugen eines geprägten Musters auf einem Florgewebe, wie von rechts gesehen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung ist;
4b eine schematische Perspektivansicht eines Luftprägesystems zum Erzeugen eines geprägten Musters auf einem Florgewebe, wie von links gesehen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung ist;
4c eine schematische Perspektivansicht eines Luftprägesystems zum Erzeugen eines geprägten Musters auf einem Florgewebe, wie von unterhalb des Gewebes gesehen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung ist;
4d eine schematische Darstellung eines Prägezylinders zum Erzeugen eines geprägten Musters auf einem Florgewebe in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung ist;
5a eine schematische Querschnittsdarstellung von bestimmten Komponenten des Luftprägesystems von 4a-4c einschließlich einer darin montierten Luftlanze ist;
5b eine schematische Querschnittsdarstellung von bestimmten Komponenten des Luftprägesystems von 4a-4c einschließlich einer darin montierten Luftlanze ist, die eine Ausführungsform darstellt, in der die Düse der Luftlanze direkten Kontakt mit der Innenseite der Prägeschablone hat;
5c eine schematische Querschnittsdarstellung von bestimmten Komponenten des Luftprägesystems von 4a-4c einschließlich einer darin montierten Luftlanze ist, die eine Anordnung darstellt, um einen Schablonenstabilisator bereitzustellen, während eine Trennungsdistanz ungleich null zwischen der Düse der Luftlanze und der Innenseite der Prägeschablone aufrechterhalten wird;
5d eine schematische Querschnittsdarstellung von bestimmten Komponenten des Luftprägesystems von 4a-4c einschließlich einer unstabilisierten Prägeschablone in einer ersten Drehstellung ist, in der ein an die prägbare Oberfläche des Gewebes angrenzender Abschnitt der Außenseite der Schablone und die prägbare Oberfläche des Gewebes Kontakt haben;
5e eine schematische Darstellung des Luftprägesystems von 5d ist, wobei die rotierende Schablone in einer Drehstellung ist, in der der direkt an die Oberfläche des prägbaren Gewebes angrenzende Abschnitt der Außenseite der Schablone um eine maximale Distanz von der Oberfläche des prägbaren Gewebes getrennt ist;
5f eine schematische Darstellung der Komponenten des in 5d und 5e gezeigten Luftprägesystems ist, in der die rotierende Schablone so angeordnet ist, dass sie mit einem Schablonenstabilisator Kontakt hat;
6a eine schematische Darstellung einer Luftverteillanze zur Verwendung in einem Luftprägeprozess in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung ist, wie von der Unterseite gesehen;
6b eine schematische Darstellung der Luftverteillanze von 6a ist, wie von der Seite gesehen;
6c eine Querschnittsansicht der Luftverteillanze von 6a ist;
6d eine Querschnittsansicht einer ersten alternativen Ausführungsform der Luftverteillanze von 6a ist;
6e eine Querschnittsansicht einer ersten alternativen Ausführungsform der Luftverteillanze von 6a ist;
6f eine Querschnittsansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform der Luftverteillanze von 6a ist;
6g eine Querschnittsansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform der Luftverteillanze von 6a ist;
7a eine schematische Darstellung einer Luftverteillanze zur Verwendung in einem Luftprägeprozess in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist, wie von der Unterseite gesehen;
7b eine schematische Darstellung der Luftverteillanze von 7a ist, wie von der Seite gesehen;
7c eine Querschnittsansicht der Luftverteillanze von 7a ist;
7d eine Querschnittsansicht der Luftverteillanze von 7a ist;
7e eine Querschnittsansicht der Luftverteillanze von 7a ist;
8a eine schematische Darstellung einer Luftverteillanze zur Verwendung in einem Luftprägeprozess in Übereinstimmung mit noch einer Ausführungsform der Erfindung ist, wie von der Unterseite gesehen;
8b eine schematische Darstellung der Luftverteillanze von 8a ist, wie von der Seite gesehen;
8c eine Querschnittsansicht der Luftverteillanze von 8a ist;
8d eine Querschnittsansicht der düsenbildenden Komponente der Luftverteillanze von 8a ist;
8e eine Querschnittsansicht der Luftverteillanze von 8a ist;
8f eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der Luftverteillanze von 8a ist;
8g eine Querschnittsansicht der düsenbildenden Komponente der Luftverteillanze von 8e ist;
9a eine schematische Darstellung des Luftumlenkelements der Luftlanze von 8a ist;
9b eine Querschnittsansicht des Luftumlenkelements von 9a ist;
10a eine schematische Perspektivansicht eines Luftprägesystems zum Erzeugen eines geprägten Musters auf einem Florgewebe, wie von rechts gesehen, einschließlich eines Schablonenstabilisators darin, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung ist; und
10b eine schematische Perspektivansicht des Luftprägesystems von 10a ist, wie von links gesehen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung beschreibt mannigfache verbesserte Luftprägesysteme und -verfahren zum Betrieb von Luftprägesystemen, einschließlich Ausführungsformen, die im Stande sind, die Leistung solcher Systeme zu erhöhen, und in der Erzeugung von geprägten Geweben resultieren, die einen noch nie da gewesenen Grad an feiner Detaillierung und Gleichförmigkeit des geprägten Musters sowie Fehlen von unerwünschten Artefakten in dem geprägten Muster aufweisen. Wie sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung deutlicher ergibt, ist ein wichtiger Faktor bei der Leistung von Luftprägesystemen die Gestaltung und Anordnung der Luftlanze, die die Luft durch eine gemusterte Schablone und auf die Oberfläche des Gewebes verteilt, innerhalb des Systems. Die vorliegende Offenbarung beschreibt im Kontext einiger Ausführungsformen mannigfache verbesserte Luftlanzengestaltungen und verbesserte Systeme zum Anordnen der Luftlanze in Bezug auf die Schablone und das Gewebe.
Die vorliegende Erfindung ist allgemein auf Verfahren und Systeme zum Luftprägen eines prägbaren Gewebes gerichtet. In den nachfolgenden Ausführungsformen wird die Erfindung zwar im Kontext von prägbaren Geweben beschrieben, die geflockte Florgewebe aufweisen, selbstverständlich ist die Erfindung aber nicht in dieser Weise beschränkt und umfasst ein prägbares Gewebe wie hierin verwendet ein beliebiges Gewebe mit mindestens einer prägbaren Oberfläche. Eine "prägbare Oberfläche" bezieht sich auf eine Oberfläche, die durch einen darauf auftreffenden Luftstrom dauernd oder vorübergehend sichtbar verändert werden kann. Außerdem wird die vorliegende Erfindung zwar so beschrieben, dass sie Luft zum Prägen einer prägbaren Oberfläche eines Gewebes verwendet, selbstverständlich kann Luft aber durch andere Gase ersetzt werden, wie für den Fachmann ersichtlich ist.
In einigen Ausführungsformen können die offenbarten Luftprägesysteme zwar eine Luftlanze enthalten, die einen Luftstrom direkt auf die prägbare Oberfläche eines prägbaren Gewebes lenkt, um ein Muster darauf auszubilden, in bevorzugten Ausführungsformen wird der Luftstrom aus der Luftlanze aber durch eine Schablone gelenkt, bevor er auf die Oberfläche des Gewebes auftrifft. Eine "Schablone" wie hierin verwendet definiert eine gasundurchlässige Oberfläche mit einer Vielzahl von Öffnungen darin, die in einem Muster auf der Oberfläche orientiert sind. Die aus der Luftlanze auf die Oberfläche der Schablone gelenkte Luft wird bei solchen Systemen durch die feste, gasundurchlässige Schablone unterbrochen, durchläuft die Öffnungen in der Schablone aber relativ frei und bildet somit ein geprägtes Muster auf der Oberfläche des Gewebes, das durch das Muster der Öffnungen in der Schablone diktiert wird. Schablonen zur Verwendung im Kontext der Erfindung können ebene oder zylindrische Oberflächen aufweisen, und die Oberflächen können während des Betriebs des Luftprägesystems in Bezug auf die prägbare Oberfläche des Gewebes stationär oder beweglich sein. Bevorzugte Systeme verwenden eine drehbare, hohlzylindrische Schablone, die im Wesentlichen über die ganze Breite der prägbaren Oberfläche des Gewebes angeordnet ist und eine darin angeordnete Luftlanze aufweist.
Eine "Luftlanze" wie hierin verwendet bezieht sich allgemein auf eine Leitung, einen Verteiler oder ein anderes Objekt, das einen Luftstrom auf die Oberfläche einer Schablone und/oder eines prägbaren Gewebes lenken kann. In bevorzugten, nachfolgend im Detail beschriebenen Ausführungsformen weist die Luftlanze eine langgestreckte Leitung auf, die sich im Wesentlichen über die ganze Breite des Gewebes erstreckt, das mittels des Systems geprägt wird, und die mindestens eine Düse zum Lenken des Luftstroms enthält. Eine "Düse" wie hierin verwendet bezieht sich auf die kleinste Mündung in der Luftlanze, durch die ein Luftstrom hindurchgeht. Eine "Mündung" oder "Öffnung", wie hierin im Kontext der Düse oder Düsen verwendet, bezieht sich auf eine ebene oder mit Konturen versehene Grenzflächenzone, die einen Übergang zwischen einem Bereich der Luftlanze, in dem der Luftstrom durch im Wesentlichen parallel ausgerichtete Oberflächen auf mindestens zwei benachbarte und gegenüberliegende Seiten beschränkt wird, was eine kleinste Querschnittsabmessung des Luftstroms definiert, oder eine Komponente in der Koordinatenrichtung parallel dazu hat, aber eine Gesamtorientierung hat, die in Bezug auf die Richtung des Massenflusses des Luftstroms gewinkelt ist, und einem Bereich bildet, der außerhalb der Luftlanze liegen kann, wobei der Luftstrom auf mindestens einer von zwei solchen benachbarten und gegenüberliegenden Seiten unbeschränkt ist.
Wie nachfolgend detaillierter gezeigt, können einige der offenbarten Luftlanzen eine Vielzahl von diskreten Düsen enthalten, zum Beispiel eine Vielzahl von Düsen, die individuelle Löcher in der Luftlanze enthalten, die jeweils einen Luftstrom gegen die Oberfläche eines prägbaren Gewebes lenken. In solchen Ausführungsformen weist jedes dieser Löcher eine "Düse" auf. Für Ausführungsformen, in denen die Düsen nicht alle dieselbe Größe haben oder in denen die Luftlanze eine Düse mit einer charakteristischen Abmessung enthält, die entlang der Länge der Luftlanze ungleichförmig ist, bezieht sich die "kleinste Mündung in der Luftlanze, durch die ein Luftstrom hindurchgeht", was eine "Düse" definiert, auf die kleinste Mündung in der Lanze, durch die irgendein Teil oder irgendeine Komponente des Luftstroms hindurchgeht. Mit anderen Worten, für Ausführungsformen, die eine Düse oder Düsen enthalten, die ungleichförmige Größe haben, wie oben beschrieben, weist die kleinste Mündung, durch die irgendein gegebenes Molekül oder Atom des Luftstroms hindurchgeht, ehe es aus der Luftlanze austritt, eine "Düse" auf.
In bevorzugten Ausführungsformen sind die Düse oder Düsen in der Luftlanze so konstruiert und angeordnet, dass sie einen Luftstrom durch mindestens eine Öffnung in einer Schablone und auf eine prägbare Oberfläche des Gewebes lenken. Der Ausdruck "konstruiert und angeordnet, einen Luftstrom durch mindestens eine Öffnung in einer Schablone und auf eine prägbare Oberfläche eines Gewebes zu lenken", wie hierin verwendet, bezieht sich auf die Düse(n), die so bemessen und im Luftprägesystem angeordnet ist bzw. sind, dass mindestens ein Teil eines von der oder den Düse(n) ausgestoßenen Luftstroms durch eine Öffnung der Schablone und auf die prägbare Oberfläche des Gewebes gelenkt wird.
Konventionelle Luftlanzen nach dem Stand der Technik, die zum Luftprägen von Geweben verwendet werden, weisen typischerweise eine lange Rohrleitung mit einer einzigen Reihe Löcher auf, die sich der Länge nach entlang des Rohres erstrecken, so dass sie die Breite des Gewebes überqueren, wenn die Luftlanze für Gebrauch angeordnet ist. Die Löcher, die die Düsen der Luftlanze aufweisen, haben in Gestaltungen nach dem Stand der Technik typischerweise relativ große Durchmesser (z.B. größer als ungefähr 6,35 mm (0,25 Inch) Durchmesser). Die durch die Düsen in der Luftlanze ausgebildete offene Fläche ist bei konventionellen Gestaltungen außerdem mindestens ungefähr 40 % der Innenquerschnittsfläche des Hauptkörpers der Luftlanze. Außerdem sind bei konventionellen Luftprägesystemen die Düsen im Abstand von der Schablone angeordnet, durch die die Luft über eine relativ große Distanz von mindestens ungefähr 1 Inch gelenkt wird.
Die oben beschriebenen konventionellen Luftlanzengestaltungen sind nicht gut geeignet zur Erzeugung von fein detaillierten geprägten Mustern in Geweben, welche Muster über die Breite des geprägten Gewebes eine gleichförmige visuelle Erscheinung haben. Solche fein detaillierten geprägten Muster in Geweben sind am Markt höchst erwünscht und werden durch viele der hierin offenbarten verbesserten Systeme und Verfahren ermöglicht und bereitgestellt. Die Luftlanzen und Luftprägesysteme, die die hierin offenbarten Luftlanzen verwenden, können mannigfache Verbesserungen gegenüber dem oben beschriebenen System nach dem Stand der Technik enthalten, welche Verbesserungen, allein oder in Kombination, viele der oben erwähnten Probleme lösen können, die den Systemen nach dem Stand der Technik innewohnen.
Zum Beispiel können einige Ausführungsformen der offenbarten Luftprägesysteme Luftlanzen enthalten, die so gestaltet sind, dass die Distanz, die die Düse(n) von der Schablone trennt, wesentlich kleiner als diejenige für Systeme nach dem Stand der Technik ist. In Kombination mit dem Obigen oder in anderen Ausführungsformen können die Luftprägesysteme Luftlanzen enthalten, die eine oder mehrere Düsen mit einer charakteristischen Abmessung kleiner als typische Düsengrößen nach dem Stand der Technik aufweisen. In Kombination mit dem Obigen oder in anderen Ausführungsformen können die Luftlanzen eine oder mehrere Düsen mit einer gesamten offenen Fläche enthalten, die in Bezug auf eine Querschnittsfläche einer Leitung, die der Hauptkörper der Luftlanze aufweist, wesentlich kleiner ist als für typische Luftlanzen nach dem Stand der Technik. In Kombination mit dem Obigen oder in anderen Ausführungsformen kann ein Prägeverfahren verwendet werden, das umfasst, aus der oder den Düse(n) der Luftlanze einen Luftstrom mit einer Geschwindigkeit auszustoßen, die wesentlich höher ist als die, die mittels konventioneller Luftprägesysteme erzeugt werden kann. In Kombination mit dem Obigen oder in anderen Ausführungsformen können die Luftlanzen außerdem eine oder mehrere Düsen enthalten, die in Gestalt eines durchgehenden Schlitzes ausgebildet sind, im Gegensatz zu den diskreten Löchern, die Düsen aufweisen, die typischerweise in konventionellen Luftlanzen enthalten sind. In Kombination mit dem Obigen oder in anderen Ausführungsformen können die Luftlanzen Luftumlenkelemente oder Leitbleche und/oder Düsen enthalten, die so geformt sind, dass sie einen fokussierteren und gebündelteren Luftstrom dadurch hindurch erzeugen als konventionelle Luftlanzendüsen. In Kombination mit dem Obigen oder in anderen Ausführungsformen können ein oder mehr Schablonenstabilisatoren vorgesehen werden, die dafür eingerichtet sind, während des Betriebs eine Kraft auf eine rotierende Schablone des Systems auszuüben, wodurch Veränderungen in der Distanz, die die prägbare Oberfläche eines gerade mit dem System geprägten Gewebes und den direkt an die prägbare Oberfläche angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Oberfläche der Schablone trennt, während der Drehung der Schablone vermindert werden können.
Bestimmte oben erwähnte erfinderische Merkmale, wenn allein oder in Kombination mit einem anderen der oben erwähnten Merkmale oder in Kombination mit anderen erfinderischen Merkmalen der nachfolgend detaillierter beschriebenen Luftprägesysteme und/oder in Kombination mit Merkmalen der in der Technik bekannten Luftprägesys teme verwendet, können viele der Probleme im Zusammenhang mit typischen Luftprägesystemen nach dem Stand der Technik lösen. Zum Beispiel können die hierin offenbarten Luftprägesysteme und Luftlanzen in einigen Ausführungsformen einen Gewebe prägenden Luftstrom mit einem hohen Grad an Bündelung, einem geringen Grad an Turbulenz und einer hohen Strömungsgeschwindigkeit erzeugen, was bessere Definition und feinere Details in den mit den erfinderischen Systemen geprägten Gewebeoberflächen ergibt. Die offenbarten Systeme können in einigen Ausführungsformen außerdem Luftlanzen enthalten, die einen Luftstrom mit einer gleichmäßigeren und gleichförmigeren Luftstrom-Geschwindigkeitsverteilung über die ganze Breite des Luftlanzen-Düsenbereichs ausstoßen können als es bei typischen Luftlanzen nach dem Stand der Technik erreichbar ist. Die offenbarten Luftprägesysteme können in einigen Ausführungsformen außerdem sichtbare Prägeartefakte vermindern oder im Wesentlichen beseitigen, die in einem geprägten Gewebe vorhanden sind und durch die Form und Gestaltung von typischen Luftlanzen-Düsengestaltungen erzeugt werden, die bei konventionellen Luftlanzen verwendet werden. Außerdem können einige Ausführungsformen der offenbarten Luftprägesysteme sichtbare Prägeartefakte im Wesentlichen beseitigen oder vermindern, die in einer geprägten Gewebeoberfläche vorhanden sind und durch Luft erzeugt werden, die diagonal auf die Oberfläche des Gewebes auftrifft, was eine gesamte sichtbare Richtwirkung der Oberfläche und eine resultierende Störung des geprägten Musters erzeugt, die unerwünscht ist. Außerdem können einige Ausführungsformen der offenbarten Luftprägesysteme sichtbare Prägeartefakte beseitigen oder vermindern, die durch Ungleichförmigkeit in der Distanz erzeugt werden, die den direkt an das Gewebe angrenzenden Abschnitt der Schablone und die prägbare Oberfläche des Gewebes während der Drehung der Schablone trennt.
Ein konventionelles Flockgewebe 10, das ungeprägt ist, ist in 1a und im Querschnitt in 1b gezeigt. Das Gewebe besteht aus einer Substratschicht 12, die mit einer Klebstoffschicht 14 bedeckt ist, die wiederum mit einer Florschicht 16 bedeckt ist, die aus einer Vielzahl von kurzen Stücken Florfaser 18 besteht, die an der Klebstoffschicht 14 kleben. Wie in 1b für ein ungeprägtes Florgewebe gezeigt, sind die individuellen Florfasern 18 typischerweise im Wesentlichen parallel zueinander und im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Klebstoffschicht 14 orientiert, in die sie eingebettet sind.
Das gezeigte Substrat 12 besteht aus einem gewebten Gewebe, das durch Kettfäden 21 und Füllfäden 23 ausgebildet wird. Das Substrat 12 kann aus mannigfachen gewebten Materialien ausgebildet werden, einschließlich Natur- und/oder Synthesefasern oder Kombinationen davon. In einer bestimmten Ausführungsform kann das Substrat eine Polybaumwollmischung von 65%/35% mit einem Gewicht in der Größenordnung von 0,102 bis 0,119 kg/m² (3,0 bis 3,5 Unzen/Quadratyard) aufweisen. In dem Ausführungsbeispiel ist zwar ein gewebtes Gewebe als Substrat gezeigt, selbstverständlich kann aber in anderen Ausführungsformen das Substrat 12 irgendeine Art von Material sein, das zum Beflocken mit einer Florschicht geeignet ist, wie z.B. mannigfache gewebte Gewebe, ungewebte Gewebe, gestrickte Gewebe, poröse oder nicht poröse Kunststoff- und Papierbögen und dergleichen, wie für den Fachmann ersichtlich ist.
Die Klebstoffschicht 14 kann irgendein konventioneller Klebstoff sein, der in der Technik zur Verwendung bei der Herstellung von Flockflorgeweben bekannt ist. Solche Klebstoffe umfassen eine große Vielfalt von Klebstoffen auf Wasserbasis und/oder auf Basis von nichtwässrigen Lösungsmitteln. Wie für den Fachmann ersichtlich ist, können die Klebstoffe weiterhin Komponenten wie z.B. Viskositätsmodifizierer, Plastizierer, wärmehärtende Harze, Aushärtekatalysatoren, Stabilisatoren und andere Zusatzstoffe enthalten, die in der Technik bekannt sind. Die Viskosität und Zusammensetzung des gewählten Klebstoffs kann in Übereinstimmung mit Kriterien gewählt werden, die für den Fachmann leicht ersichtlich sind, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, der Porosität und Zusammensetzung des Substrats 12, der gewünschten Aushärtezeit und verwendeten Technik, dem bestimmten Verfahren, Florfasern 18 auf den Klebstoff aufzubringen, dem Endgewicht und dem Griff des gewünschten Gewebes, usw. In einer bestimmten Ausführungsform weist die Klebstoffschicht 14 einen Acrylpolymer-Klebstoff auf, der so auf das Substrat 12 aufgebracht wird, dass er eine im Wesentlichen gleichförmige Dicke und eine Beschichtungsdichte von ungefähr 0,068 bis 0,102 kg/m² (2,0 bis 3,0 Unzen/Quadratyard) des Florgewebes hat. Für eine detailliertere Erörterung von Klebstoffen und verschiedenen Zusatzstoffen, die zum Ausbilden der Klebstoffschicht 14 verwendet werden können, wird der Leser auf das US-Patent Nr. 3,916,823 für Halloran verwiesen.
Die Florfasern 18, die die Florschicht 16 aufweist, können in Übereinstimmung mit den bestimmten gewünschten Eigenschaften des Florgewebes 10 ähnlich aus einer großen Vielfalt von Natur- und/oder Synthesefasern bestehen. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Florschicht 16 aus Florfasern 18, die aus synthetischem Polymermaterial gebildet sind. In noch mehr bevorzugten Ausführungsformen weisen die Florfasern 18 Nylonfasern auf. Die Fasern 18 zum Beflocken können naturfarben oder gefärbt sein, je nach der bestimmten Anwendung, und die Florschicht 16 kann aus Florfasern 18, die alle dieselbe Farbe haben, so dass eine Floraußenseite 16 mit einer Vollfarbe gebildet wird, oder aus einer Vielzahl von Florfasern 18 mit unterschiedlichen Farben gebildet sein, so dass eine mehrfarbige Floraußenseite 16 gebildet wird. Zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung, bei der ein gedrucktes Muster auf das Florgewebe übertragen wird, wird bevorzugt, Florfasern mit derselben Farbe oder ungefärbte Florfasern zu verwenden.
Die Länge der Florfasern 18, ihr Denier und die Anzahldichte der Florfasern auf der Klebstoffschicht 14 können über einen relativ großen Bereich variiert werden und so gewählt werden, dass sie ein Florgewebe mit erwünschten Eigenschaften für eine bestimmte Anwendung ergeben, wie für den Fachmann ersichtlich ist. In einer typischen Ausführungsform können die Florfasern 18 eine Gesamtlänge zwischen ungefähr 0,635 mm (0,025 Inch) und ungefähr 2,032 mm (0,08 Inch) (noch mehr bevorzugt zwischen ungefähr 1,106 mm (0,04 Inch) und ungefähr 1,651 mm (0,065 Inch)), ein Denier zwischen ungefähr 0,45 und 3,5 und eine Gesamtflordichte von zwischen ungefähr 0,034 kg/m² bis ungefähr 0,119 kg/m² (1,0 bis ungefähr 3,5 Unzen/Quadratyard) des Gewebes haben. Wie nachfolgend detaillierter erörtert wird, kann die Florschicht 16 durch mannigfache Verfahren, die in der Technik üblich sind, auf das mit Klebstoff beschichtete Substrat aufgebracht werden, einschließlich der Verwendung einer Flockaufbringungsanlage vom Typ Klopfstange oder einer elektrostatischen Beflockungsanlage, wie z.B. im US-Patent Nr. 5,108,777 für Laird und mit einem gemeinsamen Inhaber detaillierter beschrieben. Ein gedrucktes Muster kann ebenfalls durch mannigfache konventionelle Techniken auf das Flockgewebe übertragen werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Siebdruck, Transferpapierdruck, Malen, Spritzen usw., wie für den Fachmann ersichtlich.
2a-2b zeigen ein Flockgewebe 20, das für das Gewebe typisch ist, das mittels erfinderischer Luftprägesysteme und -verfahren luftgeprägt wurde, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt werden. Die Florschicht 16, die die prägbare Oberfläche des Gewebes 20 aufweist, enthält eine Vielzahl von luftgeprägten Merkmalen 22. Die luftgeprägten Merkmale 22 sind durch niedergedrückte oder anders umorientierte Florfasern gekennzeichnet. Angrenzend an die geprägten Merkmale 22 und diese trennend liegen ungeprägte Abschnitte 24 der Gewebeoberfläche, die durch Florfasern 18 gekennzeichnet sind, die sich im Wesentlichen senkrecht von der Klebstoffschicht 14 her erstrecken.
Die Orientierung der Florfasern in den luftgeprägten und ungeprägten Abschnitten des Gewebes erkennt man deutlicher in der Querschnittsansicht von 2b. 2c zeigt ein ähnliches geprägtes Florgewebe 30, das für diejenigen typisch ist, die in Übereinstimmung mit konventionellen Luftprägesystemen und -verfahren nach dem Stand der Technik erzeugt werden. Ein Vergleich des erfinderischen luftgeprägten Gewebes 20 und des konventionell erzeugten luftgeprägten Gewebes 30 zeigt mehrere wichtige Unterschiede. Erstens können die erfinderischen luftgeprägten Gewebe geprägte Merkmale haben, die die kleinsten, am feinsten detaillierten geprägten Merkmale mit einer charakteristischen Abmessung sind, die wesentlich kleiner als diejenige ist, die mit konventionellen Systemen und Verfahren erreichbar sind. Zum Beispiel enthält das geprägte Gewebe 20 ein kleinstes geprägtes Merkmal 26 mit einer kleinen charakteristischen Abmessung 28. Im Gegensatz dazu hat das durch ein konventionelles System erzeugte entsprechende geprägte Merkmal 36 eine charakteristische Abmessung 38, die typischerweise viel größer ist. Eine "charakteristische Abmessung" eines geprägten Merkmals, wie hierin verwendet, bezieht sich auf die kleinste Querschnittsabmessung des Merkmals, wie von einem ersten Rand 27 eines ungeprägten Abschnitts der Florschicht 16 quer über das Merkmal zu einem zweiten Rand 29 eines anderen ungeprägten Bereichs auf der entgegengesetzten Seite des Merkmals gemessen.
Man erkennt außerdem durch Vergleich der größeren geprägten Merkmale von 2b und 2c, dass das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung erzeugte Gewebe 20 einen wesentlich höheren Grad an visuellem Kontrast zwischen Fasern in dem umorientierten Bereich 25 und den angrenzenden ungeprägten Bereichen 24 der Florschicht 16 hat als das in Übereinstimmung mit konventioneller Luftprägetechnik erzeugte Gewebe 30. Speziell sind die umorientierten Fasern im umorientierten Bereich 25 bei dem erfinderischen Gewebe 20 deutlich stärker auf das Substrat niedergedrückt. Außerdem kann die Distanz 31, die die niedergedrückten Fasern des umorientierten Abschnitts 25 und die im Wesentlichen senkrechten Fasern eines angrenzenden ungeprägten Abschnitts 24 trennt, sehr klein und deutlich kleiner sein als die äquivalente Distanz 37 des Gewebes 30, die typischerweise mittels konventioneller Luftprägetechnik erreichbar ist. Daher können die durch die hierin beschriebenen Luftprägesysteme und -verfahren erzeugten luftgeprägten Gewebe einen noch nie da gewesenen Grad an feinen Details und einen noch nie da gewesenen Grad an Schärfe und visuellem Kontrast zwischen geprägten und ungeprägten Abschnitten des Florgewebes haben, was geprägte Muster und visuelle Effekte ergibt, die mit Luftprägesystemen früher unerreichbar waren und nur durch Verwendung von teureren Walzprägetechniken erzeugbar waren.
3 veranschaulicht ein bevorzugtes Verfahren zum Ausbilden und Prägen eines Flockflorgewebes. Das in 3 gezeigte Produktionssystem 100 für geprägtes Gewebe kann mit Ausnahme der nachfolgend im Detail beschriebenen erfinderischen Modifikationen am Luftprägesystem 109 im Wesentlichen eine konventionelle Gestaltung haben und kann durch Verfahren betrieben werden, die dem Fachmann bekannt sind. Solche Verfahren und Systeme zum Luftprägen wurden im Stand der Technik ausgedehnt verwendet und sind detaillierter zum Beispiel im US-Patent Nr. 3,916,823 für Halloran beschrieben. Der Prozess zur Herstellung eines geprägten Florgewebes, zum Beispiel ähnlich dem vorher in 2a gezeigten Gewebe 20, kann wie nachfolgend beschrieben stattfinden. Eine Rolle 102 eines Substrats 12 kann in einer durch den Pfeil 105 angezeigten Richtung mittels konventioneller Motorantriebsmechanismen für steuerbaren Antrieb einer Rolle (z.B. einer Aufnahmerolle 120) oder beider Rollen unter Spannung von der Substratrolle 102 zur Aufnahmerolle 120 befördert werden. Das Gewebe kann entlang des Bearbeitungsweges mittels einer Reihe von Stützrollen 104 geführt und gestützt werden. In anderen Ausführungsformen kann statt oder zusätzlich zu dem Befördern des Gewebes mittels motorgetriebener Drehung der Aufnahmerolle/Substratrolle das Gewebe mittels eines konventionellen Fördersystems wie z.B. einem Riemen- oder Plattenbandförderer durch das System bewegt werden. Mittels eines konventionellen Klebstoffapplikators 106, zum Beispiel einem Walzenbeschichter, einem Vorhangbeschichter, einer Rakel, einem Druckverfahren usw. wird dann eine Klebstoffschicht auf das Substrat 12 aufgebracht. Typischerweise wird der Klebstoff mittels einer Rakel auf das Substrat aufgebracht, obwohl auch andere Verfahren wie z.B. Drucken, Farbsprühen und Siebdruck verwendet werden können. In einer be vorzugten Ausführungsform wird auf die ganze Oberseite des Substrats 12 eine Klebstoffschicht aufgebracht.
Das jetzt mit einer Klebstoffschicht beschichtete Substrat 12 wird dann zu einer Beflockungskammer 108 geleitet, die einen Florapplikator 110 enthält. Wie zur Erzeugung von Flockgewebe üblich, wird in der Beflockungskammer 108 mittels einer Menge von Fasern 18 eine Beflockungsschicht ausgebildet. Üblicherweise, und wie hierin beschrieben, kann dieses Aufbringen durch konventionelle Klopfstangen-Techniken oder elektrostatische Techniken erreicht werden, bei denen die Enden der Florfasern 18 im Wesentlichen an der Klebstoffschicht festkleben. In bevorzugten Ausführungsformen werden die Florfasern 18 im Wesentlichen senkrecht zu der Klebstoffschicht orientiert. In einigen bevorzugten Ausführungsformen kann die Beflockungskammer 108 ein elektrostatisches Wechselstrom-Beflockungsgerät mit einem variablen frequenzveränderlichen elektrostatischen Feld aufweisen, das die Flockfasereigenschaften und die Bearbeitungseffizienz optimiert, wie z.B. dasjenige, das im US-Patent Nr. 5,108,777 für Laird und mit einem gemeinsamen Inhaber beschrieben ist.
Nach dem Aufbringen einer Florschicht wird das beflockte Substrat 111 unter einen Luftprägezylinder 112 geleitet, der eine Luftlanze (nachfolgend im Detail gezeigt und beschrieben) enthält, die mit einer Druckluftzufuhrleitung 114 in Strömungsverbindung steht. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird, weist der Luftprägezylinder 112 typischerweise ein zylindrisches Sieb oder eine zylindrische Schablone mit Perforationen und vollen Bereichen darin auf. Wie nachfolgend ebenfalls detaillierter beschrieben wird, wird Druckluft aus der Luftzufuhrleitung 114 von der Luftlanze durch die Öffnungen oder Perforationen in dem zylindrischen Sieb oder der zylindrischen Schablone des Prägezylinders 112 gelenkt, um die geprägten Merkmale in der Florschicht des Gewebes auszubilden. Durch Ablenkung der Florfasern 18 in der Florschicht durch die durch die Öffnungen in dem zylindrischen Sieb oder der zylindrische Schablone des Prägezylinders 112 strömende Luft wird ein geprägtes Muster ausgebildet. Nachdem sie durch die Öffnungen in der Schablone des Prägezylinders 112 geströmt ist, trifft die Luft auf die Florfasern 18 auf und orientiert sie in eine Richtung, die teils durch die Luftgeschwindigkeit, Richtung des Luftstroms und Größe der Öffnung in der Schablone, durch die die Luft hindurchgeht, diktiert wird. Mit anderen Worten, diejenigen Abschnitte der Florschicht, die unterhalb von Öffnungen in der zylindrischen Schablone durchlaufen, werden so orientiert, dass sie die Vertiefungen im geprägten Muster ausbilden, während diejenigen Abschnitte, die unter vollen Bereichen der zylindrischen Schablone durchlaufen, keiner wesentlichen Luftströmung oder Umorientierung der Florfasern 18 in der Florschicht unterzogen werden. Wie für den Fachmann ersichtlich, wird bevorzugt, dass die Klebstoffschicht während der Luftprägeprozedur in einem feuchten, unausgehärteten Zustand ist, so dass die Florfasern 18 vom Klebstoff nicht starr festgehalten werden und ihre Position und Orientierung durch einen auftreffenden Luftstrom geändert werden kann. Die Geschwindigkeit des auf die Florschicht auftreffenden Luftstroms sollte so groß sein, dass er eine Kraft auf die Florfasern 18 ausübt, um einen gewünschten Grad an Umorientierung der Fasern zu erzeugen.
Nachdem es mittels des Prägezylinders 112 geprägt worden ist, wird das Florgewebe durch eine Härtekammer 116 geleitet, um die Klebstoffschicht auszuhärten, so dass sich das geprägte Muster dauerhaft einstellt. Die Härtekammer 116 kann aus irgendeiner konventionellen Härteanlage bestehen, die das geprägte, aber unausgehärtete Florgewebe Strahlung oder anderen Mitteln zur Temperaturerhöhung aussetzt, um das Aushärten der Klebstoffschicht zu bewirken. Typische Härtekammern arbeiten, indem das beflockte Gewebe einer Strahlungsquelle wie z.B. Infrarotstrahlung oder Wärme oder Ultraviolettstrahlung ausgesetzt wird. In einigen bevorzugten Ausführungsformen weist die Härtekammer 116 einen gasbefeuerten Lufttrockner auf, wie in der Technik bekannt, der das beflockte Gewebe einem Strom erwärmter Luft aussetzt, um Konvektionstrocknen und Aushärten des Klebstoffs zu ermöglichen. Nach dem Aushärten verlässt das geprägte Flockgewebe 118 die Härtekammer und wird auf eine Aufnahmerolle 120 aufgewickelt. Die Geschwindigkeit, mit der das Gewebe durch das Luftprägesystem 100 befördert wird, kann in Abhängigkeit von einer Anzahl von Betriebsfaktoren variieren, wie für den Fachmann ersichtlich. Für einige typische Ausführungsformen würde die Geschwindigkeit zum Beispiel im Bereich von ungefähr 25 bis 150 Fuß/Minute liegen.
4a-4c zeigen ein Luftprägesystem 109 detaillierter. Das Luftprägesystem 109 weist eine modifizierte Version eines im Handel erhältlichen Luftprägesystems (Aigle Anlage Modell Nr. AP-1, Burgani Toninese, Italien) auf. In alternativen Ausführungsformen können die hierin beschriebenen erfinderischen Merkmale mit anderen im Handel erhältlichen Luftprägesystemen verwendet werden oder können in ein kundenspezifisch gestaltetes Luftprägesystem integriert werden, wie für den Fachmann ersichtlich ist. Weiterhin ist hervorzuheben, dass irgendwelche nachfolgend für die Ausführungsbeispiele der Erfindung beschriebenen bestimmten Abmessungen, Größen, Materialien usw. nur beispielhaft sind und auf den physischen und betrieblichen Einschränkungen des bestimmten Ausführungsbeispiels des Luftprägesystems 109 basieren. Andere Ausführungsformen der Erfindung, die alternative Luftprägesysteme verwenden, können Anlagen mit anderen Größen und Abmessungen benutzen und andere Materialien als hierin speziell beschrieben verwenden. Dementsprechend sind die nachfolgend beschriebenen bestimmten Größen, Abmessungen, Materialien usw. nur für Erläuterungszwecke angegeben und können für Anwendung der erfinderischen Merkmale auf alternative Luftprägesysteme innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung skaliert, modifiziert oder geändert werden.
Unter Bezugnahme auf 4a wird ein beflocktes, ungeprägtes Gewebe 111 in der durch den Pfeil 122 gezeigten Richtung in Richtung auf den Prägezylinder 112 befördert, wie vorher beschrieben. Der Prägezylinder 112 enthält einen allgemein zylindrischen Zentralbereich, der oberhalb der prägbaren Oberfläche 113 des ungeprägten Gewebes 111 angeordnet ist, mit einer allgemein zylindrischen Schablone 128, die nachfolgend detaillierter beschrieben wird. Der Prägezylinder 112 enthält an jedem seiner Enden einen Schablonenflansch 130 mit vermindertem Durchmesser (in 5 deutlicher zu erkennen), wodurch er an Drehlagern 132 einer motorisierten Antriebseinheit 134 angebracht ist. Die Schablonenflansche 130 sind mittels Schablonenmontageklemmen 136, die irgendeine konventionelle Gestaltung haben können, die dem Fachmann bekannt ist, an den Drehlagern 132 befestigt. Die motorisierte Schablonenantriebseinheit 134 enthält Stützkonstruktionen 138 und 140, die auf entgegengesetzten Seiten der Breite des Gewebes 111 angeordnet sind. Mindestens eine der Stützkonstruktionen 138 und 140 enthält einen Motor mit variabler Drehzahl (nicht gezeigt), der einen konventionellen Antriebsmechanismus mit Kraft versorgt, um die Schablone 128 in Bezug auf das Gewebe 111 zu drehen. Der Antriebsmechanismus zum Drehen des Zylinders kann irgendein in der Technik bekannter geeigneter Antriebsmechanismus sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Riemenantriebs-, Zahnradantriebs-, Reibradantriebs-, Induktivantriebsmechanismen usw., wie für den Fachmann ersichtlich ist. Der Antriebsmechanismus des Ausführungsbeispiels weist einen Zahnradantriebsmechanismus auf, bei dem ein Motor mit variabler Drehzahl (nicht gezeigt) innerhalb der Stützkonstruktion 140 ein Zahnrad (nicht gezeigt) dreht, das wiederum mit einem Umfangszahnrad (nicht gezeigt) in Eingriff steht, das eine Außenseite des Drehlagers 132 innerhalb der Stützkonstruktion 138 aufweist.
In dem Ausführungsbeispiel kann der Antriebsmotor mit variabler Drehzahl des Prägezylinders betrieben werden, den Zylinder 112 in der Richtung des Pfeils 143 zu drehen (d.h. in einer zu derjenigen der Bewegung 122 des Gewebes 111 entgegengesetzten Richtung), oder noch mehr bevorzugt in der Richtung des Pfeils 142 (d.h. in derselben Richtung wie die Richtung 122 des Gewebes 111).
Bei konventionellen Systemen nach dem Stand der Technik wird der Prägezylinder 112 in der Richtung des Pfeils 142 so gedreht, dass die Geschwindigkeit der Oberfläche der Schablone 128 im Wesentlichen dieselbe wie die Geschwindigkeit des unter der Schablone 128 durchlaufenden Gewebes 111 ist. In solchen konventionellen Ausführungsformen wird die Drehgeschwindigkeit der Öffnungen 144 in der Schablone 128 des Prägezylinders 112 an die Geschwindigkeit des darunter durchlaufenden Gewebes 111 angepasst, was in geprägten Merkmalen 22 im luftgeprägten Gewebe 118 resultiert, die eine in der Bewegungsrichtung 122 gemessene Gesamtlänge haben, die im Wesentlichen dieselbe wie die entlang der Drehrichtung 142 gemessene Gesamtlänge der das geprägte Merkmal ausbildenden Öffnung 144 in der Schablone 128 ist. Durch Verwendung des hierin offenbarten Motorantriebs mit variabler Drehzahl kann die Schablone 128 in einigen Ausführungsformen mit anderen Geschwindigkeiten als die Geschwindigkeit des darunter durchlaufenden Gewebes gedreht werden, um mit einer einzigen, gegebenen Schablone mannigfache geprägte Muster auf dem Gewebe zu erzeugen, die jeweils eine andere visuelle Erscheinung haben.
Zum Beispiel, indem die Schablone mit einer Geschwindigkeit, die größer als die Geschwindigkeit des unter der Schablone durchlaufenden Gewebes ist, in der Richtung 142 gedreht wird, werden die durch die Luftdurchlassöffnungen 144 erzeugten geprägten Merkmale, gemessen entlang einer Richtung parallel zur Bewegungsrichtung 122 des Gewebes, im Vergleich mit einem äquivalenten, von einer mit derselben Geschwindigkeit wie das Gewebe rotierenden Schablone erzeugten Muster verkürzt. Im Gegensatz dazu können durch eine Schablone 128, die sich mit einer Geschwindigkeit in Richtung des Pfeils 142 dreht, die kleiner als die Geschwindigkeit des unter der Schablone durchlaufenden Gewebes ist, die geprägten Merkmale 122 relativ länger gemacht werden und kann der im geprägten Merkmal visuell ersichtliche Detaillierungsgrad im Vergleich mit Merkmalen, die mit einer mit derselben Geschwindigkeit wie die Geschwindigkeit des Gewebes gedrehten Schablone erzeugt werden, vergrößert werden. Durch Ändern der Relativgeschwindigkeit der Schablone in Bezug auf das Gewebe können daher mittels einer einzigen Schablone mannigfache unterschiedliche Muster erzeugt werden. In einigen Ausführungsformen weicht die Geschwindigkeit des Gewebes um mindestens einen Faktor von ungefähr 2 von der Geschwindigkeit der rotierenden Schablone ab, und in anderen Ausführungsformen weicht sie um mindestens einen Faktor von ungefähr 4 von der Geschwindigkeit des Gewebes ab.
Eine Ausführungsform für den Prägezylinder 112 ist detaillierter in 4d gezeigt. Der Prägezylinder 112 umfasst einen Hohlzylinder, der eine zentral angeordnete Schablone 128 aufweist, die einen Prägebereich 146 definiert, der sich über die Breite des zu prägenden Gewebes erstreckt. In dem Ausführungsbeispiel ist der Prägebereich zwischen ungefähr 54 Inch und ungefähr 64 Inch lang. Der gezeigte Prägezylinder 112 hat einen Schablonenbereich 128 mit einem Außenumfang von ungefähr 635 mm (25 Inch). Der Innendurchmesser des Schablonenbereichs 128 ist in dem Ausführungsbeispiel ungefähr 201,9 mm (7,97 Inch), während der Innendurchmesser des Schablonenflansches 130 ungefähr 139,7 mm (5,5 Inch) ist.
Die zylindrische Schablone 128 kann konventionell zum Beispiel aus einem zylindrischen Sieb gebildet werden, dass eine Reihe von vollen, luftundurchlässigen Bereichen 141 enthält und eine Reihe von Öffnungen 144 enthält, welche Öffnungen es gestatten, das Luft dadurch hindurch strömt. Die zylindrische Schablone 128 kann auf irgendeine andere Weise gebildet werden, die konventionell zum Ausbilden solcher Schablonen benutzt wird. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform die zylindrische Schablone 128 mittels eines bekannten Prozesses mit lackiertem Sieb ("Penta"-Sieb) ausgebildet werden, bei dem ein zylindrisches, typischerweise aus einem Metall wie z.B. Nickel aufgebautes Sieb mit einem Lack beschichtet wird. Beim Ausbilden der Schablone für solche Ausführungsformen wird das Sieb zuerst mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Schicht Lack beschichtet, mit einer Musterlehre bedeckt, die Bereiche aufweist, die Ultraviolettstrahlung sperren kann, und Ultraviolettstrahlung ausgesetzt, die den Lack tendenziell härtet. Die Bereiche des Siebs unter der Musterlehre-Bereichen, die Ultraviolettstrahlung sperren können, bleiben nach der Belichtung ungehärtet und können nachfolgend vom Sieb entfernt werden, so dass auf dem Sieb eine die Schablone ausbildende Lackbeschichtung mit Öffnungen darin in einem Muster zurückbleibt, das zu demjenigen der Musterlehre komplementär ist. In einer anderen Ausführungsform kann die Schablone gebildet werden, indem ein Metallsieb mittels eines in der Technik bekannten Galvanoprozesses mit einer gemusterten Metallschicht beschichtet wird. In noch anderen Ausführungsformen kann die zylindrische Schablone 128 durch direktes Beschichten eines zylindrischen Siebs mit einer luftundurchlässigen Schicht wie z.B. Papier, Kunststoff oder einer anderen luftundurchlässigen Schicht und anschließendes Ausschneiden von ausgewählten Abschnitten aus der luftundurchlässigen Schicht, um Öffnungen 144 auszubilden, ausgebildet werden. Selbstverständlich können natürlich die den Öffnungen 144 entsprechenden Bereiche aus der luftundurchlässigen Schicht ausgeschnitten werden, bevor die Schicht benutzt wird, um die zylindrische Schablone 128 auszubilden. In anderen Ausführungsformen kann die zylindrische Schablone 128 aus einer Schablone gebildet werden, die typischerweise zur Verwendung bei Drehsieb-Drucktätigkeiten verwendet wird, oder durch irgendwelche anderen Verfahren, die für den Fachmann zum Ausbilden von Luftprägeschablonen ersichtlich sind. Die Öffnungen 144 in der zylindrischen Schablone 128 resultieren in der Bildung von geprägten Vertiefungen 22 im geprägten Gewebe 118, wenn Luft die Öffnungen durchläuft und auf das Gewebe 111 trifft, wenn es unter dem Prägezylinder 112 durchläuft. Wie in 2a ersichtlich ist, können die durch die Öffnungen 144 gebildeten geprägten Vertiefungen 22 typischerweise eine ähnliche Gesamtform und Orientierung wie die Öffnungen in der zylindrischen Schablone 128 haben.
Wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird, haben die in Übereinstimmung mit den oben beschrieben Verfahren erzeugten zylindrischen Schablonen (z.B. 128) zwar vorzugsweise eine Zylinderform, die im Wesentlichen perfekt kreisförmig ist, wenn in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Schablone geschnitten, und haben zwar vorzugsweise die Längsachse, die zentral in der Schablone angeordnet ist und im Wesentlichen kollinear zur Längsdrehachse des Prägezylinders (z.B. 112) ist, der die Schablone stützt und enthält, wegen Herstellungsfehlern, Fertigungs- bzw. Montagetoleranzen, Beschädigung im Gebrauch usw. haben sie jedoch häufig eine Zylinderform, die, wenn in einer Ebene senkrecht zu der Längsachse geschnitten, nicht kreisförmig ist, und/oder haben eine Längsachse, die gegen die Längsdrehachse des die Schablo ne stützenden Prägezylinders versetzt ist, so dass alle Abschnitte der Innenseite der Schablone nicht äquidistant von der Längsdrehachse des Prägezylinders sind. Solche Formunregelmäßigkeiten der zylindrischen Schablone und/oder Abweichungen der zentralen Längsachse der Schablone von der zentralen Längsdrehachse des Prägezylinders bewirken, dass die Schablone die unerwünschte Eigenschaft eines Rundlauffehlers zeigt, wenn sie wie in 4a und 4b gestaltet ist und über der prägbaren Oberfläche (z.B. 113) des Gewebes gedreht wird. Speziell, wenn sich die Schablone über der prägbaren Oberfläche dreht, resultieren Abweichungen in der Querschnittsform der Schablone von der Kreisform und/oder Nichtkollinearität der zentralen Längsachse der Schablone und der Drehachse des Prägezylinders in Abweichungen in der Distanz, die die prägbare Oberfläche des Gewebes von dem darüber angeordneten und direkt an die prägbare Oberfläche des Gewebes angrenzenden Abschnitt der Außenseite der Schablone trennt, wenn sich die Schablone dreht.
Diese Rundlauffehler-Erscheinung wird nachfolgend im Kontext von 5d-5f detaillierter gezeigt und erläutert. Der Ausdruck "Rundlauffehler" wie hierin verwendet bezieht sich auf die Differenz zwischen der Distanz, die die prägbare Oberfläche des gerade geprägten Gewebes und den Abschnitt der Außenseite der Schablone trennt, der oberhalb des Bereichs der gerade geprägten Gewebeoberfläche und direkt daran angrenzend angeordnet ist, wenn die rotierende Schablone in einer solchen Drehstellung ist, dass die oben beschriebene Trennungsdistanz auf ihrem Maximalwert ist, und der Distanz, die die prägbare Oberfläche des gerade geprägten Gewebes und den Abschnitt der Außenseite der Schablone trennt, der oberhalb des Bereichs der gerade geprägten Gewebeoberfläche und direkt daran angrenzend angeordnet ist, wenn die rotierende Schablone in einer Drehstellung ist, in der die oben beschriebene Trennungsdistanz auf ihrem Minimalwert ist. So ein Rundlauffehler ist unerwünscht, da Veränderungen in der oben erwähnten Distanz unerwünschte Veränderungen in dem erreichbaren Detaillierungsgrad und der Gesamterscheinung des auf dem Gewebe ausgebildeten geprägten Musters erzeugen können. Außerdem kann für Ausführungsformen, in denen es erwünscht ist, den direkt an die prägbare Oberfläche des Gewebes angrenzenden Abschnitt der Außenseite der Schablone innerhalb einer Distanz von der prägbaren Oberfläche des Gewebes zu halten, die kleiner ist als diejenige, die den Rundlauffehler der Schablone definiert, die Schablone unerwünschte Artefakte in den geprägten Mustern erzeugen, die durch direkten Kontakt der Außenseite der Schablone mit der prägbaren Oberfläche des Gewebes während der Drehung der Schablone verursacht werden.
Zwar kann es die oben beschriebene Rundlauffehler-Erscheinung bei den zylindrischen Schablonen geben, die in Übereinstimmung mit irgendeinem der oben beschrieben Verfahren zum Ausbilden von Luftprägeschablonen erzeugt werden, der Grad des Rundlauffehlers ist aber tendenziell am größten bei Schablonen, die durch den oben erwähnten "Penta-Sieb"-Produktionsprozess gebildet werden. Solche Schablonen sind typischerweise leichtgewichtiger, dünner und mechanisch weniger steif als Schablonen, die durch andere der oben erwähnten Prozesse hergestellt werden. "Penta-Sieb"-Schablonen können jedoch Merkmale haben, die sie für Gebrauch mit Luftprägesystemen und -verfahren erwünscht machen. Zum Beispiel sind "Penta-Siebe" typischerweise leichter und kostengünstiger herzustellen als Siebe, die durch einige andere bekannte Verfahren zum Ausbilden von Schablonen hergestellt werden (z.B. jene, die durch einen Galvanoprozess hergestellt werden). Die Anmelder haben beobachtet, dass der Betrag des Rundlauffehlers, den man bei Verwendung von Schablonen vom Typ "Penta-Sieb" typischerweise beobachtet, ungefähr 2,54 mm (0,1 Inch) groß oder in einigen Fällen noch größer sein kann. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird, beinhaltet ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, die Drehung der für Luftprägen benutzten zylindrischen Schablone mit einem oder mehreren Schablonenstabilisatoren zu stabilisieren, so dass die Schablone im Wesentlichen um die Drehachse des Prägezylinders rund dreht, so dass es eine verminderte Veränderung in der Distanz gibt, die die prägbare Oberfläche eines gerade geprägten Gewebes und den direkt an die prägbare Oberfläche angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Oberfläche der Schablone während der Drehung der Schablone trennt.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf 4a enthalten die Stützkonstruktionen 138 und 140 außerdem Mechanismen, um eine Luftlanze (nachfolgend im Detail gezeigt und beschrieben) daran festzuhalten und zu positionieren, welche Luftlanze gestaltet und angeordnet ist, einen Luftstrom durch Öffnungen 144 in der Schablone 128 und auf das Gewebe 111 zu lenken, um geprägte Merkmale 22 im geprägten Gewebe 118 auszubilden. Zur deutlicheren Darstellung der Luftlanzenstütz- und -positionierungsmechanismen ist in 4a und 4b die Luftlanze vom System entfernt und nicht dargestellt. Wenn für Betrieb zusammengebaut, ist die langgestreckte Luftlanze in eine Öffnung 148 im Drehlager 132 gesteckt, so dass sie innerhalb des Prägezylinders 112 angeordnet ist, sich über die Breite des Prägezylinders 112 erstreckt und von einem Luftlanzen-Einlasslager 150 und einem Luftlanzen-Auslasslager 152 (deutlicher in 4b gezeigt) des Systems 109 gestützt wird. Die Öffnung 148, von der aus sich der Einlassbereich der Luftlanze erstreckt, wenn sie in ihrer betriebsfähigen Gestaltung eingebaut ist, hat einen Innendurchmesser, der im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Schablonenflanschbereichs 130 (d.h. ungefähr 5,5 Inch, wie dargestellt) des Prägezylinders 112 ist.
Wenn für Betrieb eingerichtet, wird der Einlassbereich der Luftlanze vom Luftlanzeneinlass-Lagerbereich 154 des Luftlanzeneinlass-Stützarms 150 gelagert und gestützt. Vorzugsweise ist der Luftlanzeneinlass-Lagerbereich 154 so bemessen und geformt, dass er zu der Größe und Form des Einlassbereichs der Luftlanze komplementär ist, so dass der Einlassbereich der Luftlanze eng anliegend und fest innerhalb des Luftlanzeneinlass-Lagerbereichs ruht, wenn das System in Betrieb ist.
Der Luftlanzeneinlass-Stützarm 150 ist über einen Abstandshalter 156 und ein Schwenklager 158 schwenkbar an der Stützkonstruktion 138 befestigt, so dass der Stützarm in den Pfeilrichtungen 160 nach oben und unten geschwenkt werden kann, um die Höhe der Luftlanze in Bezug auf den Prägezylinder 112 einzustellen und um die Distanz zwischen der oder den Düse(n) in der Luftlanze und der Innenseite der Schablone 128 einzustellen, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird.
Die Höheneinstellung der vom Luftlanzeneinlass-Stützarm 150 gestützten Luftlanze wird mittels eines Luftlanzeneinlass-Höheneinstellers 162 bewirkt. Der Höheneinsteller 162 enthält einen Hauptkörper 164, der über einen Montagebügel 166 an der Außenseite der Stützkonstruktion 138 befestigt ist. Der Höheneinsteller 162 enthält weiterhin einen Hubkolben 168, der über eine Mutter 170 an einem mit Gewinde versehenen Ende des Luftlanzeneinlass-Stützarms 150 mit diesem verbunden ist. In bevorzugten Ausführungsformen hat der Luftlanzeneinlass-Höheneinsteller 162 einen Bewegungsbereich derart, dass in einer untersten Position eine Düse einer in den Prägezylinder 112 eingeführten Luftlanze den untersten Abschnitt der Innenseite der Prägeschablone berühren kann, und eine oberste Position liefert eine Trennungsdistanz zwischen der Düse der Luftlanze und einer Innenseite der Prägeschablone 128, die mindestens so groß wie die während des Betriebs des Systems gewünschte maximale Trennungsdistanz ist. In dem Ausführungsbeispiel wird der Luftlanzeneinlass-Höheneinsteller 162 über eine Luftleitung 172 pneumatisch betätigt, um Grobeinstellung nach oben und unten zu bewirken, und er enthält außerdem einen manuell betätigten Feineinstellknopf 174, der von einer Bedienungsperson benutzt wird, um Höhenfeineinstellungen vorzunehmen. Wenn gewünscht, kann der Höheneinsteller außerdem eine Skala 176 enthalten, die einer Bedienungsperson helfen kann, den Einlass der Luftlanze genau und reproduzierbar zu positionieren.
Details des an der Stützkonstruktion 140 vorgesehenen Mechanismus zum Positionieren und Stützen einer Montagewelle einer Luftlanze, welche Montagewelle am dem Einlass der Luftlanze entgegengesetzten Ende positioniert wird (deutlicher in 6-8 gezeigt), sind in 4b dargestellt. Ein Luftlanzen-Montagewelle-Stützarm 152 hat eine ähnliche Gestaltung wie der Luftlanzeneinlass-Stützarm 150 und ist schwenkbar, um die Höhe und Position des stromabwärtigen Endes der Luftlanze über einen Luftlanzeneinlass-Höheneinsteller 178 am stromabwärtigen Ende einzustellen, der im Wesentlichen identisch mit dem Einlass-Höheneinsteller 162 gestaltet ist. Der Höheneinsteller 162 und der Höheneinsteller 178 werden in bevorzugten Ausführungsformen eingestellt, um eine im Wesentlichen gleichförmige Distanz zwischen der oder den Düse(n) der Luftlanze und einer angrenzenden Innenseite des Prägezylinders 112 zu erzeugen, die im Wesentlichen über die ganze Breite des Schablonenbereichs 128 des Prägezylinders 112 gleichförmig ist. In anderen Ausführungsformen können die Höheneinsteller jedoch unterschiedlich eingestellt werden, so dass einige Düsen der Luftlanze näher an der Schablone liegen als andere oder einige Abschnitte einer von der Luftlanze bereitgestellten gegebenen Düse näher an der Innenseite der Schablone liegen als andere Abschnitte.
Wie nachfolgend in 6-8 dargestellt, die mannigfache Ausführungsformen von erfinderischen Luftlanzen zeigen, können die stromabwärtigen Enden der dargestellten Luftlanzen Montagewellen mit Außendurchmessern enthalten, die typischerweise kleiner als die Außendurchmesser der Hauptkörperabschnitte und Einlassbereiche der Luftlanzen sind. Die Montagewelle der Luftlanze wird durch eine Luftlanzen-Montagewelle-Stützklemme 180 gestützt und positioniert, die über Mutterschraube-Befestigungsmittel 182 am Stützarm 152 montiert ist. In dem Ausführungsbeispiel (siehe 4) ist die Montagewelle-Stützklemme 180 in einem Schlitz 184 an einem Plattformbereich 186 des Stützarms 152 montiert. Diese Gestaltung ermöglicht es, dass die Montagewelle-Stützklemme 180 in den Pfeilrichtungen 188 verschiebbar ist, um die seitliche Position des stromabwärtigen Endes der Luftlanze innerhalb des Prägezylinders 112 einzustellen. In bevorzugten Ausführungsformen wird die seitliche Position der Montagewelle-Stützklemme so eingestellt, dass die Düse(n) der Luftlanze so positioniert ist bzw. sind, dass sie von einer Mittellinie 190 des Prägezylinders 112 halbiert wird.
Die Montagewelle-Stützklemme 180 enthält außerdem eine Winkeleinstellungs-Drehknopfstellschraube 192, die benutzt werden kann, um die Winkelorientierung der Luftlanze innerhalb des Prägezylinders 112 einzustellen. Die Stützklemme 180 enthält außerdem eine Senkrechtausrichtungs-Stellschraube 194, die mit einem Ausrichtungsloch (siehe 6-8) innerhalb der Montagewelle der Luftlanze zusammenpasst. Wenn die Ausrichtungs-Stellschraube 194 in das Ausrichtungsloch eingesetzt ist, dient sie zum Fixieren der Winkeleinstellung der Luftlanze, so dass die Düse(n) der Luftlanze positioniert ist bzw. sind, einen Luftstrom im Wesentlichen senkrecht in den untersten Bereich der Innenseite der Schablone 128 des Prägezylinders 112 zu lenken (nachfolgend in 5 deutlicher gezeigt). In bestimmten Ausführungsformen kann die Stellschraube 194 herausgedreht werden, so dass sie nicht in eine Öffnung 196 der Montagewelle-Stützklemme 180 hineinragt, und die Luftlanze kann unter Verwendung der Winkeleinstellungs-Drehknopfstellschraube 192 positioniert und befestigt werden, um die Montagewelle innerhalb der Öffnung 192 in einer solchen Orientierung zu positionieren und zu befestigen, dass die Düse(n) nicht senkrecht und/oder nicht gestaltet ist bzw. sind, einen Luftstrom im Wesentlichen senkrecht zu der untersten Innenseite der Schablone 128 des Prägezylinders 112 zu lenken. In bestimmten solchen Ausführungsformen kann die Luftlanze so positioniert werden, dass der Luftstrom einen Winkel von zum Beispiel ungefähr 5 Grad bis ungefähr 10 Grad in Bezug auf die Mittellinie 190 bildet.
4c zeigt eine Ansicht des Luftprägesystems 109, wie von einem unterhalb des Gewebes 111 befindlichen Beobachter gesehen. In bevorzugten Ausführungsformen enthält das System 109 eine direkt unterhalb der Schablone 129 angeordnete Stützfläche 236, die gestaltet ist, die Unterseite des Gewebes 111 an einer Stelle zu stützen, an der gerade ein von der bzw. den Düse(n) der Luftlanze ausgestoßener Luftstrom auf die angrenzende prägbare Oberfläche des Gewebes trifft, wenn während des Betriebs in dem System eingebaut. In alternativen Ausführungsformen zu der in 4c dargestellten kann die Stützfläche zwar eine Plattform oder andere ebene Oberfläche aufweisen, es wird aber bevorzugt, dass die Stützfläche eine zylindrische Gewebestützrolle 104 aufweist, wie dargestellt.
In dem Ausführungsbeispiel ist die Gewebestützrolle 104 an Rollenmontagearmen 198 montiert, die von einem Rollenstützträger 200 gestützt werden. In einigen Ausführungsformen können die Rollenmontagearme 198 so gestaltet sein, dass die Vertikalposition der Gewebestützrolle 104 in den Pfeilrichtungen 199 Bezug auf den Rollenstützträger 200, das Gewebe 111 und die Schablone 128 eingestellt werden kann. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Gewebestützrolle 104 gestaltet, um gedreht zu werden, am meisten bevorzugt in einer Bewegungsrichtung 201 kodirektional zum Gewebe 111.
In dem Ausführungsbeispiel wird die Gewebestützrolle 104 über einen Elektromotor 202 und einen Antriebsriemen 204, die sich auf der Motorstützplattform 203 befinden, antreibbar gedreht. In alternativen Ausführungsformen, wie für den Fachmann ersichtlich ist, kann die Gewebestützrolle 104 durch mannigfache alternative mechanische Mittel gedreht werden. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist ein Oberflächenreinigungselement 206 in Kontakt mit einer Außenseite 236 der Gewebestützrolle 104 vorgesehen. Das Oberflächenreinigungselement 206 dient zum Abschaben und Entfernen von Klebstoff, Florfasern oder anderen Rückständen, die sich auf der Oberfläche 236 der Gewebestützrolle 104 ansammeln können, so dass der Aufbau von Rückständen unter der Oberfläche des Gewebes 111 während des Betriebs beseitigt oder vermindert wird, welcher Aufbau in Systemen nach dem Stand der Technik typischerweise die Zeitdauer begrenzt, die das System ohne Abschalten und Reinigen der Stützfläche betrieben werden kann. In dem Ausführungsbeispiel weist das Oberflächenreinigungselement 206 eine Schabeklinge auf, die im Wesentlichen entlang der ganzen Breite der direkt unter dem Schablonenbereich 128 des Prägezylinders 112 angeordneten Gewebestützrolle in Kontakt mit der zylindrischen Außenseite 236 der Gewebestützrolle 104 angeordnet ist. In den am meisten bevorzugten Ausführungsformen ist das Oberflächenreinigungselement so angeordnet, dass es die Stützrolle im Wesentlichen entlang der ganzen Länge der Rolle berührt, die mit der Unterseite des Gewebes 111 Kontakt hat. Alternativ gibt es viele andere Oberflächenreinigungselemente, die an Stelle der Schabeplatte 206 benutzt werden können, zum Beispiel Bürsten, Luftstrahlen, Wasserstrahlen usw.
5a ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform des Luftprägesystems 109. Zwecks Darstellung der Relativposition von bestimmten der verschiedenen Elemente des Systems 109 zeigt 5a eine Querschnittsansicht des Luftprägesystems 109 mit einer Ausführungsform einer in dem System eingebauten erfinderischen Luftlanze, wobei bestimmte Details der umgebenden Stützkonstruktionen der Deutlichkeit halber nicht dargestellt sind.
Eine Luftlanze 210 ist ziemlich ähnlich gestaltet wie eine Luftlanze 700, die im Kontext von 8a-8g nachfolgend detaillierter dargestellt und erörtert wird. Wie oben erörtert, hat die Luftlanze 210, wenn in betriebsfähigem Eingriff mit dem Luftprägesystem 109 eingebaut, einen Einlassbereich, der durch einen Luftlanzeneinlass-Stützarm 150 und einen Luftlanzeneinlass-Höheneinsteller 162 gestützt und positioniert wird, und hat eine Montagewelle an seinem stromabwärtigen Ende, die durch einen Luftlanzen-Montagewelle-Stützarm 152 und einen Luftlanzen-Montagewelle-Höheneinsteller 178 gestützt und positioniert wird.
Die Luftlanze 210 stellt eine Ausführungsform für eine Luftlanze dar, die es ermöglicht, die Düse(n) der Luftlanze sehr nahe an oder in direktem Kontakt mit einer Innenseite der Schablone anzuordnen. Die Luftlanze 210 hat die Form einer Rohrleitung und enthält einen Hauptkörperabschnitt 212, an dem eine düsenbildende Komponente 214 angebracht ist. Die düsenbildende Komponente 214 enthält an ihrem Ende eine Düse 216 und ist so geformt und angeordnet, dass die Düse sehr nahe an oder in direktem Kontakt mit einem Abschnitt 218 der Innenseite 223 der Schablone 128 angeordnet werden kann, welcher Abschnitt 218 der Innenseite der Düse zugewandt und benachbart ist und dem direkt an das Gewebe 111 angrenzenden Abschnitt 233 der Außenseite der Schablone direkt gegenüberliegend angeordnet ist.
Ein Abschnitt einer Innen-/Außenseite der Schablone ist "direkt angrenzend" an das Gewebe oder die prägbare Oberfläche des Gewebes, wenn so ein Abschnitt in einer in einer Richtung senkrecht zur Gewebeoberfläche gemessenen Distanz gleich neben dem Gewebe oder der prägbaren Oberfläche angeordnet ist, welche Distanz kleiner als die in einer Richtung senkrecht zur Gewebeoberfläche gemessene Distanz ist, die das Gewebe oder die prägbare Oberfläche und irgendeinen anderen Abschnitt der Innen-/Außenseite der Schablone trennt. Außerdem beziehen sich irgendwelche hierin erwähnten Trennungsdistanzen zwischen dem Gewebe oder der prägbaren Oberfläche des Gewebes und der Außenseite der Schablone oder dem direkt an das Gewebe oder die prägbare Oberfläche des Gewebes angrenzenden Abschnitt der Außenseite der Schablone, wenn nicht anders angegeben, auf die senkrechte Trennungsdistanz, die den direkt an die prägbare Oberfläche des Gewebes angrenzend angeordneten Abschnitt der Außenseite des Zylinders und den direkt daran angrenzend angeordneten Abschnitt der prägbaren Oberfläche des Gewebes trennt (d.h. die kleinste in irgendeinem Zeitpunkt während der Drehung des Prägezylinders messbare Trennungsdistanz zwischen der Außenseite der zylindrischen Schablone und der prägbaren Oberfläche des Gewebes).
Wie nachfolgend detaillierter erörtert, um den Druckabfall entlang der Länge der Luftlanze möglichst klein zu machen und um für eine erwünschte Verteilung des Luftstroms innerhalb der Luftlanze zu sorgen, hat der Hauptkörperabschnitt 212 vorzugsweise einen Durchmesser, der entlang der ganzen Länge der Luftlanze, durch die Luft strömt, wenn die Luftlanze in Betrieb ist, im Wesentlichen gleichförmig ist. Wegen der vom Luftprägesystem auferlegten physischen Einschränkungen können dementsprechend konventionelle Luftlanzen nach dem Stand der Technik mit Düsen, die direkt in der Seitenwand des Hauptkörperabschnitts der Luftlanze ausgebildet sind und keine düsenbildende Komponente wie z.B. die düsenbildende Komponente 214 enthalten, die von der Seitenwand des Hauptkörperabschnitts vorsteht und sich davon weg erstreckt, nicht derart innerhalb des Prägezylinders angeordnet werden, dass die Düse sehr nahe an oder in Kontakt mit der Innenseite der Schablone ist.
Die physische Einschränkung des Luftprägesystems, die verhindert, dass eine direkt in der Seitenwand einer konventionellen Luftlanze ausgebildete Düse sehr nahe an oder in Kontakt mit der Innenseite der Schablone angeordnet wird, ist zurückzuführen auf die Differenz in dem Innendurchmesser der Schablone 128 und dem kleinsten Innendurchmesser 219 des Schablonenflansches 130 und der Öffnung 148 des Luftprägesystems. Wie vorher erörtert, gibt es für einen typischen Aufbau, der eine Schablone mit einem Außenumfang von 25 Inch und einem Innendurchmesser von 7,95 Inch und mit einem Flansch mit einem Innendurchmesser von ungefähr 5½ Inch verwendet, eine Distanz 220 von ungefähr 1,2 Inch zwischen der Innenseite 222 der Öffnung 148 und dem Schablonenflansch 130 und der Innenseite 223 der Schablone 128. Für konventionelle Luftlanzen ohne düsenbildende Komponente und mit einem Einlassbereich mit einem Durchmesser gleich oder ähnlich dem Durchmesser des Hauptkörperabschnitts wird eine in der Seitenwand des Hauptkörperabschnitts ausgebildete Düse durch Kontakt des Einlassabschnitts der Luftlanze mit der Oberfläche 222 eingeschränkt, welcher Kontakt verhindert, dass die Düse in einer Distanz, die wesentlich kleiner als die Distanz 220 ist, vom Innenseitenabschnitt 218 der Schablone 128 angeordnet werden kann.
Die düsenbildende Komponente 214, die sich entlang eines wesentlichen Bruchteils der Länge des Hauptkörperanschnitts 212 erstreckt, aber nicht in den Einlassabschnitt des Hauptkörpers hinein erstreckt, kann die Distanz 220 überbrücken, damit die Düse 216 so nahe wie gewünscht am Oberflächenabschnitt 218 der Schablone 128 oder, wenn gewünscht, in Kontakt mit dem Oberflächenabschnitt 218 angeordnet werden kann. Die düsenbildende Komponente 214, wie im Kontext von 8a-8g nachfolgend detaillierter beschrieben, erstreckt sich vorzugsweise entlang der Länge des Hauptkörperabschnitts 212 im Wesentlichen über die ganze Breite der Schablone 128 und des Gewebes 111, erstreckt sich aber nicht in an die Innenseite 222 angrenzende Bereiche des Hauptkörperabschnitts hinein.
Es ist im Allgemeinen erwünscht, den Innendurchmesser des Hauptkörperabschnitts 212 möglichst groß zu machen, um einen Druckabfall entlang der Länge der Luftlanze 210 möglichst klein zu machen, wenn das System in Betrieb ist. Außerdem ist es nötig, die düsenbildende Komponente 214 so zu bemessen, dass sie sich von der Außenseite des Hauptkörperabschnitts 212 weg um eine Distanz erstreckt, die es ermöglicht, die Düse 216 in der düsenbildenden Komponente in einer erwünschten Distanz vom Oberflächenabschnitt 218 der Schablone 128 und/oder in Kontakt mit dem Oberflächenabschnitt 218 anzuordnen. Daher wird die düsenbildende Komponente 214 so geformt und angeordnet, dass die Düse 216 um eine Distanz einschließlich in bevorzugten Ausführungsformen einer Nulltrennungsdistanz in Kontakt mit der Innenseite, die wesentlich kleiner als die Distanz ist, die die Auslassöffnung 224 im Hauptkörperabschnitt 212, welche Auslassöffnung mit der Düse 216 in Strömungsverbindung steht, und den Oberflächenabschnitt 218 trennt, von dem Oberflächenabschnitt 218 getrennt werden kann. Bezüglich der oben erörterten Distanz zwischen der Düse 216 und dem Oberflächenabschnitt 218 im Vergleich zu der Distanz, die die Auslassöffnung 224 und den Oberflächenabschnitt 218 trennt, gibt "wesentlich kleiner als" an, dass die Distanz, die Düse 216 und den Oberflächenabschnitt 218 trennt, nicht mehr als ungefähr 60 % der Distanz ist, die die Auslassöffnung 224 und den Oberflächenabschnitt 218 trennt, und sie kann in einigen bevorzugten Ausführungsformen kleiner als 1 % der Distanz sein, die die Auslassöffnung im Hauptkörper der Luftlanze und den Oberflächenabschnitt 218 der Schablone trennt.
In dem Ausführungsbeispiel weist der Hauptkörperabschnitt 212 der Luftlanze 210 eine Aluminiumleitung mit einer Wanddicke von ungefähr 3,175 mm (1/8) Inch und einem Außendurchmesser von ungefähr 101,6 mm (4 Inch) auf. In anderen Ausführungsformen kann die Luftlanze 210 aus mannigfachen anderen Materialien aufgebaut sein, zum Beispiel anderen Metallen, Kunststoffen usw., und kann eine andere Wanddicke als die obige haben, die ausgewählt wird, um dem gewählten Material genügend Widerstandsfähigkeit gegen Betriebsdruck zu geben, wie für den Fachmann ersichtlich ist. Wie oben erörtert, enthält der Hauptkörperabschnitt 212 eine Auslassöffnung 224, die mit der düsenbildenden Komponente 214 in Strömungsverbindung steht. Die Auslassöffnung 224 kann eine Vielzahl von Löchern in der Seitenwand des Hauptkörperabschnitts 212 aufweisen; in noch mehr bevorzugten Ausführungsformen als den dargestellten weist die Auslassöffnung 224 jedoch einen langgestreckten Schlitz auf, der sich entlang eines wesentlichen Abschnitts der Länge des Hauptkörperabschnitts erstreckt, wie deutlicher in 8a-8g dargestellt. Der Hauptkörperabschnitt 212 kann außerdem gegen den Innendruck stabilisiert werden, indem er eine oder mehrere Stützstreben 226 entlang seiner Länge enthält, die geschweißt oder auf andere Weise am Hauptkörperabschnitt 212 befestigt sein können und sich über den Auslassschlitz 224 erstrecken können, um einer Expansion des Hauptkörperabschnitts 212 zu widerstehen, wenn die Luftlanze in Betrieb ist. Typischerweise ist der Einlass der Luftlanze 210 im Betrieb an einer Luftzufuhr 114 angebracht, wie oben in 3 gezeigt, welche vorzugsweise ein Gebläse mit variabler Geschwindigkeit aufweist, um eine benutzereingestellte Volumenstromrate von Luft zur Luftlanze 210 bereitstellen zu können. Typische Betriebsdrücke in der Luftlanze 210 können von ungefähr 25,4 mm H₂O (1 Inch H₂O) bis ungefähr 2540 mm H₂O (100 Inch H₂O) reichen.
Die düsenbildende Komponente 214 kann aus irgendeinem geeigneten Material gebildet werden, wie für den Fachmann ersichtlich ist, und wird in bevorzugten Ausführungsformen aus einem starren Metall gebildet. Die düsenbildende Komponente 214 überspannt den Auslassschlitz 224 des Hauptkörperabschnitts 212 und enthält eine gekrümmte Oberseite 225, die so geformt ist, dass sie der Kontur der Außenseite des Hauptkörperabschnitts 212 entspricht. Die düsenbildende Komponente 214 kann durch mannigfache Mittel, die für den Fachmann ersichtlich sind, am Hauptkörperabschnitt 212 befestigt werden. In dem Ausführungsbeispiel ist die düsenbildende Komponente 214 über eine Vielzahl von Schrauben 228, die auf entgegengesetzten Seiten des Auslassschlitzes 224 entlang der Länge der düsenbildenden Komponente angeordnet sind, am Hauptkörperabschnitt 212 befestigt.
Wie dargestellt, enthält die düsenbildende Komponente 214 eine innere Kammer 230, die sich entlang der Länge der düsenbildenden Komponente koextensiv mit der Düse 216 erstreckt. Die Düse 216 kann eine Vielzahl von individuellen Löchern oder Öffnungen in der Unterseite der düsenbildenden Komponente 214 enthalten; um Artefakte zu vermeiden, die durch die luftundurchlässigen Zwischenräume zwischen Düsen verursacht werden, die individuelle Öffnungen oder Mündungen aufweisen, weist die Düse 216 in bevorzugten Ausführungsformen aber einen langgestreckten rechtwinkligen Schlitz auf, der sich entlang eines wesentlichen Bruchteils der Länge der düsenbildenden Komponente 214 und über die Breite der Schablone 128 und die prägbare Breite des Gewebes 111 erstreckt, wenn im System eingebaut.
In bevorzugten Ausführungsformen erstreckt sich der Düsenschlitz 216 entlang der Länge der düsenbildenden Komponente 214, so dass er koextensiv mit dem Auslassschlitz 224 im Hauptkörperabschnitt 212 ist und direkt unter und parallel mit dem Auslassschlitz ausgerichtet ist. In dem Ausführungsbeispiel erstreckt sich die düsenbildende Komponente 214 vom Hauptkörperabschnitt 212 weg, so dass die Düse 216 um eine Distanz von ungefähr 1,25 Inch von der Auslassöffnung 224 getrennt ist, was ausreicht, um die gesamte Distanz 220 zu überspannen, die den Oberflächenabschnitt 218 und die Oberfläche 222 trennt, wenn die Luftlanze in einer betriebsfähigen Gestaltung innerhalb des Luftprägesystems angeordnet ist. Die dargestellte Kombination, zum Bei spiel ein Hauptkörperabschnitt 212 mit 4 Inch Außendurchmesser und eine düsenbildende Komponente 214, die sich um eine Distanz von ungefähr 1,25 Inch vom Hauptkörperabschnitt weg erstreckt, resultiert in einem effektiven Gesamtdurchmesser 232 der Luftlanze 210, der gerade ausreicht, um den kleinsten Durchmesser 219 des Schablonenflansches 130 und der Öffnung 148 des Luftprägesystems abzudecken.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wurde festgestellt, dass durch Anordnen der Düse 216 sehr nahe an dem Oberflächenabschnitt 218 der Schablone 128, der direkt an das Gewebe 111 angrenzt, und in einigen bevorzugten Ausführungsformen in direktem Kontakt mit dem Oberflächenabschnitt 218, was eine Nulltrennungsdistanz definiert, der Grad der Bündelung des von der Düse ausgestoßenen Luftstroms 231 an der Stelle, an der der Strahl durch die Schablone 128 hindurchgeht, gegenüber demjenigen von Luftströmen, die von konventionellen Luftlanzen an ihrem Durchgangspunkt durch die Prägeschablone ausgestoßen werden, bedeutend verbessert wird. Durch Vermindern der Distanz, die die Düse 216 und den Oberflächenabschnitt 218 trennt, wird dementsprechend die Länge des Luftstroms 231 zwischen seiner Quelle an der Düse 216 und dem Oberflächenabschnitt 218 vermindert, und der Betrag der Streuung des Luftstroms wird bedeutend vermindert oder im Wesentlichen beseitigt, was in der Fähigkeit resultiert, viel feinere Detallierungsgrade und eine verbesserte Erscheinung der geprägten Merkmale des geprägten Gewebes 118 zu erzielen. Wie nachfolgend viel detaillierter beschrieben, kann die große Nähe der Düse 216 zum Oberflächenabschnitt 218 der Schablone 128 oder der Kontakt zwischen der Düse und der Oberfläche in Kombination mit der Fähigkeit der düsenbildenden Komponente 214, den Luftstrom aus einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Längsachse 320 der Luftlanze 210 in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse umzulenken, es ermöglichen, den Luftstrom 231 in eine Richtung zu lenken, die viel senkrechter zu der Oberfläche des Gewebes 111 ist als es bei konventionellen Luftlanzengestaltungen erreichbar ist.
Wie vorher im Kontext von 4a und 4b beschrieben, können die Position der Luftlanze 210 und die Distanz, die die Düse 216 vom Oberflächenabschnitt 218 der Schablone 128 trennt, mittels Handhabung der Höheneinsteller 162 und 178 von einer Bedienungsperson nach Wunsch eingestellt werden. Wie vorher beschrieben, kann außerdem die Winkelorientierung der Düse 216 in Bezug auf die Mittellinie 190 mittels der Winkeleinstellungs-Drehknopfstellschraube 192 und der Senkrechtausrichtungs-Stellschraube 194 eingestellt werden (siehe in 4b). Wie in 5a dargestellt, ist die Luftlanze 210 so angeordnet, dass die Ausrichtungs-Stellschraube 194 in ihren Ausrichtungsschlitz in ihrer Montagewelle (siehe z.B. 8a-8g) eingreift, so dass die Düse 216 entlang der Mittellinie 190 der Schablone 128 angeordnet ist, um den Luftstrom 231 im Wesentlichen senkrecht zum Oberflächenabschnitt 218 und der prägbaren Oberfläche 113 des Gewebes 111 zu lenken. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Düse 216 so angeordnet, dass sie während des Betriebs um eine Distanz, die ungefähr 19,05 mm (0,75 Inch) nicht übersteigt, vom Oberflächenabschnitt 218 der Schablone 128 getrennt ist, was in einem Luftstrom 231 resultiert, dessen Länge zwischen der Düse 216 und dem Oberflächenabschnitt 218 ungefähr 19,05 mm (0,75 Inch) nicht übersteigt. In anderen bevorzugten Ausführungsformen übersteigt die Distanz, die die Düse 216 und den Oberflächenabschnitt 218 trennt, ungefähr 12,7 mm (0,5 Inch) nicht, in anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 6,35 mm (0,25 Inch) nicht, in noch anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 2,54 mm (0,1 Inch) nicht, in anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 1,27 mm (0,05 Inch) nicht, in noch anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 0,635 (0,025 Inch) nicht, in anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 0,318 mm (0,0125 Inch) nicht, und in noch anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 0,254 mm (0,01 Inch) nicht. In einigen bevorzugten Ausführungsformen, wie vorher erwähnt, wird die Düse 216 in direktem Kontakt mit dem Oberflächenabschnitt 218 angeordnet, was in einer Nulltrennungsdistanz resultiert.
Außerdem wird bevorzugt, die Vertikalposition der Gewebestützrolle 104 und des Gewebes 111 so einzustellen, dass die oberste Oberfläche 113 der Florschicht 16 um eine Distanz, die ungefähr 0,508 mm (0,02 Inch) nicht übersteigt, vom äußeren Oberflächenabschnitt 233 der Schablone 128 getrennt ist, welcher Oberflächenabschnitt 233 dem inneren Oberflächenabschnitt 218 entgegengesetzt ist und direkt angrenzend an die und oberhalb der Florschicht 16 angeordnet ist. In anderen Ausführungsformen ist der dem Gewebe zugewandte Oberflächenabschnitt 233 der Schablone 128 um eine Distanz, die ungefähr 0,254 mm (0,01 Inch) nicht übersteigt, von der prägbaren Oberfläche der Florschicht 16 getrennt, in anderen Ausführungsformen um eine Distanz, die 0,127 mm (0,005 Inch) nicht übersteigt, und in noch anderen Ausführungsformen um eine Distanz, die ungefähr 0,025 mm (0,001 Inch) nicht übersteigt. Somit ist es erwünscht, dass die Distanz zwischen dem Oberflächenabschnitt 233 und der Florschicht 16 sehr klein ist, aber ohne dass der Oberflächenabschnitt 233 tatsächlich physischen Kontakt mit der Florschicht 16 herstellt, was tendenziell die Florluft verzerren und unerwünschte visuelle Artefakte erzeugen würde. Wie vorher erwähnt, kann eine Veränderung in der Distanz, die die Gewebeoberfläche 113 und den Oberflächenabschnitt 233 während der Drehung trennt, aufgrund von Unregelmäßigkeiten in der Form oder Zentrierung der Schablone 128, die einen Rundlauffehler verursachen, das Erzielen der oben erwähnten gewünschten Trennungsdistanzen, ohne dass Artefakte aufgrund von Kontakt der Schablone mit dem Gewebe auftreten, ernstlich beeinträchtigen oder unmöglich machen. Die Offenbarung beschreibt auch Mittel zum Stabilisieren der Drehung der Schablone, um dieses Problem zu überwinden oder zu vermindern. Solche Mittel werden nachfolgend viel detaillierter erörtert.
Wie in 5a dargestellt, wird außerdem bevorzugt, dass die Stützfläche 236 der Gewebestützrolle 104 so angeordnet ist, dass ihr oberster Oberflächenabschnitt 238 auf die Mittellinie 190 ausgerichtet ist, so dass der Oberflächenabschnitt 238 direkt unterhalb und im Abstand von der Düse 216 angeordnet ist, so dass der aus der Düse austretende Luftstrom 231 gelenkt wird, an einer Stelle 241, an der das Gewebe an die Stützfläche 236 angrenzt und sie berührt, auf das Gewebe 111 aufzutreffen. Diese Gestaltung verhindert, dass das Gewebe durch den Luftstrom 231 von der Prägefläche der Schablone 128 weg gedrückt wird, und hält die gewünschte Distanz zwischen der Schablone 128 und der Florschicht 16 des prägbaren Gewebes 111 aufrecht.
Eine andere Methode, den Grad der Bündelung des Luftstroms 232 und die Fähigkeit der Luftlanze 210 zur Erzeugung von feinen geprägten Details und erwünschter Prägeleistung zu verbessern, ist, die charakteristische Mündungsabmessung der Düse 216 im Vergleich mit charakteristischen Mündungsabmessungen von Düsen in konventionellen Luftlanzen wesentlich zu vermindern. Eine "charakteristische Mündungsabmessung" einer Düse, wie hierin verwendet, bezieht sich auf die kleinste Querschnittsabmessung der Düse. In dem Ausführungsbeispiel, in dem die Düse 216 einen langgestreckten rechtwinkligen Schlitz aufweist, umfasst die charakteristische Mündungsabmessung 240 die Breite der den langgestreckten Schlitz ausbildenden Düse 216. Für Ausführungsformen, in denen die Düsen kreisrunde Löcher aufweisen, wäre die charakteristische Mündungsabmessung jeder Düse der Durchmesser des kreisrunden Lochs, das die Düse ausbildet. Ähnlich kann für andere Formen die charakteristische Abmessung bestimmt werden, indem die kleinste Querschnittsabmessung der bestimmten Form gemessen wird, die die Düse aufweist (z.B. für eine Düse, die eine Ellipse aufweist, würde die charakteristische Mündungsabmessung die Länge der Nebenachse der Ellipse aufweisen). In bevorzugten Ausführungsformen ist die charakteristische Mündungsabmessung der Düsen von in Übereinstimmung mit der Erfindung bereitgestellten Luftlanzen kleiner als ungefähr 5,08 mm (0,2 Inch). In anderen bevorzugten Ausführungsformen übersteigt die charakteristische Mündungsabmessung ungefähr 2,54 mm (0,1 Inch) nicht, in anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 1,27 mm (0,05 Inch) nicht, in noch anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 0,254 mm (0,01 Inch) nicht, in anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 0,127 mm (0,005 Inch) nicht, und in noch anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 0,0254 mm (0,001 Inch) nicht.
Indem zusätzlich zum Vergrößern des Bündelungsgrades des Luftstroms 232 die charakteristische Abmessung der Düsen der Luftlanzen verkleinert wird, ist der Gesamtbetrag der offenen Fläche der Düsen, durch die der Luftstrom hindurchgeht, ein viel kleinerer Bruchteil der inneren Querschnittsfläche des Hauptkörperabschnitts der Luftlanze, die der Düse Luft zuführt. Daher können die erfinderischen Luftlanzen, die Düsen mit kleinen charakteristischen Mündungsabmessungen haben, einen viel höheren Bruchteil des von der oder den Düse(n) bereitgestellten gesamten Luftströmungswiderstands haben als es für konventionelle Luftlanzengestaltungen nach dem Stand der Technik typisch ist. In bevorzugten Ausführungsformen übersteigt die von der oder den Düse(n) der durch die Erfindung bereitgestellten Luftlanzen bereitgestellte Gesamtfläche ungefähr 15 % der inneren Querschnittsfläche des Hauptkörperabschnitts der Luftlanze nicht. In anderen bevorzugten Ausführungsformen übersteigt die Düsenfläche ungefähr 7,5 % nicht, in anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 1,5 % nicht, und in noch anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 0,1 % der gesamten offenen Querschnittsfläche des Hauptkörperabschnitts der Luftlanze nicht.
Indem die erfinderischen Luftlanzen so gestaltet werden, dass der größte Teil des Luftströmungswiderstands von der oder den Düse(n) bereitgestellt wird, kann der Druckabfall entlang der Luftlanze wesentlich vermindert werden, und der entlang der Länge der Luftlanze von der oder den Düse(n) ausgestoßene Luftstrom kann viel gleichmäßiger verteilt werden als bei konventionellen Luftlanzengestaltungen. Indem in einigen bevorzugten Ausführungsformen eine oder mehrere Düse(n) mit einer sehr kleinen charakteristischen Mündungsabmessung verwendet werden, kann die Luftströmungsgeschwindigkeit durch die Düse(n) der Luftlanze entlang des Abschnitts der Länge der Luftlanze, entlang dessen die Düse(n) angeordnet ist bzw. sind, im Wesentlichen konstant sein. Diese Gleichförmigkeit der entlang ihrer Länge von der Luftlanze ausgestoßenen Luftströmungsgeschwindigkeit kann in einem hohen Grad an Gleichförmigkeit in dem geprägten Muster im Wesentlichen über die ganze Breite des Gewebes 111 resultieren.
Außerdem ist es in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen der Erfindung erwünscht, dem Einlass der Luftlanze einen ausreichenden Luftstrom zuzuführen, um einen aus der oder den Düse(n) ausgestoßenen Luftstrom zu erzeugen, der eine Luftströmungsgeschwindigkeit von mindestens ungefähr 60,96 m/sec (12.000 Fuß pro Minute) hat. In anderen bevorzugten Ausführungsformen wird ein ausreichender Luftstrom zugeführt, so dass die Geschwindigkeit der aus der oder den Düse(n) der Luftlanze austretenden Luft mindestens ungefähr 76,2 m/sec (15.000 Fuß pro Minute), in anderen Ausführungsformen mindestens ungefähr 101,6 m/sec (20.000 Fuß pro Minute) und in noch anderen Ausführungsformen mindestens ungefähr 127 m/sec (25.000 Fuß pro Minute) ist. Solche Luftströmungsgeschwindigkeiten sind wesentlich höher als jene, die durch typische Luftprägesysteme nach dem Stand der Technik verwendet werden oder erreichbar sind, und ermöglichen es dem erfinderischen System, äußerst fein detaillierte geprägte Muster zu erzeugen. Die Luftströmungsgeschwindigkeit durch die Düse(n) der Luftlanzen kann von einer Bedienungsperson des Systems leicht bestimmt werden auf Basis der gesamten offenen Fläche der Düse(n), eines gemessenen Einlassdrucks der Luftzufuhr zur Luftlanze und Leistungsdiagrammen, die typischerweise vom Hersteller des Luftgebläses geliefert werden, das benutzt wird, um dem Luftprägesystem Luft zuzuführen. Solche Messungen und Bestimmungen sind für den Fachmann Routine.
5b veranschaulicht eine erste Ausführungsform zum Bereitstellen von Schablonenstabilisatoren zum Vermindern von Veränderungen in der Distanz, die die prägbare Oberfläche 113 des Gewebes 111 und den direkt an die prägbare Oberfläche des Gewebes angrenzenden Abschnitt 233 der dem Gewebe zugewandten Oberfläche der Schablone während der Drehung der Schablone trennt. Die Schablone 128 in der in
5b gezeigten Ausführungsform weist eine Schablone auf, die durch einen Rundlauffehler charakterisiert ist, wie vorher erörtert, der die Beibehaltung einer konstanten Distanz, die die Oberfläche 113 des Gewebes 111 und den Abschnitt 233 der Außenseite der Schablone trennt, während der Drehung der Schablone und des Betriebs des Systems im Wesentlichen unmöglich macht. Ohne irgendeine Form von Schablonenstabilisierung wie z.B. diejenige, die in 5b gezeigt und nachfolgend in anderen Ausführungsformen gezeigt und beschrieben ist, würde sich die Trennung zwischen dem Abschnitt 233 der Außenseite der Schablone und der direkt an den Abschnitt 233 angrenzenden Oberfläche 113 des Gewebes während der Drehung der Schablone um einen Betrag verändern, der im Wesentlichen gleich dem Grad des der Schablone innewohnenden Rundlauffehlers ist, der so groß wie 0,254 mm (0,1 Inch) oder größer sein kann.
In dem Ausführungsbeispiel weisen die Schablonenstabilisatoren Endflächen 250 und 251 der düsenbildenden Komponente 214 auf, die an der stromaufwärtigen bzw. der stromabwärtigen Seite der Düse 216 angeordnet sind. In bevorzugten Ausführungsformen sind die Oberflächen 250 und 251 mit einem Antifriktionsmaterial beschichtet, zum Beispiel Polytetrafluorethylen (PTFE) oder einer anderen reibungsmindernden Beschichtung, die dem Fachmann bekannt ist, um Verschleiß und Beschädigung der Innenseite 223 der Schablone 128 während des Gebrauchs zu verhindern.
Die Oberflächen 250 und 251 der düsenbildenden Komponente 214 wirken als Schablonenstabilisatoren, wenn sie in direkten Kontakt mit der Innenseite 223 der Schablone 128 gebracht werden. Außerdem ist in der in 5b gezeigten Gestaltung die Düse 216 um eine Nulltrennungsdistanz von dem Innenseitenabschnitt 218 der Schablone 128 getrennt (d.h. sie hat direkten Kontakt mit dem Oberflächenabschnitt 218), was in vielen Ausführungsformen auch erwünscht ist, um den Grad der Definition des auf der Oberfläche 113 des Gewebes 111 geprägten Musters zu erhöhen, indem der Grad der Streuung des von der Düse 216 ausgestoßenen Luftstroms vor dem Kontakt mit dem Innenseitenabschnitt 218 der Schablone 128 vermindert oder im Wesentlichen beseitigt wird.
Wie nachfolgend detaillierter erläutert wird und wie in 5d-5f dargestellt ist, wird der bzw. werden die vom Luftprägesystem bereitgestellte(n) Schablonenstabilisator(en) in bevorzugten Ausführungsformen zum Bereitstellen von Schablonenstabilisierung zum Vermindern von Veränderungen in der Distanz, die die prägbare Oberfläche des Gewebes und den direkt an das Gewebe angrenzenden Abschnitt der Außenseite der Schablone trennt, mit der Innenseite 233 der Schablone 128 in Kontakt gebracht und dagegen gedrückt, und zwar bis zu einem Betrag, der ausreicht, um während des Betriebs des Systems eine Kraft auf die Schablone auszuüben, die ausreicht, um Veränderungen in der Distanz, die die prägbare Oberfläche 113 des Gewebes 111 an der Position 241 und den direkt an die prägbare Oberfläche des Gewebes angrenzenden Abschnitt 233 der Außenseite der Schablone während der Drehung der Schablone trennt, zu vermindern, und in noch mehr bevorzugten Ausführungsformen ausreicht, um Veränderungen in der oben erwähnten Trennungsdistanz im Wesentlichen zu beseitigen. In solchen Ausführungsformen wird der bzw. werden die Schablonenstabilisator(en) mit der Innenseite der Schablone in Kontakt gebracht und bis zu einem Grad gegen die Innenseite gedrückt, der ausreicht, um eine Spannung in der Schablone zu erzeugen, welche Spannung ausreicht, um den Grad des Rundlauffehlers der Schablone zu vermindern und vorzugsweise zu beseitigen und eine konsistente Trennungsdistanz zwischen dem Abschnitt 233 der dem Gewebe zugewandten Oberfläche der Schablone 128 und der prägbaren Oberfläche 113 des Gewebes während des Luftprägens zu erzeugen. Wie in 5b dargestellt, kann die aufgrund von Kontakt der Schablonenstabilisatoren mit der Innenseite der Schablone erzeugte Spannung in der Schablone 128 so groß sein, dass die entspannte Form der Schablone während der Drehung verzerrt wird. Zum Beispiel ist die entspannte Form der in 5b dargestellten Schablone 128 mit Phantomlinien 252 gezeigt, welche Form aufgrund der während des Betriebs des Systems in der Schablone 128 erzeugten Spannung verzerrt wird.
In 5d-5f, auf die nun Bezug genommen wird, ist die Funktion der in Übereinstimmung mit einigen Aspekten der Erfindung bereitgestellten Schablonenstabilisierung für ein System mit einer Schablone 128 dargestellt, die eine etwas unregelmäßige, elliptische Form hat und einen wesentlichen Grad von Rundlauffehler während der Drehung zeigt. 5d und 5e stellen den Betrieb des Systems dar, das gestaltet ist, eine gewünschte Trennungsdistanz (d_max) zwischen der prägbaren Oberfläche des Gewebes und dem direkt an die prägbare Oberfläche angrenzenden Abschnitt der Außenseite der Schablone ohne eine durch einen Schablonenstabilisator auf die Schablone ausgeübte Kraft bereitzustellen, und 5f stellt den Betrieb desselben Systems dar, wenn es gestaltet ist, eine gewünschte Trennungsdistanz (d_max) zwischen der prägbaren Oberfläche des Gewebes und dem direkt an die prägbare Oberfläche angrenzenden Abschnitt der Außenseite der Schablone mit Stabilisierung der Schablone während der Drehung bereitzustellen.
In 5d und 5e sind die Schablonenstabilisator-Oberflächen 250 und 251 der düsenbildenden Komponente 214 nicht in Kontakt mit der Innenseite 223 der Schablone 128 angeordnet, und somit wird keine Kraft auf die Schablone 128 ausgeübt, um ihre Drehung zu stabilisieren. In 5d liegt eine Stelle (A) der Schablone 128 in der 12-Uhr-Position, in der die elliptisch geformte Schablone so gedreht ist, dass die Trennungsdistanz zwischen der Oberfläche 113 des Gewebes 111 in der Position 241 und dem direkt an die Position 241 angrenzenden Abschnitt 233 der äußeren, dem Gewebe zugewandten Oberfläche der Schablone 128 auf ihrem Minimalwert (d_min (keine Kraft)) ist. Der Grad des Rundlauffehlers der Schablone 128 ist so groß, dass die dem Gewebe zugewandte Oberfläche der Schablone in direkten Kontakt mit dem Gewebe 111 gebracht wird, wenn die Schablone in der in 5d dargestellten Position ist, so dass unerwünschte Verzerrung der Gewebeoberfläche und Artefakte im geprägten Muster verursacht werden. 5e stellt die Gestaltung des Systems wie in 5d dargestellt dar, aber nachdem sich die Schablone 128 eine viertel Umdrehung in Richtung des Pfeils 142 gedreht hat. Die oben beschriebene Trennungsdistanz zwischen der Gewebeoberfläche 113 und dem Abschnitt 233 der dem Gewebe zugewandten Oberfläche der Schablone 128 ist jetzt auf ihrem Maximalwert (d_max (keine Kraft)). Der Rundlauffehler der Schablone 128 ist als die Differenz d_max (keine Kraft)) – (d_min (keine Kraft) definiert.
5f stellt das System von 5d und 5e dar, das ebenfalls gestaltet ist, eine gewünschte Trennungsdistanz (d_max) zwischen der prägbaren Oberfläche des Gewebes und dem direkt an die prägbare Oberfläche angrenzenden Abschnitt der Außenseite der Schablone bereitzustellen, aber so gestaltet ist, dass die Schablone 128 und die Luftlanze 210 so in dem System angeordnet sind, dass die Schablonenstabilisator-Oberflächen 250 und 251 der düsenbildenden Komponente 214 mit der Innenseite 223 der Schablone 128 Kontakt haben, um während des Betriebs des Systems eine Kraft auf die Schablone auszuüben, die ausreicht, um Veränderungen in der oben erwähnten Trennungsdistanz zwischen der Außenseite der Schablone 128 und der Oberfläche 113 des Gewebes 111 während der Drehung der Schablone zu vermindern und vorzugsweise zu beseitigen. Die Oberflächen 250 und 251, die die Schablonenstabilisatoren aufweisen, haben vorzugsweise in mindestens einer Drehstellung der Schablone 128 mit der Innenseite der Schablone 128 Kontakt, und in besonders bevorzugten Ausführungsformen haben die vom System bereitgestellten Schablonenstabilisatoren während der ganzen Drehung der Schablone mit der Innenseite der Schablone 128 Kontakt. Wenn die Schablonenstabilisatoren mit der Innenseite der Schablone 128 Kontakt haben, wird die maximale Distanz (d_max(Kraft)), die die prägbare Oberfläche 113 in der Position 241 des Gewebes 111 von dem direkt an die prägbare Oberfläche des Gewebes angrenzenden Abschnitt 233 der Außenseite der Schablone 128 trennt, kleiner als die maximale Trennungsdistanz einer Schablone sein, die äquivalent in dem System gestaltet ist und wie in 5f dargestellt in Bezug auf das Gewebe 111 angeordnet ist, außer dass es keine von dem oder den Schablonenstabilisator(en) auf die Schablone ausgeübte Kraft (d_max(keine Kraft)) gibt (d.h. mit äquivalent beabstandeten Längsachsen der Schablone 128 und der Rolle 104, aber ohne dass die Oberflächen 250 und 251 mit der Innenseite 233 der Schablone in Kontakt stehen). Wie oben erörtert, werden in den am meisten bevorzugten Ausführungsformen die Schablonenstabilisatoren gegen die Innenseite der Schablone gedrängt, so dass Veränderungen in der Trennungsdistanz zwischen dem direkt an das Gewebe angrenzenden Abschnitt der Außenseite der Schablone und der prägbaren Oberfläche des Gewebes während der Drehung im Wesentlichen beseitigt werden (d.h. d_max (Kraft) ist während der Drehung der Schablone im Wesentlichen gleich d_min (Kraft)).
Der Grad, bis zu dem die maximale oben erwähnte Trennungsdistanz zwischen der Schablone und dem Gewebe ohne eine ausgeübte Kraft (d_max (keine Kraft)) die maximale Trennungsdistanz, wenn das System gestaltet ist, eine stabilisierende Kraft (d_max (Kraff)) auf die zylindrische Schablone auszuüben, wie in 5f dargestellt, übersteigt, hängt vom Grad des Rundlauffehlers der Schablone 128 ab (d.h. d_max (keine Kraft) – d_min (keine Kraft)). In typischen Ausführungsformen kann d_max (keine Kraft) d_max (Kraft) um mindestens ungefähr 0,001 Inch, in anderen Ausführungsformen um mindestens ungefähr 0,01 Inch, in anderen Ausführungsformen um mindestens 0,05 Inch und in noch anderen Ausführungsformen um mindestens ungefähr 0,1 Inch übersteigen. Wie oben erörtert, wird in den am meisten bevorzugten Ausführungsformen d_max (keine Kraft) – d_max (Kraft) im Wesentlichen gleich oder etwas größer als d_max (keine Kraft) minus d_min (keine Kraft) gewählt, um den Rundlauffehler und die Veränderung in der Distanz, die die prägbare Oberfläche des Gewebes und den direkt an die prägbare Oberfläche angrenzenden Abschnitt der Außenseite der Schablone trennt, während der Drehung der Schablone im Wesentlichen zu beseitigen.
Das Verfahren zum Stabilisieren der Drehung der Schablone 128, wie in 5f dargestellt, umfasst, zuerst einen direkt an die prägbare Oberfläche 113 des Gewebes 111 angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Oberfläche der Schablone in einer ersten Distanz von der prägbaren Oberfläche des Gewebes anzuordnen und dann die Schablonenstabilisatoren (Oberflächen 250 und 251) in Bezug auf die Innenseite der Schablone 128 so anzuordnen, dass die Schablonenstabilisatoren mit der Innenseite der Schablone 128 Kontakt haben. In den am meisten bevorzugten Ausführungsformen, in denen es erwünscht ist, irgendeinen Rundlauffehler im Wesentlichen zu beseitigen und dadurch Veränderungen in der Distanz, die die prägbare Oberfläche des Gewebes und den direkt daran angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Oberfläche der Schablone trennt, im Wesentlichen zu beseitigen, werden die Schablonenstabilisatoren innerhalb der Schablone 128 so angeordnet, dass mindestens ein Abschnitt davon während deren ganzen Drehung mit der Innenseite der Schablone 128 Kontakt hat und während der Drehung mit ausreichender Kraft gegen die Innenseite der Schablone gedrückt wird, um den Rundlauffehler im Wesentlichen zu beseitigen.
Dies kann zum Beispiel wie folgt erreicht werden. Zuerst wird die Schablone 128 in das System eingebaut und, wie oben in 5d dargestellt, in einer solchen Drehstellung angeordnet, dass die Distanz, die die prägbare Oberfläche 113 des Gewebes 111 und den direkt daran angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Oberfläche der Schablone 128 trennt, möglichst klein wird (d.h. d_min (keine Kraft)). Die Vertikalposition der Rolle 104 und/oder der Schablone 128 wird dann so eingestellt, dass d_min (keine Kraft) im Wesentlichen gleich der gewünschten Trennungsdistanz zwischen dem direkt an das Gewebe angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Oberfläche der Schablone 128 und der prägbaren Oberfläche 113 des Gewebes ist oder diese geringfügig übersteigt. Nachfolgend werden die Schablonenstabilisatoren in Eingriffskontakt mit der Innenseite 223 der Schablone 128 angeordnet (z.B. durch Anordnen der Luftlanze 210 derart, dass die schablonenstabilisierenden Oberflächen 250 und 251 in Eingriffskontakt mit der Innenseite der Schablone 128 stehen) und gegen die Innenseite der Schablone gedrängt, falls notwendig, bis der direkt an das Gewebe angrenzende Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Oberfläche der Schablone 128 und die prägbare Oberfläche 113 des Gewebes um die gewünschte Trennungsdistanz getrennt sind.
5c veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform zum Bereitstellen eines Schablonenstabilisators, der aufgebaut ist, während des Betriebs des Systems in Kontakt mit einer Innenseite der Schablone angeordnet zu werden, während außerdem eine Nulltrennungsdistanz zwischen der Düse 216 und der Innenseite 233 der Schablone 128 bereitgestellt wird. In dem Ausführungsbeispiel bildet eine Oberfläche 253 der stromaufwärtigen Seite der düsenbildenden Komponente 214 den Schablonenstabilisator, der während der Drehung mit der Innenseite 223 der Schablone 128 Kontakt hat. Wie oben ist in bevorzugten Ausführungsformen die Oberfläche 253 mit einem reibungsmindernden Material beschichtet, um Verschleiß und Beschädigung der Schablone 128 während des Gebrauchs zu verhindern. Wie in 5c dargestellt, ist die düsenbildende Komponente 214 aus einer stromaufwärtigen 256 und einer stromabwärtigen 257 Teilkomponente gebildet, die jeweils auf einer getrennten Seite der Öffnung 224 in der Leitung 212 angeordnet sind. Die düsenbildende Komponente 214, wie dargestellt, wird durch Montage der trennbaren Komponenten 256 und 257 auf entgegengesetzten Seiten der Auslassöffnung 224 gebildet, so dass sie angrenzend und voneinander getrennt an der Leitung 212 angeordnet sind, so dass die Distanz zwischen angrenzenden einander zugewandten Oberflächen 258 und 259 der trennbaren Komponenten eine schlitzbildende Düse 216 definiert. Um eine gewünschte Trennungsdistanz zwischen der Düse 216 und dem Innenseitenabschnitt 218 der Schablone 128 zu schaffen, wenn die schablonenstabilisierende Oberfläche 253 der düsenbildenden Komponente 214 mit der Innenseite 223 der Schablone 128 Kontakt hat, wird die stromaufwärtige trennbare Komponente 256 der düsenbildenden Komponente 214 mit einer Reihe von Abstandshaltern oder Unterlegscheiben 260, die zwischen der Außenseite der Leitung und einer mit Kontur versehenen Oberfläche 225 der Komponente 256 angeordnet sind, an der Leitung 212 montiert. Die Dicke der Abstandshalter oder Unterlegscheiben 260 wird so gewählt, dass sie gleich der gewünschten Trennungsdistanz zwischen der Düse 216 und dem Innenseitenabschnitt 218 der Schablone ist. In anderen Ausführungsformen kann, statt Abstandshalter/Unterlegscheiben 260 zu verwenden, die Komponente 256 einfach so hergestellt werden, dass sie sich von der Öffnung 224 und der Leitung 212 um eine größere Distanz als die Teilkomponente 257 weg erstreckt, oder in noch anderen Ausführungsformen können ein oder mehr Stege, Vorsprünge usw. an der Teilkomponente 256 befestigt oder ausgebildet werden, so dass sie sich über die Düse 216 hinaus erstrecken, um die Innenseite 223 der Schablone 128 zu berühren. In Ausführungsformen wie der letzteren der oben beschriebenen alternativen Ausführungsformen kann die düsenbildende Komponente 214 aus einer einzigen, monolithischen Einheit gebildet werden, statt als zwei trennbare Komponenten gebildet zu werden, wie in 5c dargestellt. Alternativ kann auch die stromabwärtige Komponente 257 unterlegt usw. werden, so dass sie sich um eine Distanz, die die maximale Distanz übersteigt, um die sich die Teilkomponente 256 von der Öffnung 224 weg erstreckt, von der Öffnung 224 weg erstreckt. In solchen Ausführungsformen würde eine Oberfläche 261 die schablonenstabilisierende Oberfläche aufweisen, welche Oberfläche stromabwärts der Düse 216 angeordnet ist. Es wird aber bevorzugt, dass ein Schablonenstabilisator so angeordnet ist, dass er die Innenseite der Schablone stromaufwärts der Düse berührt, wie in 5c dargestellt, um den Aufbau von Rückständen und anderem Material zu verhindern, das die Düse tendenziell verstopft.
Für Systeme, die Luftlanzen bereitstellen, die mindestens einen Schablonenstabilisator daran enthalten, der an der Leitung, die mindestens einen Teil der Luftlanze bildet, befestigt ist und sich davon erstreckt, wird der Stabilisator im Allgemeinen so aufgebaut und an der Luftlanze angeordnet, dass er die Innenseite der Schablone berührt, wenn die Luftlanze in dem System für Betrieb gestaltet ist, und er wird weiterhin so aufgebaut und an der Luftlanze angeordnet, dass der Abschnitt des Schablonenstabilisators, der während des Betriebs mit der Innenseite der Schablone Kontakt herstellt, von der Längsmittelachse (z.B. der Achse 320, wie in 5c gezeigt) der Leitung um eine Distanz getrennt ist, die die Distanz, die die Düse der Luftlanze von der Längsmittelachse der Leitung trennt, übersteigt. Wie in 5c dargestellt, ist die schablonenstabilisierende Oberfläche 253 um eine Distanz, die die Distanz, die die Düse 216 von der Längsmittelachse 320 trennt, übersteigt, von der Längsmittelachse 320 getrennt. Wie in 5c dargestellt, wird außerdem eine gewünschte Trennungsdistanz zwischen der Düse 216 und dem Innenseitenabschnitt 218 der Schablone 128 ermöglicht, indem die stromaufwärtige trennbare Komponente 256 der düsenbildenden Komponente 214 so angeordnet wird, dass die maximale Trennungsdistanz, die die stromaufwärtige Kom ponente von der Längsmittelachse 320 trennt (d.h. die Distanz, die die Oberfläche 253 von der Längsachse 320 trennt), die maximale Trennungsdistanz, die die stromabwärtige Komponente 257 von der Längsmittelachse 320 trennt (d.h. die Distanz, die die Oberfläche 261 von der Längsachse 320 trennt), um einen Betrag übersteigt, der im Wesentlichen gleich der gewünschten Distanz ist, die die Düse 216 von dem Innenseitenabschnitt 218 der Schablone 128 trennt.
6a stellt eine alternative Ausführungsform einer Luftlanze dar. Eine Luftlanze 300, wie in 6a gezeigt, hat einen Düsenbereich 302 eines Hauptkörperabschnitts 304, der so angeordnet ist, dass er dem Beobachter zugewandt ist. 6b zeigt die Luftlanze 300 in einer Seitenansicht. Die Luftlanze 300 enthält eine Leitung mit einem Hauptkörperabschnitt 304 und enthält eine Einlassöffnung 306 und einen mit Gewinde versehenen Einlassverbinder 308, der die Anbringung der Luftlanze an einer Luftzufuhrleitung 114 des Luftprägesystems erlaubt, wenn es in Betrieb ist. Der Hauptkörperabschnitt 304 hat entlang seiner ganzen Länge im Wesentlichen konstanten Durchmesser. Der Hauptkörperabschnitt 304 enthält einen Einlassbereich 310 stromaufwärts des Düsenbereichs 302 und kann wahlweise einen kleinen Endbereich 312 stromabwärts des Düsenbereichs 302 und stromaufwärts eines verschlossenen Endes 314 des Hauptkörperabschnitts enthalten. In alternativen Ausführungsformen kann die Luftlanze 300 oder irgendeine andere hierin dargestellte Luftlanze, statt eine einzige Einlassöffnung für Anbringung an der Luftzufuhr zu haben, jedes ihrer Enden offen für Strömungsverbindung und an einer Luftzufuhr anbringbar haben. Am stromabwärtigen Ende 314 des Hauptkörperabschnitts 304 befindet sich eine Montagewelle 316, die einen Ausrichtungsschlitz 318 (am Deutlichsten in 6b zu erkennen) enthält, welche Montagewelle typischerweise einen Durchmesser hat, der kleiner als der Durchmesser des Hauptkörperabschnitts 304 ist.
Wenn in einer betriebsfähigen Gestaltung im Luftprägesystem 109 eingebaut, ist der Einlassbereich 310 so auf dem Luftlanzeneinlass-Lagerbereich 154 (siehe 4a) angeordnet, dass sich mindestens der Einlassverbinder 308 über die Luftlanzeneinlassstütze 150 hinaus erstreckt, um leicht mit der Luftzufuhrleitung 114 verbindbar zu sein. Die Luftlanze 300 ist innerhalb eines Prägezylinders 112 angeordnet und erstreckt sich über die ganze Breite des Prägezylinders, so dass die Montagewelle 316 innerhalb der Luftlanzen-Montagewelle-Stützklemme 180 des Luftprägesystems angeordnet ist (siehe 4b), wenn die Luftlanze für Betrieb eingerichtet ist. Für bevorzugte Ausführungsformen, in denen es gewünscht ist, dass der Düsenbereich 302 so angeordnet ist, dass er von einer Mittellinie 190 des Prägezylinders 112 halbiert wird, ist der Ausrichtungsschlitz 318 typischerweise so gestaltet, dass er, wenn die Luftlanze in der oben beschriebenen Montageposition ist, mit der Senkrechtausrichtungs-Stellschraube 194 in Eingriff gebracht werden kann, was es ermöglicht, die senkrecht ausgerichtete Position der Düse während des Betriebs leicht zu ermitteln und sicher zu bewahren.
Der Düsenbereich 302 der Luftlanze 300 erstreckt sich in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Längsachse 320 der Luftlanze entlang des Hauptkörperabschnitts 304, so dass er innerhalb der Breite des Schablonenbereichs 128 des Prägezylinders 112 liegt und im Wesentlichen koextensiv damit ist, wenn die Luftlanze in einer betriebsfähigen Gestaltung eingebaut ist. Dementsprechend ist der Düsenbereich 302 auch gestaltet, sich im Betrieb über die ganze Breite der prägbaren Oberfläche 113 des Gewebes 111 zu erstrecken.
In dem Ausführungsbeispiel ist der Düsenbereich 302 ungefähr 1371,6 mm (54 Inch) bis ungefähr 1625,6 mm (64 Inch) lang, der Einlassbereich 310 ist ungefähr 609,6 mm (24 Inch) bis ungefähr 711,2 mm (28 Inch) lang, der Endbereich 312 ist ungefähr 25,4 mm (1 Inch) bis ungefähr 101,6 mm (4 Inch) lang, und die Montagewelle 316 ist ungefähr 330,2 mm (13 Inch) bis ungefähr 381 mm (15 Inch) lang und hat ungefähr 50,8 mm (2 Inch) bis ungefähr 76,2 mm (3 Inch) Außendurchmesser.
Der Düsenbereich 302 enthält eine Vielzahl von individuellen Düsen 324, die in dem Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von kreisrunden Löchern im Hauptkörperabschnitt 304 aufweisen. In dem Ausführungsbeispiel weisen die Düsen 324 Löcher auf, die direkt in die Seitenwand des Hauptkörperabschnitts 304 gebohrt sind; in alternativen Ausführungsformen können die Düsen 324 jedoch in einem trennbaren Plattenelement ausgebildet sein, das mittels Schrauben oder anderen Befestigungsmitteln am Hauptkörperabschnitt 304 befestigt werden kann. In anderen Ausführungsformen können die Löcher 324, die die Düsen aufweisen, auch so angeordnet sein, dass sie anders als gezeigt innerhalb des Düsenbereichs 302 liegen. Zum Beispiel können die Düsen in einer alternativen Ausführungsform in einer einzigen Reihe innerhalb des Düsenbereichs angeordnet sein.
Da der Düsenbereich 302 in dem Ausführungsbeispiel Düsen 324 enthält, die eine Vielzahl von individuellen Löchern aufweisen, die durch Bereiche 325 des Hauptkörperabschnitts 304 getrennt sind, welche Bereiche 325 für Luftströmung undurchlässig sind, wird bevorzugt, dass der Düsenbereich 302 um mindestens 19,05 mm (0,75 Inch) von der Innenseite 218 der Schablone 128 getrennt wird (siehe 5). Da in dem Ausführungsbeispiel der Außendurchmesser des Hauptkörperabschnitts 304 im Wesentlichen konstant ist (typischerweise ungefähr 101,6 mm (4 Inch) bis ungefähr 133,35 mm (5¼ Inch)), wie vorher im Kontext von 5 erörtert, ist es nicht möglich, die Düsen 324 näher an der Innenseite 218 der Schablone 128 anzuordnen als die Distanz 120 (z.B. ungefähr 30,48 mm (1,2 Inch), wie dargestellt). Um Streuung zu vermindern, wenn die Düsen 314 um solche relativ großen Distanzen getrennt sind, enthält der Hauptkörperabschnitt 304 vorzugsweise Klappen 326, die an jeder Seite des Düsenbereichs 302 eingebaut sind. Die Klappen sind in einigen Ausführungsformen flexibel, und daher verhindern sie das Einführen der Luftlanze durch den Flanschbereich 130 des Prägezylinders 112 tendenziell nicht, so dass sie sich nach dem Einführen in den Prägezylinder um eine Distanz vom Hauptkörperabschnitt 304 aus nach unten erstrecken, die vorzugsweise ungefähr gleich der Distanz ist, die die Düsen 324 von der Innenseite des Schablonenbereichs des Prägezylinders trennt.
Für Ausführungsformen, in denen es gewünscht ist, einen oder mehrere Schablonenstabilisatoren an der Luftlanze 300 vorzusehen, können eine oder beide der Klappen 326 durch eine starre Komponente ersetzt werden, die sich vom Hauptkörperabschnitt 304 weg erstreckt und eine Rakel ausbildet, die in Kontakt mit der Innenseite der Luftprägeschablone angeordnet werden kann, wenn die Luftlanze für Betrieb angeordnet ist. Damit man für solche Ausführungsformen die Luftlanze in die Öffnung 148 des Systems einführen kann, kann der gesamte, effektive äußerste Durchmesser der Luftlanzen-Stabilisator-Kombination die Distanz 219 nicht übersteigen, wie in 4d dargestellt. In einigen bevorzugten Ausführungsformen kann bzw. können die starre(n) Rakel(n), die eine oder beide Komponenten 326 bilden und für Schablonenstabilisierung sorgen, von der Hauptkörperkomponente 304 trennbar sein und gegen andere starre Komponenten anderer Größe ausgewechselt werden oder können in veränderlichen Distanzen (wie entlang des Umfangs des Körpers 304 gemessen) von den Düsen am Körper 304 angeordnet werden, um die Trennungsdistanz zwischen den Düsen und der Innenseite der Schablone zu ändern, wenn die Luftlanze für Betrieb mit dem oder den Schablonenstabilisator(en) in Kontakt mit der Innenseite der Schablone angeordnet ist.
Um die Bündelung des Luftstroms aus den Düsen 324 und die Verteilung der Luftgeschwindigkeit entlang der Länge des Düsenbereichs 302 zu verbessern, wird bevorzugt, dass die Düsen 324 eine charakteristische Abmessung haben, die durch den Durchmesser der Löcher charakterisiert ist, die die Düsen 324 aufweisen, der ungefähr 0,2 Inch nicht übersteigt, wie oben im Kontext der in 5a dargestellten Luftlanze 210 erörtert wurde. In anderen bevorzugten Ausführungsformen übersteigt die charakteristische Abmessung der Düsen 324 ungefähr 2,54 mm (0,1 Inch) nicht, in anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 1,27 mm (0,05 Inch) nicht, in noch anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 0,254 mm (0,01 Inch) nicht, in anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 0,127 mm (0,005 Inch) nicht, und in noch anderen Ausführungsformen übersteigt sie ungefähr 0,0254 mm (0,001 Inch) nicht.
Die Luftlanze 300 ist in 6c im Querschnitt gezeigt. Der Düsenbereich 302 ist in dem Figureneinschub 328 von 6c vergrößert gezeigt. 6c veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform zum Bereitstellen von Düsen 324 mit einer charakteristischen Düsenlänge 330, die die charakteristische Mündungsabmessung 332 der Düse übersteigt. In dem Ausführungsbeispiel ist die charakteristische Düsenlänge 330 im Wesentlichen gleich der Wanddicke des Hauptkörperabschnitts 304. In der in 6c dargestellten Ausführungsform wird daher bevorzugt, dass der Durchmesser der Düsen 324 nicht größer und vorzugsweise kleiner als die Wanddicke des Hauptkörperabschnitts 304 ist. Die "charakteristische Düsenlänge", wie hierin im Kontext der in Übereinstimmung mit der Erfindung bereitgestellten Luftlanzen verwendet, bezieht sich im Allgemeinen auf die maximale Abmessung der Düse, wie in einer Richtung gemessen, die im Wesentlichen parallel zu der Gesamtrichtung des Luftstroms innerhalb der Düse ist (d.h. in einer Richtung, die typischerweise im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Luftlanze ist). Durch das Bereitstellen von Düsen, die eine charakteristische Düsenlänge haben, die die charakteristische Mündungsabmessung der Düse übersteigt, können die Luftlanzen den Anteil des Luftstroms, der in einer diagonalen Richtung in Bezug auf die Innenseite der Schablone, die Oberfläche des Gewebes und die Längsachse der Luftlanze aus der Düse ausgestoßen wird, bedeutend vermindern. Für eine Ausführungsform, in der die Düsen die Form von kreisrunden Löchern haben, die cha rakteristische Düsenlängen ungefähr gleich dem Durchmesser der die Düse bildenden Löcher haben, ist es offensichtlich, dass im Wesentlichen der ganze durch jede Düse gegen die Innenseite der Schablone gelenkte Luftstrom in einem Winkel von mindestens ungefähr 45 Grad in Bezug auf die Längsachse der Luftlanze durch die Düse gelenkt wird, wenn das System in Betrieb ist. Irgendeine Komponente des Luftstroms, die einen Winkel kleiner als 45 Grad in Bezug auf die Längsachse bildet, wird auf eine Seitenwand treffen (z.B. die in 6c gezeigten Wände 333) und wird unter einem Winkel in Bezug auf die Längsachse der Luftlanze von mindestens ungefähr 45 Grad gegen die Oberfläche der Schablone gelenkt. In noch mehr bevorzugten Ausführungsformen übersteigt die charakteristische Länge 332 der Düsen 334 die charakteristische Mündungsabmessung 332 um mindestens einen Faktor von ungefähr 2, in noch mehr bevorzugten Ausführungsformen um mindestens einen Faktor von ungefähr 3 und in den am meisten bevorzugten Ausführungsformen um mindestens einen Faktor von ungefähr 4.
6d und 6e zeigen Querschnittsansichten einer alternativen Ausführungsform der Luftlanze 300, die eine Vielzahl von Luftumlenkelementen 340 enthält, die so geformt und angeordnet sind, dass sie den Luftstrom innerhalb des Hautkörperabschnitts 304 so abschneiden und ablenken, dass ein größerer Bruchteil des Luftstroms im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 320 und zu der prägbaren Oberfläche 113 des Gewebes 111 gelenkt wird, wenn das Luftprägesystem in Betrieb ist. Wie oben erörtert, schneiden die Luftumlenkelemente 340 den Luftstrom in bevorzugten Ausführungsformen vorzugsweise ab und lenken ihn so, dass im Wesentlichen der gesamte Luftstrom in einer Richtung, die einen Winkel von mindestens 45 Grad in Bezug auf die Längsachse 320 der Luftlanze bildet, in Richtung auf das Gewebe aus den Düsen 324 austritt. Die Luftumlenkelemente 340 weisen eine Reihe von Leitblechen auf, die aus mannigfachen Materialien gebildet sein können und mannigfache Strukturen aufweisen können, um den Luftstrom abzulenken und umzulenken. Ein "Luftumlenkelement", "Luftstromumlenkelement" oder "Leitblech" wie hierin verwendet bezieht sich allgemein auf irgendein innerhalb einer Luftlanze angeordnetes Element, das so geformt, angeordnet und gestaltet ist, dass mindestens ein Teil des der Luftlanze zugeführten Luftstroms auf das Element auftrifft und von dem Element aus einer anfänglichen Luftströmungsrichtung, die einen Winkel von weniger als ungefähr 45 Grad in Bezug auf die Längsachse der Luftlanze bildet, in eine nachfolgende Luftströmungsrichtung umgelenkt wird, die einen Winkel größer als ungefähr 45 Grad in Bezug auf die Längsachse der Luftlanze bildet.
In der in 6d und 6e dargestellten Ausführungsform weisen die Luftumlenkelemente 340 eine Vielzahl von rohrförmigen Einsätzen auf, die innerhalb von Auslassöffnungen 341 des Hautkörperabschnitts 304 angeordnet sind. Die Luftumlenkelemente 340 haben einen Außendurchmesser, der gleich dem oder etwas kleiner als der Durchmesser der Auslassöffnungen 341 ist, so dass sie genau und sicher in die Auslassöffnungen 341 passen, wenn wie in 6d gezeigt eingebaut. Die Luftumlenkelemente 340 können in einigen Ausführungsformen in einen Presssitz in den Auslassöffnungen 341 gebracht werden oder können für verbesserte Stabilität an den Hautkörperabschnitt 304 geschweißt werden, sobald sie in die Auslassöffnungen 431 eingeführt sind. Alternativ können die Luftumlenkelemente 340 angrenzend an die Auslassöffnungen 341 und in Strömungsverbindung damit innerhalb des Hautkörperabschnitts 304 angeschweißt oder anders befestigt werden, ohne tatsächlich in die Auslassöffnungen eingeführt zu werden.
Die Düsen 324, wie dargestellt, haben eine charakteristische Mündungsabmessung 342, die im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Luftumlenkelemente 340 ist, und haben eine charakteristische Düsenlänge 344, die im Wesentlichen gleich der Länge der Luftumlenkelemente 340 ist, wie in einer Richtung senkrecht zur Längsachse 320 der Luftlanze gemessen. In alternativen Ausführungsformen können die Luftumlenkelemente 340, statt sich im Presssitz in den Auslassöffnungen 341 des Hauptkörperabschnitts 304 zu befinden, einen Innendurchmesser gleich dem oder größer als der Durchmesser der Auslassöffnungen 341 haben und können an einer Innenseite des Hauptkörperabschnitts 304 oberhalb der Öffnungen 341 befestigt sein, wie oben beschrieben, so dass die charakteristische Düsenlänge die Summe der Wanddicke des Hauptkörperabschnitts 304 plus die Länge eines Luftumlenkelements 340, wie entlang einer Richtung senkrecht zur Längsachse 320 gemessen, umfasst. In solchen alternativen Ausführungsformen wird bevorzugt, dass ein wesentlicher Bruchteil von beiden (d.h. mindestens ungefähr 50%) der charakteristischen Länge der Düse aus der Länge des Luftumlenkelements 340 besteht, wie in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Hauptkörpers gemessen.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf 6d und 6e übersteigt in bevorzugten Ausführungsformen die Länge 344 der Luftumlenkelemente 340, wie in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 320 gemessen, die charakteristische Mündungsabmessung 342 der Düsen 324 um einen Faktor von mindestens 2, noch mehr bevorzugt um einen Faktor von mindestens 3 und am meisten bevorzugt um einen Faktor von mindestens 4.
6f und 6g stellen eine Querschnittsansicht einer anderen alternativen Ausführungsform einer Luftlanze 300 dar, die einen Hauptkörperabschnitt 304 enthält, der ein einziges, monolithisches Luftumlenkelement 350 enthält. Ein "monolithisches" Luftumlenkelement, wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein Luftumlenkelement mit einer Vielzahl von Oberflächen zum Umlenken oder Ablenken von Luft, wobei die Oberflächen innerhalb eines einzigen, ungeteilten Materialstücks ausgebildet sind oder eine Vielzahl von physisch getrennten Elementen aufweisen, die miteinander verbunden sind, um eine zusammenhängende Struktur zu bilden. Das Luftumlenkelement 350 wird vorzugsweise innerhalb des Hauptkörperabschnitts 304 angeordnet und durch Schweißbefestigungen oder andere Befestigungsmittel an einer Innenseite des Hauptkörperabschnitts befestigt, wie für den Fachmann ersichtlich ist. Das Luftumlenkelement 350 hat eine Gesamtbreite und -länge, die ausreicht, um den Düsenbereich 302 der Luftlanze 300 im Wesentlichen vollständig zu bedecken und koextensiv damit zu sein. Das Luftumlenkelement 350 führt eine im Wesentlichen äquivalente Funktion wie die vorher im Kontext von 6d und 6e oben für die Luftumlenkelemente 349 beschriebene durch. Das Luftumlenkelement 350 kann ein Draht- oder Gewebenetz, Sieb, Gitter oder eine andere geeignete Struktur aufweisen, wie für den Fachmann ersichtlich ist. Das Luftumlenkelement 350, wie in 6g dargestellt, kann eine gitterartige Struktur mit einer Vielzahl von Zellen 352 haben, welche Luftströmungskanäle bilden, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 320 der Luftlanze orientiert sind. Die Zellen 352 sind durch eine Reihe von Wänden der Struktur 350, die Teiler 354 bilden, voneinander getrennt. Die Distanz 356 ist die charakteristische Abmessung der Kanäle 352. Im Allgemeinen ist die "charakteristische Abmessung" eines Kanals in einem monolithischen Luftumlenkelement, wie hierin verwendet, als die größte Querschnittsabmessung des Kanals definiert, wie entlang einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Luftlanze gemessen.
Das in 6f und 6g dargestellte monolithische Leitblech 350 hat Kanäle 352, die eine Vielzahl von quadratischen Durchlassöffnungen aufweisen, die in einem Gittermuster angeordnet sind. In alternativen Ausführungsformen kann das monolithische Luftumlenkelement jedoch Kanäle haben, die eine Vielzahl von Zellen mit anderen Querschnittsformen als quadratisch aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das monolithische Luftumlenkelement 350 eine bienenwabenartige Struktur auf, die im Kontext von 9 nachfolgend detaillierter beschrieben wird, mit einer Vielzahl von hexagonal geformten Zellen, die in einem bienenwabenartigen Muster angeordnet sind.
In bevorzugten Ausführungsformen übersteigt die Höhe 358 des Luftumlenkelements 350, wie in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Luftlanze gemessen, die charakteristische Abmessung 356 um einen Faktor von mindestens ungefähr 2, noch mehr bevorzugt um einen Faktor von mindestens ungefähr 3 und am meisten bevorzugt um einen Faktor von mindestens ungefähr 4. Das Luftumlenkelement 350, wenn es wie in 6f und 6g gezeigt aufgebaut und angeordnet ist, hat die Funktion, den Bruchteil des durch die Düsen 324 strömenden Luftstroms zu vergrößern, der im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 320 der Luftlanze und im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des gerade geprägten Gewebes gelenkt wird, wenn das Luftprägesystem in Betrieb ist. Mit anderen Worten, die monolithischen Luftumlenkelemente, die in der in 6f und 6g dargestellten Ausführungsform und in anderen, nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Luftlanzen vorgesehen sind, vergrößern den Bruchteil des durch Öffnungen in der Schablone des Luftprägesystems gelenkten Luftstroms, der im Wesentlichen senkrecht zu der prägbaren Oberfläche des gerade geprägten Gewebes orientiert ist, wenn die Luftlanze in Betrieb ist, im Vergleich mit dem Bruchteil eines durch die Öffnungen in der Schablone gelenkten Luftstroms im Wesentlichen senkrecht zu der prägbaren Oberfläche des Gewebes durch eine im Wesentlichen äquivalente Luftlanze, aber ohne dass das Luftumlenkelement darin enthalten ist.
Die in 7a-7e gezeigte Luftlanze 500 stellt eine alternative Ausführungsform zum Bereitstellen von bestimmten Vorzügen der oben im Kontext von 5a erörterten Luftlanze 220 und der nachfolgend im Kontext von 8a-8g erörterten Luftlanze 700 dar. Speziell ist die Luftlanze 500 gestaltet, eine Düse bereitzustellen, die sehr nahe an der Innenseite einer Prägeschablone und sehr nahe an der Oberfläche eines prägbaren Gewebes angeordnet werden kann. Die Luftlanze 500, wenn ähnlich dem vorher für die Luftlanze 220 in 5a gezeigten Einbau im Luftprägesystem 109 eingebaut, kann in Bezug auf den Innenseitenabschnitt 218 der Schablone 128 (siehe 5a) so angeordnet werden, dass ihre Düse 502 in einer Distanz von dem Oberflächenabschnitt 218 angeordnet ist, die kleiner als die Distanz 220 ist, die die Überhangdistanz zwischen der Innenseite der Schablone und der Innenseite des Prägezylinders im Flanschbereich 130 (oder der Innenseite der Öffnung 148 des Luftprägesystems 109, einerlei was eine größere Überhangdistanz 220 erzeugt) definiert. Die Düse 502 kann in Bezug auf den Oberflächenabschnitt 218 in Distanzen angeordnet werden, die den bevorzugten Distanzen ähnlich sind, die die Oberfläche 218 und die Düse 216 der oben im Kontext von 5a beschriebenen Luftlanze 210 trennen, oder die Düse kann in einigen Ausführungsformen in direktem Kontakt mit dem Innenseitenabschnitt 218 der Schablone in einer Nulltrennungsdistanz angeordnet werden.
Die Luftlanze 500 weist einen Hauptkörperabschnitt 504 auf, der in bevorzugten Ausführungsformen eine einzige, schlitzförmige Düse 502 enthält, die sich entlang eines wesentlichen Bruchteils der Länge des Hauptkörperabschnitts 504 erstreckt und einen Düsenbereich 506 definiert. In alternativen, weniger bevorzugten Ausführungsformen kann die Luftlanze eine Vielzahl von Düsen enthalten, die individuelle Löcher statt einer einzigen, schlitzförmigen Düse aufweisen. Wie oben für die Luftlanzen 210 und 300 erörtert, erstreckt sich der Düsenbereich vorzugsweise im Wesentlichen über die ganze Breite des Prägezylinder-Schablonenbereichs 128 und die prägbare Oberfläche 113 des Gewebes 111, wenn die Luftlanze innerhalb des Luftprägesystems 109 für Betrieb angeordnet ist.
In bevorzugten Ausführungsformen hat die Düse 502 eine durch die Breite des Schlitzes 508 definierte charakteristische Mündungsabmessung, die kleiner als ungefähr 5,08 mm (0,2 Inch) ist und vorzugsweise in den oben für die Düse 216 der Luftlanze 210 erörterten bevorzugten Bereich fällt. In dem Ausführungsbeispiel ist die Schlitzbreite 508 entlang der ganzen Länge des Düsenbereichs 506 im Wesentlichen konstant. In alternativen Ausführungsformen kann der Schlitz 502 spitz zulaufen, so dass sich die Schlitzbreite 508 entlang der Länge der Düse ändert. In einigen solchen Ausführungsformen kann der Schlitz 502 zum Beispiel an dem Ende der Düse, das dem versetzten Einlassrohr 510 am nächsten liegt, breiter sein als an dem Ende, das der versetzten Montagewelle 512 am nächsten liegt. So eine Gestaltung, insbesondere für Düsen mit relativ großen charakteristischen Mündungsabmessungen, kann die Gleichförmigkeit der Luftströmungsgeschwindigkeit entlang der Länge des Düsenbereichs 506 verbessern.
In 7b, auf die nun Bezug genommen wird, zeigt eine Seitenansicht der Luftlanze 500, dass das Einlassrohr 510 und die Montagewelle 512 Mittelpunkte haben, die in Bezug auf die Längsachse 320 der Luftlanze versetzt sind. Das Einlassrohr 510 hat außerdem einen kleineren Durchmesser als der Hauptkörperabschnitt 504 der Luftlanze 500. Das Bereitstellen eines Einlassrohres mit vermindertem Durchmesser, das in Bezug auf die Längsachse versetzt ist, ermöglicht die Bereitstellung eines Überhangbereichs 514, der es ermöglicht, die Düse 502 so innerhalb des Prägezylinders 112 anzuordnen, dass sie in einer gewünschten großen Nähe zu oder in Kontakt mit dem Innenseitenabschnitt 218 der Schablone 128 platziert werden kann (siehe 5a und 5b). Für Prägezylinder und Prägesysteme mit den vorher im Kontext von 4 und 5 beschriebenen Abmessungen und Gestaltungen kann die Luftlanze 500 wie in dem Ausführungsbeispiel mit einem Hauptkörperabschnitt 504 gestaltet werden, der einen Außendurchmesser von ungefähr 133,35 mm (5¼ Inch) (oder etwas kleiner als 133,35 mm (5¼ Inch), um Spielraum für wahlweise Schablonenstabilisatoren 550 zuzulassen, wenn in ihrer ganz zusammengedrückten Gestaltung, wie nachfolgend erläutert) hat und ein versetztes Einlassrohr, wie dargestellt, mit einem Außendurchmesser von nicht mehr als 71,12 mm (2,8 Inch) hat. Diese Gestaltung liefert eine Überhangdistanz 514 von mindestens ungefähr 30,48 mm (1,2 Inch), die ausreicht, um die oben in 5 gezeigte Distanz 220 vollständig zu queren.
Selbstverständlich sollte für Ausführungsformen eines Luftprägesystems, das eine Luftlanze ähnlich der Luftlanze 500 verwendet, das Einlassrohr 510 so lang sein, dass die stromaufwärtige Oberfläche 518 des Hauptkörperabschnitts 504 so innerhalb des Prägezylinders 112 angeordnet ist, dass sie vollständig in dem Abschnitt des Prägezylinders mit großem Innendurchmesser enthalten ist, wenn für Betrieb eingerichtet. Außerdem sollte der Luftlanzeneinlass-Stützarm 150 des Luftprägesystems 109 (siehe 4a) so gestaltet sein, dass das Luftlanzeneinlasslager 154 so geformt und bemessen ist, dass es der geringeren Größe des Einlassrohres 510 der Luftlanze 500 entspricht.
Eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Luftlanze 500 ist in 7c, 7d und 7e gezeigt. Um beim Unter-Druck-Setzen der Luftlanze 500 während des Betriebs eine konstante charakteristische Mündungsabmessung aufrechtzuerhalten, wird der Hauptkörperabschnitt 504 durch eine oder mehrere Stützstreben 226 stabilisiert, wie oben im Kontext der Luftlanze 210 in 5a beschrieben. In bevorzugten Ausführungsformen der Luftlanze 500 enthält die Lanze außerdem ein monolithisches Luftumlenkelement oder Leitblech 520, das im Wesentlichen eine ähnliche Gestaltung und Funktion wie das oben im Kontext von 6f und 6g beschriebene Luftumlenkelement 350 haben kann.
Für Ausführungsformen, in denen die Düse 502 sehr nahe an der Innenseite der Prägeschablone (z.B. in Distanzen von weniger als ungefähr 19,05 mm (0,75 Inch)) oder in direktem Kontakt mit der Innenseite der Schablone angeordnet ist, wird bevorzugt, dass die Dicke der Wände oder Teiler 522 der Struktur 520, die die einzelnen Zellen oder Kanäle 524 trennen, kleiner als die charakteristische Mündungsabmessung der Düse 502 ist. Im Kontext der vorliegenden Erfindung hat sich gezeigt, dass, wenn die Wanddicke 522 die charakteristische Mündungsabmessung der Düse 502 übersteigt, jene unerwünschten, sichtbaren Artefakte in dem geprägten Muster eines unter Verwendung der Luftlanze geprägten Gewebes erzeugt werden können. Dementsprechend wird in bevorzugten Ausführungsformen bevorzugt, dass die Dicke der Wände 522 der Struktur 520 kleiner als und vorzugsweise wesentlich kleiner als die charakteristische Mündungsabmessung der Düse 502 ist. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform wird die Dicke der Wände 522 vorzugsweise minimiert, so dass sie so klein wie möglich ist, während die strukturelle Integrität des Leitblechs 520 im Betrieb aufrechterhalten wird. Für bienenwabenartige Strukturen aus Aluminium, wie z.B. das in 9 gezeigte Leitblech 800, wird bevorzugt, dass die Dicke der Wände ungefähr 0,051 mm (0,002 Inch) nicht übersteigt. In anderen Ausführungsformen kann die Wanddicke der Wände, die ein monolithisches Leitblech mit einer bienenwabenartigen Struktur aus Aluminium ausbilden, so klein wie ungefähr 0,0254 mm (0,001 Inch) oder weniger sein.
Die in 7a-7e dargestellte Luftlanze 500 enthält außerdem eine Vielzahl von wahlweisen Schablonenstabilisatorkomponenten 550, die an der Leitung befestigt sind, die den Hauptkörperabschnitt 504 der Luftlanze aufweist. In dem Ausführungsbeispiel sind die Schabionenstabilisatorkomponenten 550 sowohl auf der stromaufwärtigen Seite als auch der stromabwärtigen Seite der Düse 502 am Hauptkörperabschnitt 504 angeordnet. Die Struktur und Position der Schablonenstabilisatorkomponenten 550 ist am deutlichsten in 7a, 7b und 7e dargestellt. Wie man am deutlichsten in 7b erkennt, enthalten die Schablonenstabilisatorkomponenten 550 einen Basisabschnitt 553, der am Hauptkörperabschnitt 504 befestigt ist, und enthalten weiterhin vom Basisabschnitt 553 und Hauptkörperabschnitt 504 weg verlaufende Schablonenkontaktelemente 554, die im Wesentlichen parallel zu der Längsachse 320 der Luftlanze 500 ausgerichtet sind. Die Schablonenkontaktelemente 554 der Schablonenstabilisatorkomponenten 550 sind, wie vorher beschrieben, vorzugsweise mit einer reibungsmindernden Beschichtung beschichtet, um Beschädigung der Innenseite der Schablone während der Drehung der Schablone zu verhindern. Die Schablonenkontaktelemente 554 werden von zylindrischen Basen 553 über Stiele 555 gestützt und im Abstand gehalten. Wie in 7b und 7e dargestellt, sind die Basiskomponenten 553 so bemessen und angeordnet, dass sich Endflächen 559 nicht wesentlich über eine in der Ebene der Düse 502 liegende Linie 556 hinaus erstrecken.
Wie in 7e dargestellt, werden die Schablonenkontaktelemente 554 und Verbindungsstiele 555 durch eine Feder 557 innerhalb des Montageabschnitts 553 der Schablonenstabilisatoren 550 vorgespannt, die die Schablonenkontaktelemente 554 tendenziell in eine vom Hauptkörper 504 weg verlaufende Richtung drängt. Dementsprechend sind die Schablonenstabilisatoren 550 teilweise zusammendrückbar, indem eine zum Hauptkörper der Luftlanze hin gerichtete Kraft auf die Schablonenkontaktelemente 554 ausgeübt wird, wodurch die Distanz, die die Düse 502 von der Innenseite einer Prägeschablone trennt, in der die Luftlanze 500 für Betrieb montiert wird, einstellbar wird, während die Schablonenkontaktelemente 554 mit der Innenseite der Prägeschablone in Kontakt gehalten werden. Somit ermöglichen es die federbetätigten Schablonenstabilisatoren 550, die Luftlanze 500 während des Betriebs des Luftprägesystems 109 innerhalb des Prägezylinders 112 zu positionieren, so dass die Düse 502 um irgendeine Distanz kleiner als oder gleich einer Distanz 558 vom Innenseitenabschnitt 218 der Prägeschablone 128 getrennt werden kann, während die Schablonenkontaktelemente 554 während der Drehung der Schablone mit der Innenseite der Prägeschablone Kontakt haben (siehe 5). Durch Verwendung der einstellbaren Schablonenstabilisatoren 550 kann dementsprechend die Distanz, die die Düse 502 und den Innenseitenabschnitt 218 der Schablone trennt, von im Wesentlichen null bis zu der Distanz 558 verändert werden, während eine stabilisierende Kraft auf die Innenseite der Schablone erzeugt wird, die ausreicht, um Veränderungen in der Distanz, die die prägbare Oberfläche des Gewebes und den direkt daran angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Oberfläche der Schablone trennt, während der Drehung der Schablone zu vermindern.
Die Schablonenkontaktelemente 554 sind von der Längsachse 320 der Luftlanze 500 um eine Distanz getrennt, die einstellbar ist, indem eine Kraft auf die Luftlanze 500 ausgeübt wird, die die Düse 502 tendenziell näher an die Innenseite der Prägeschablone bewegt, wenn die Luftlanze in dem System montiert ist, so dass die Schablonenkontaktelemente 554 mit der Innenseite der Schablone Kontakt haben. Da der Grad der von der Feder 557 erzeugten Kraft, die die Schablonenkontaktelemente 554 tendenziell von der Hauptkörperkomponente 504 weg ausstreckt, direkt proportional zu dem Ausmaß ist, in dem die Feder 557 zusammengedrückt wird, wird die Stärke der auf die Innenseite 223 der Schablone 128 ausgeübten Kraft umgekehrt proportional zu der Distanz, die die Düse 502 vom Innenseitenabschnitt 218 der Schablone trennt, wenn die Schablonenkontaktelemente 554 mit der Innenseite der Schablone Kontakt haben.
In alternativen Ausführungsformen kann die Feder 557 durch irgendein anderes Element ersetzt werden, dass eine Rückstellkraft ausüben kann, die die Schablonenkontaktelemente 554 tendenziell von der Hauptkörperkomponente 504 der Luftlanze 500 weg ausstreckt, wenn es zusammengedrückt wird, welche Elemente dem Fachmann bekannt sind, zum Beispiel einschließlich, aber nicht beschränkt auf Luftbälge, verschiedene Elastomerkomponenten usw. In noch anderen Ausführungsformen können die Federn 557 durch hydraulische oder pneumatische Kolben, mechanische Verstellaktuatoren oder andere solche in der Technik bekannte Komponenten ersetzt werden, die die Schablonenkontaktelemente 554 kontrollierbar in eine gewünschte, vorbestimmte Distanz in Bezug auf die Hauptkörperkomponente 504 der Luftlanze 500 ausstrecken, zurückziehen und positionieren können. Für solche Ausführungsformen könnte der Grad der Ausstreckung der Schablonenkontaktelemente 554 manuell und/oder automatisch während des Betriebs einstellbar sein, um außerdem eine vorbestimmte Stärke der auf die Prägeschablone ausgeübten Kraft, die von den Elementen 554 in Kontakt mit der Innenseite der Prägeschablone erzeugt wird, für irgendeine gewünschte Trennungsdistanz bereitzustellen. Die Stärke der Kraft kann für solche Ausführungsformen daher unabhängig von der Trennungsdistanz zwischen der Düse und der Innenseite der Schablone auf einen ausgewählten gewünschten Wert für irgendeine gewünschte Trennungsdistanz zwischen der Düse 502 und der Innenseite der Prägeschablone eingestellt werden.
8a-8g veranschaulichen eine bevorzugte Ausführungsform einer Luftlanze 700, die im Wesentlichen ähnlich gestaltet ist wie die vorher im Kontext von 5a-5b beschriebene Luftlanze 210, außer dass sie eine düsenbildende Komponente 702 enthält, die gestaltet ist, ein oder mehr Luftumlenkelemente oder Leitbleche zu enthalten, und einen wahlweisen Schablonenstabilisator 900 enthält, der eine zusammendrückbare, schwenkbare Rakel daran aufweist. Elemente, die mit den vorher für die Luftlanze 210 beschriebenen im Wesentlichen identisch sind, sind in 8a-8g mittels derselben Figurenmarkierungen markiert. Ähnlich, und wie bei der Luftlanze 500 von 7a-7e, sind Komponenten, die den im Kontext der in 6a-6g gezeigten Luftlanze 300 dargestellten und erörterten Komponenten im Wesentlichen äquivalent oder ähnlich sind, ebenfalls mit denselben Figurenmarkierungen wie die in 6a-6g benutzten versehen.
Unter Bezugnahme auf 8a enthält die düsenbildende Komponente 702 einen maschinell darin hergestellten Düsenschlitz 216, der sich entlang des Großteils ihrer Länge erstreckt, außer in Bereichen 703 und 705 an ihren stromaufwärtigen bzw. stromabwärtigen Enden. Die düsenbildende Komponente 702 ist vorzugsweise so bemessen, dass sie über eine äußerste Oberfläche 707 (siehe 8b) des Hauptkörperabschnitts 212 hinaus um eine Distanz 709 vorsteht, die gleich der oder größer als die oben im Kontext von 5a gezeigte und erörterte Distanz 220 ist, was es ermöglicht, die Düse 216 so nahe wie während des Betriebs erwünscht am Oberflächenabschnitt 218 der Schablone 128 oder, falls gewünscht, in Kontakt mit dem Oberflächenabschnitt 218 der Schablone 128 anzuordnen.
Der Düsenschlitz 216 kann durch mannigfache konventionelle maschinelle Bearbeitungsverfahren in der düsenbildenden Komponente 702 ausgebildet werden, wie für den Fachmann ersichtlich ist, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Schneiden mit einer Klinge, Wasserstrahlschneiden, Laserschneiden usw. Für Ausführungsformen, die extrem schmale Schlitze beinhalten, zum Beispiel Düsen mit einer charakteristi schen Mündungsabmessung kleiner als ungefähr 0,508 mm (0,02 Inch), kann die düsenbildende Komponente 702, statt aus einer einheitlichen, monolithischen Struktur mit einem maschinell darin hergestellten Schlitz 216 gebildet zu werden, statt dessen zwei trennbare Komponenten aufweisen, welche trennbaren Komponenten jeweils auf entgegengesetzten Seiten der Auslassöffnung 224 des Hauptkörperabschnitts 212 montiert sind (siehe 8c), so dass sie angrenzend und getrennt voneinander am Hauptkörperabschnitt angeordnet sind, zum Beispiel durch Verwendung einer oder mehrerer sehr dünner Unterlegscheiben oder eines Abstandshalters, so dass die Distanz zwischen den angrenzenden einander zugewandten Oberflächen der zwei Komponenten einen Schlitz definiert, der eine Düse mit einer charakteristischen Düsenmündungsabmessung ausbildet, die im Wesentlichen gleich der Breite der Unterlegscheibe(n) oder Abstandshalter ist, die zur Trennung der zwei Teilkomponenten der düsenbildenden Komponente während der Montage am Hauptkörperabschnitt verwendet werden (siehe auch die vorhergehende Erörterung in Bezug auf 5c). Wie vorher für die früheren in Übereinstimmung mit der Erfindung bereitgestellten Luftlanzen erörtert, enthält die Luftlanze 700 außerdem einen Düsenbereich 704 mit einer durch die Länge der Düse 216 definierten Länge, welcher Düsenbereich sich im Wesentlichen über die ganze Breite der Schablone 128 und der prägbaren Oberfläche 113 des prägbaren Gewebes 111 erstreckt, wenn die Luftlanze 700 für Betrieb innerhalb des Luftprägesystems 109 angeordnet ist.
8c und 8e stellen Querschnittsansichten der Luftlanze 700 dar, die eine bevorzugte Ausführungsform zum Bereitstellen eines Luftumlenkelements 800 innerhalb der düsenbildenden Komponente 702 veranschaulichen. Die düsenbildende Komponente 702 enthält eine hohle Kammer 708 zur Aufnahme des Luftumlenkelements 800 und enthält weiterhin stromabwärts der hohlen Kammer 708 eine spitz zulaufende Kammer 710, die dazu dient, den Luftstrom innerhalb der düsenbildenden Komponente stärker in Richtung auf die Schlitzdüse 216 zu lenken und zu bündeln. Der Hauptkörperabschnitt 212 enthält eine Auslassöffnung 224, die entlang der Länge des Hauptkörperabschnitts im Wesentlichen koextensiv mit und parallel zu der Schlitzdüse 216 angeordnet ist. Die hohle Kammer 708 und die spitz zulaufende Kammer 710 erstrecken sich entlang der Länge der düsenbildenden Komponente 702, so dass sie im Wesentlichen koextensiv mit der Schlitzdüse 216 und dem langgestreckten Schlitz 224 im Hauptkörperabschnitt 212 sind.
Das Luftumlenkelement 800 in dem Ausführungsbeispiel weist eine monolithische bienenwabenartige Struktur aus Aluminium auf, die detaillierter in 9 gezeigt ist und oben im Kontext von 6 und 7 erörtert wurde. Wie am deutlichsten in 8d und 9a und 9b gezeigt, weist das Luftumlenkelement 800 eine Vielzahl von hexagonal geformten Zellen 802 mit einer charakteristischen Abmessung 804 und einer Höhe 806 auf. In einer Ausführungsform weist das Luftumlenkelement 800 eine Bienenwabenstruktur aus Aluminium auf, die eine Vielzahl von hexagonal geformten Zellen 802 enthält, die jeweils eine charakteristische Abmessung von ungefähr 3,175 mm (1/8 Inch) und eine Höhe von ungefähr 12,7 mm (½ Inch) haben. Wie vorher in Bezug auf die monolithischen Luftumlenkelemente 520 und 350 erörtert, ist die Dicke der Wände 808 der die Zellen 802 trennenden Struktur vorzugsweise kleiner als die charakteristische Mündungsabmessung der Düse 216. In einem Ausführungsbeispiel ist die Dicke der Wände 808 ungefähr 0,051 mm (0,002 Inch), und in einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Dicke ungefähr 0,0245 mm (0,001 Inch).
Unter Bezugnahme auf 8c ist die hohle Kammer 708 vorzugsweise bemessen und geformt, das monolithische Luftumlenkelement 800 genau passend aufzunehmen, um Schwingung und Bewegung des Luftumlenkelements während des Betriebs der Luftlanze zu verhindern. Für zusätzliche Stabilität kann das Luftumlenkelement 800 in einigen Ausführungsformen an eine oder mehrere Innenseiten der hohlen Kammer 708 geschweißt oder anders daran befestigt werden, um Bewegung des Elements während des Betriebs noch mehr zu verhindern. Wie in 8c dargestellt, liegt die hohle Kammer 708 vorzugsweise innerhalb der düsenbildenden Komponente 706, so dass das Luftumlenkelement 800 so weit wie möglich stromaufwärts der Düse 216 angeordnet ist. Das Luftumlenkelement 800 so weit wie möglich stromaufwärts der Düse 216 anzuordnen, bewirkt außerdem, dass potentielle Artefakte in einem geprägten Muster eines Gewebes vermindert werden, welche Artefakte es aufgrund des Vorhandenseins der die Zellen 802 des Luftumlenkelements trennenden Wände 808 geben kann.
Das Luftumlenkelement 800 wird vorzugsweise so in der hohlen Kammer 708 eingebaut, dass die durch die Zellen der Struktur des monolithischen Luftumlenkelements gebildeten Kanäle 802 so ausgerichtet sind, dass sie im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 320 des Hauptkörperabschnitts 212 sind. Im Betrieb dient das Luftumlenkelement 800 dazu, den Luftstrom innerhalb des Hauptkörperabschnitts 212 so umzu lenken und abzulenken, dass ein größerer Bruchteil des von der Düse 216 ausgestoßenen Luftstroms im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 320 und der prägbaren Oberfläche 113 des Gewebes 111 gelenkt wird, verglichen mit dem Luftstrom, der von einer im Wesentlichen äquivalenten Luftlanze ausgestoßen wird, in die aber kein Luftumlenkelement 800 eingebaut ist. Es ist hervorzuheben, dass für Ausführungsformen mit Luftlanzen, die düsenbildende Komponenten verwenden (z.B. die in 5 gezeigte Luftlanze 210 und die in 8 gezeigte Luftlanze 700), die Verwendung eines Luftumlenkelements wahlweise ist und unter einigen Betriebsbedingungen möglicherweise nicht erforderlich ist, um die erwünschte Prägeleistung zu erbringen, insbesondere bei Verwendung von zum Beispiel Luftlanzen mit einer sehr kleinen charakteristischen Mündungsabmessung, zum Beispiel kleiner als ungefähr 0,1 Inch.
In der in 8a-8e dargestellten Luftlanze 700 ist außerdem eine Ausführungsform eines wahlweisen Schablonenstabilisators 900 enthalten, der an der Luftlanze aufgebaut und angeordnet ist, um eine Kraft auf die Prägeschablone des Luftprägesystems auszuüben, in dem die Luftlanze während des Betriebs eingebaut ist, um Veränderungen in der Distanz, die die prägbare Oberfläche des gerade geprägten Gewebes und den direkt daran angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Oberfläche der Schablone trennt, während der Drehung der Schablone zu vermindern. Der Schablonenstabilisator 900 weist federvorgespannte Gelenkarmaufbauten 902 auf, die an ihrem die Schablone berührenden Ende mit einer Rakel 904 verbunden sind, die in dem Ausführungsbeispiel eine langgestreckte Stange, einen Stab, ein Blatt usw. aufweist, die parallel zu und im Wesentlichen koextensiv mit der Düse 216 der düsenbildenden Komponente 702 angeordnet ist. Die Rakel 904 ist vorzugsweise mindestens auf ihrer die Schablone berührenden Oberfläche 906 mit einem Material wie z.B. PTFE beschichtet, das die durch Kontakt und Relativbewegung zwischen der die Schablone berührenden Oberfläche 906 und der Innenseite der Schablone während des Betriebs verursachte Reibung wirksam vermindert.
Es wird nun auf 8e Bezug genommen, die die Gelenkarmaufbauten 902 des Schablonenstabilisators 900 am deutlichsten zeigt. In dem Ausführungsbeispiel sind drei solche Gelenkarmaufbauten enthalten, um die Rakel 904 zu stützen und zu positionieren; je nach der Gesamtlänge der Rakel 904, der Kraft, mit der die Rakel während des Betriebs an der Innenseite der Schablone angreifen gelassen wird, usw., können aber mehr oder weniger solche Strukturen verwendet werden, wie für den Fachmann ersichtlich ist. Der Schablonenstabilisator 900 kann durch Anbringung an der düsenbildenden Komponente 702 mit der Luftlanze 700 verbunden sein. Wie dargestellt, enthält der Gelenkarmaufbau 902 einen ersten Verlängerungsarm 908, der über einen Flansch 910 und eine Schraube 228 mit der düsenbildenden Komponente 702 verbunden ist. Der Arm 908 ist an seinem anderen Ende 912 drehbar mit einem Arm 914 verbunden, der an einem Ende 916 die Rakel 904 enthält oder damit verbunden ist. In dem Ausführungsbeispiel ist eine Feder 918 mit beiden Armen 908 und 914 verbunden und ist so aufgebaut, dass sie eine Vorspannkraft erzeugt, die den Schwenkarm 914 tendenziell in Bezug auf 908 in Richtung des Pfeils 920 vorspannt, so dass, ähnlich wie die in 7a-7e dargestellten Schablonenstabilisatoren 550, der Schablonenstabilisator 900 so aufgebaut ist, dass, wenn die Luftlanze 700 in einer betriebsfähigen Gestaltung im Luftprägesystem 109 eingebaut ist, die Distanz, die die Düse 216 von dem Innenseitenabschnitt 218 der Schablone 128, in der die Luftlanze eingebaut ist, trennt, einstellbar sein kann, während die Rakel 904 mit der Innenseite der Schablone in Kontakt gehalten wird, um eine Kraft darauf auszuüben, um die Drehung der Schablone zu stabilisieren.
Ähnlich wie bei den Schablonenstabilisatoren 550 ist außerdem die Stärke der Kraft, die auf die Innenseite der Schablone ausgeübt wird, wenn die Rakel 904 mit der Innenseite der Schablone Kontakt hat, umgekehrt proportional zu der Distanz, die die Düse 216 vom Innenseitenabschnitt 218 der Schablone trennt, wegen der Zunahme der Rückstellkraft, die bei der Bewegung der Rakel 904 näher an die Längsachse 320 der Luftlanze in Richtung des Pfeils 922 durch die Feder 918 erzeugt wird.
Der Schablonenstabilisator 900 ist gestaltet, die Innenseite der Prägeschablone zu berühren, in der die Luftlanze während des Betriebs eingebaut ist, wobei die Düse 216 in irgendeiner gewünschten Trennungsdistanz von dem Innenseitenabschnitt 218 der Schablone angeordnet ist, die von einer Nulltrennungsdistanz, bei der die Düse 216 in direktem Kontakt mit dem Innenseitenabschnitt 218 der Schablone angeordnet ist (d.h. wenn der Schablonenstabilisator 900 in einer zusammengedrückten Gestaltung ist), bis zu einer maximalen Trennungsdistanz 924 reicht, bei der der Schablonenstabilisator 900 in seiner ganz ausgestreckten Position ist. Während des Einbaus der Luftlanze 700 im Luftprägesystem kann der Schablonenstabilisator 900 in seiner ganz zusammenge drückten Gestaltung angeordnet werden, um den Gesamtdurchmesser der Luftlanze mit dem daran angebrachten Schablonenstabilisator zu minimieren. Um den Gesamtdurchmesser der Luftlanze 700 mit dem Schablonenstabilisator 900 in einer ganz zusammengedrückten Position noch weiter zu vermindern, wird erwogen, den Arm 908 noch gelenkiger zu machen, um einen oder mehrere zusätzliche Drehpunkte darin einzuschließen, die es ermöglichen, dass der Aufbau 902 in Richtung auf den Hauptkörperabschnitt 212 gedreht wird, so dass der Drehpunkt 912 an der Oberfläche 926 der düsenbildenden Komponente 702 anliegt oder sehr nahe daran liegt.
In dem Ausführungsbeispiel ist zwar eine Feder zum Erzeugen einer Vorspannkraft dargestellt, in alternativen Ausführungsformen, wie oben im Kontext der Schablonenstabilisatoren 550 erörtert, können aber mannigfache andere bekannte Mechanismen und/oder Materialien zum Erzeugen einer Rückstellkraft verwendet werden, die die Rakel 904 tendenziell ausstreckt. Wie oben für die Schablonenstabilisatoren 550 beschrieben, können die Vorspannmittel 918 in alternativen Ausführungsformen auch durch einen mechanischen, pneumatischen, hydraulischen usw. Betätigungsmechanismus ersetzt werden, der gestaltet ist, die Position der Rakel 904 in Bezug auf die Längsachse 320 und die Düse 216 kontrollierbar einzustellen, um die Stärke der auf die Innenseite der Prägeschablone ausgeübten Kraft kontrollierbar einzustellen, wenn die Luftlanze für Betrieb in dem System gestaltet ist und so angeordnet ist, dass die Düse 216 um irgendeine gewünschte Distanz, die von Kontakt der Düse mit der Innenseite der Schablone bis zu einer maximalen Trennungsdistanz (z.B. die in 8e gezeigte Distanz 924) reicht, die durch die Gesamtstruktur des Schablonenstabilisators und den Bewegungsbereich des kontrollierbaren Positionierungsaktuators diktiert wird, von der Innenseite der Schablone getrennt ist.
Eine alternative Ausführungsform einer Luftlanze 700, die eine Vielzahl von Luftumlenkelementen bereitstellt und keinen wahlweisen Schablonenstabilisator 900 mit schwenkbarer Rakel enthält, ist in der Querschnittsansicht von 8f und 8g dargestellt. Eine düsenbildende Komponente enthält eine hohle Kammer 758, die eine Vielzahl von Luftumlenkelementen 760 enthält, die eine Reihe von Leitschaufeln aufweist, die im Wesentlichen entlang der ganzen Länge der Kammer 758 angeordnet und in durch eine Distanz 762 definierten regelmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind. Die Leitschaufeln 760 sind vorzugsweise so innerhalb der Kammer 758 ausgerichtet, dass eine luftablenkende Oberfläche 764 jeder Schaufel im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 320 des Hauptkörpers 212 ist. Wie in 8g gezeigt, enthält die düsenbildende Komponente 756 vorzugsweise eine Vielzahl von im Abstand angeordneten Nuten 766 in einer Seitenwand 768 der Kammer 758, zum Positionieren und Befestigen der Ränder der Schaufeln 760 darin. Die Nuten 766 sollten eine Breite haben, die im Wesentlichen gleich der oder etwas kleiner als die Dicke 770 der Schaufeln 760 ist, so dass die Schaufeln 760, wenn in die Nuten 766 eingesetzt, während des Betriebs der Luftlanze im Wesentlichen unbeweglich gemacht sind. In alternativen Ausführungsformen kann die düsenbildende Komponente 756 eine Kammer ohne Schaufelmontagenuten darin enthalten, und die Schaufeln können statt dessen durch Schweißen oder andere Befestigungsmittel an der Seitenwand der Kammer befestigt werden, wie für den Fachmann ersichtlich ist.
In bevorzugten Ausführungsformen ist die Dicke 770 einer jeden Schaufel 760, wie in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Längsachse 320 des Hauptkörperabschnitts 212 gemessen, kleiner als die charakteristische Mündungsabmessung der Schlitzdüse 216. In einem Ausführungsbeispiel ist die Dicke 770 der Schaufeln 760 kleiner als ungefähr 0,02 Inch, und in einem anderen Ausführungsbeispiel ist sie kleiner als ungefähr 0,01 Inch.
Außerdem wird bevorzugt, dass die Höhe 772 einer jeden Schaufel 760, wie in einer Richtung gemessen, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 320 des Hauptkörperabschnitts 212 ist, die Distanz 762 zwischen einer jeden Schaufel 760 um einen Faktor von mindestens ungefähr 2 übersteigt, und in noch mehr bevorzugten Ausführungsformen die Distanz um einen Faktor von mindestens ungefähr 3 übersteigt, und in den am meisten bevorzugten Ausführungsformen die Distanz um einen Faktor von mindestens ungefähr 4 übersteigt. Es wurden hierin zwar mehrere Ausführungsformen von Luftumlenkelementen zum Umlenken der innerhalb einer Luftlanze strömenden Luft dargestellt, der Fachmann kann sich aber leicht mannigfache andere Mittel und Strukturen zum Bereitstellen von Luftumlenkelementen zur Durchführung der hierin beschriebenen Funktionen vorstellen, und alle solche Veränderungen oder Modifizierungen werden als innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung liegend erachtet.
Die vorher dargestellten und beschriebenen Schablonenstabilisatoren enthielten zwar Komponenten der Luftlanze oder mit der Luftlanze verbundene Komponenten, der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel stellen 10a und 10b eine alternative Ausführungsform eines Luftprägesystems 109 dar, das einen Schablonenstabilisator 1002 enthält, der nicht mit irgendeiner während des Betriebs im System eingebauten Luftlanze verbunden ist. In dem Ausführungsbeispiel wird eine Rakel 1002 (am Deutlichsten in dem Einschub von 10a zu erkennen) an ihren Enden durch einen Luftlanzeneinlass-Stützarm 150 und einen Luftlanzen-Montagewelle-Stützarm 152 gestützt. Der Schablonenstabilisator 1002 enthält ein erstes Ende 1006, das in einer Öffnung 1000 des Luftlanzeneinlass-Stützarms 150 gestützt ist. Der Schablonenstabilisator 1002 enthält ein zweites Ende 1008, das an seinem Ende in eine Öffnung 1004 des Montagewelle-Stützarms 152 gesteckt ist. Die Endstücke 1006 und 1008 des Schablonenstabilisators 1002 sind über Verbindungsstücke 1010 und 1012 mit einer Rakel 1014 verbunden, deren Außenseite 1015 während des Betriebs in Kontakt mit der Innenseite der Prägeschablone 128 angeordnet ist, um die Drehung der Schablone zu stabilisieren. Die Endstücke 1006 und 1008 haben eine Länge, die ausreicht, um den Schablonenflanschbereich 130 mit vermindertem Durchmesser an jedem Ende des rotierenden Prägezylinders 112 zu überspannen. Die Verbindungsarme 1010 und 1012 haben vorzugsweise eine Länge, die so gewählt ist, dass die Rakel 1014 in direkten Kontakt mit der Innenseite der Schablone 128 kommen kann, wenn der Einlass-Stützarm 150 und der Auslass-Stützarm 152 so angeordnet sind, dass ein erwünschter Abstand zwischen der Düse der Luftlanze und der Innenseite der Prägeschablone 128 erzeugt wird.
In einigen Ausführungsformen, wie dargestellt, können die Öffnungen 1000 und 1004 langgestreckte Schlitze aufweisen, die es ermöglichen, die Vertikalposition des Schablonenstabilisators 1002 einzustellen, wie durch Pfeile 1016 angezeigt. So eine Gestaltung ermöglicht es, dass die Vertikalposition der Rakel 1014 einstellbar ist, zur Anpassung an einen Bereich von Vertikalpositionen des Einlass-Stützarms 150 und Auslass-Stützarms 152 entsprechend mannigfachen gewünschten Trennungsdistanzen zwischen der Düse einer eingebauten Luftlanze und der Innenseite der Schablone 128 während des Betriebs. In einigen Ausführungsformen kann der Schablonenstabilisator 1002 durch eine Feder oder einen anderen Mechanismus in einer Richtung 1018 vorgespannt werden, um die Rakel 1014 tendenziell an der Innenseite der Schablone 128 angreifen zu lassen. In noch anderen Ausführungsformen kann die Vertikalposition des Schablonenstabilisators 1002 manuell und/oder automatisch gesteuert werden, indem ein mechanischer, hydraulischer usw. Betätigungsmechanismus eingeschlossen wird, der die Vertikalposition des Schablonenstabilisators 1002 in Bezug auf die Stützarme 150 und 152 während des Betriebs des Systems steuerbar einstellen kann.
Ein Vorteil eines jeden der vorher dargestellten Schablonenstabilisatormechanismen ist, dass im Wesentlichen kein Abschnitt irgendeines der vorher beschriebenen Schablonenstabilisatoren den während der Drehung der Schablone und des Betriebs des Systems aus der Düse der Luftlanze ausgestoßenen Luftstrom versperrt oder behindert. Dementsprechend erzeugen die vorher beschriebenen Schablonenstabilisatoren tendenziell keine unerwünschten Artefakte in dem geprägten Muster aufgrund von Behinderung des das Gewebe prägenden Luftstroms. So eine Sperrung des Luftstroms durch die Schablonenstabilisatoren wird in den vorher beschriebenen Ausführungsformen vermieden, indem der Schablonenstabilisator so aufgebaut und in Bezug auf die Prägeschablone 128 angeordnet wird, dass sich der Schablonenstabilisator während der Drehung der Schablone nicht dreht. In alternativen Ausführungsformen, in denen durch Sperrung des Luftstroms durch den Schablonenstabilisator verursachte Artefakte der Erscheinung des geprägten Gewebes nicht abträglich sind oder in denen solche "Artefakte" möglicherweise einen Teil eines gewünschten geprägten Musters bilden, kann der Schablonenstabilisator so gestaltet werden, dass er sich mit der Schablone dreht und den Weg des von der Düse der im System eingebauten Luftlanze kreuzt. In einer solchen Ausführungsform (nicht gezeigt) können die Schablonenstabilisatoren einen oder mehrere im Wesentlichen starre Stäbe aufweisen, die an der Innenseite der Schablone 128 angebracht sind oder in Eingriffskontakt mit der Innenseite der Schablone 128 angeordnet sind und entweder in Längsrichtung zwischen den Schablonenflanschen 130 mit vermindertem Durchmesser verlaufen oder am Umfang rings um mindestens einen Abschnitt des Innenumfangs der Schablone 128 verlaufen.
Außerdem können die Schablonenstabilisatoren in einigen alternativen Ausführungsformen gestaltet sein, zur Stabilisierung eine Kraft auf die äußere, dem Gewebe zugewandte Oberfläche der Schablone auszuüben, statt eine Kraft auf die Innenseite der Schablone auszuüben, wie vorher gezeigt und erörtert, oder zusätzlich dazu. Außerdem können bestimmte alternative Ausführungsformen eines Schablonenstabilisators inner halb des Schutzbereichs der Erfindung gestaltet sein, für Stabilisierung ihrer Drehung eine Kraft auf die Schablone auszuüben, wie oben erörtert, ohne irgendeine Oberfläche der Schablone zu berühren. Solche alternativen Schablonenstabilisatoren können zum Beispiel eine Spannung innerhalb der Schablone erzeugen, indem sie eine Kraft auf ein oder beide Enden der zylindrischen Schablone ausüben, entweder direkt nach innen, in Richtung auf den Mittelpunkt der Schablone, um die unbelastete Länge der Schablone etwas zu verkleinern und durch Ausweitung ihres unbelasteten Umfangs eine Ringspannung in der Schablone zu erzeugen, oder direkt nach außen, vom Mittelpunkt der Schablone weg, um die unbelastete Länge der Schablone etwas zu vergrößern und durch Verminderung ihres unbelasteten Umfangs eine Spannung in der Schablone zu erzeugen. In noch anderen alternativen Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung kann durch einen oder mehrere Schablonenstabilisator(en) ohne Kontakt zwischen dem oder den Stabilisatoren) und der Innen- oder Außenseite der Schablone eine Kraft auf die Schablone ausgeübt werden, indem der oder die Stabilisatoren) gestaltet werden, mittels eines magnetischen und/oder elektrischen Feldes eine Kraft auf die Schablone auszuüben.
Hierin dargestellt wurden zwar mehrere Ausführungsformen von schablonenstabilisierenden Komponenten zum Stabilisieren der Drehung der Luftprägeschablone während der Drehung, um Veränderungen in der Distanz, die die prägbare Oberfläche des gerade luftgeprägten Gewebes und den direkt daran angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Oberfläche der Schablone trennt, während der Drehung der Schablone zu vermindern, der Fachmann kann sich aber leicht mannigfache andere Mittel und Strukturen zur Schaffung von Schablonenstabilisatoren zur Durchführung der hierin beschriebenen Funktionen vorstellen, und alle solche Veränderungen oder Modifizierungen werden als innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung liegend erachtet.
Allgemeiner würde der Fachmann leicht erkennen, dass alle hierin beschriebenen Parameter und Gestaltungen als beispielhaft gedacht sind und dass tatsächliche Parameter und Gestaltungen von der speziellen Anwendung abhängen werden, für die die Systeme und Verfahren der vorliegenden Erfindung benutzt werden. Der Fachmann wird viele Äquivalente zu den hierin beschriebenen speziellen Ausführungsformen der Erfindung erkennen oder ohne mehr als Routineexperimente ermitteln können. Es ist daher selbstverständlich, dass die vorhergehenden Ausführungsformen nur als Beispiele geboten werden und dass innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente die Erfindung anders als speziell beschrieben in die Praxis umgesetzt werden kann. Die vorliegende Erfindung ist auf jedes hierin beschriebene individuelle Merkmal, System oder Verfahren gerichtet. Außerdem ist eine beliebige Kombination von zwei oder mehr solchen Merkmalen, Systemen oder Verfahren, vorausgesetzt dass solche Merkmale, Systeme oder Verfahren nicht miteinander unvereinbar sind, im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung enthalten. In den Ansprüchen sind alle üblichen Ausdrücke oder Einschlussausdrücke, wie z.B. "aufweisen", "enthalten", "befördern", "haben", "enthalten" und dergleichen, als offen zu verstehen, d.h. "einschließlich aber nicht beschränkt auf' zu bedeuten. Nur die üblichen Ausdrücke oder Einschlussausdrücke "bestehend aus" und "im Wesentlichen bestehend aus" sind als geschlossene bzw. halb geschlossene Ausdrücke zu interpretieren.

Claims

System zum Prägen einer Oberfläche eines prägbaren Gewebes mittels Gas, mit einer zylindrischen Schablone (128), die eine Innenseite (223) und eine dem Gewebe zugewandte Seite (233) aufweist, und einer Lanze (210, 300, 500, 700), die mindestens eine Düse (216) enthält, die in Bezug auf die Innenseite der Schablone (128) so darauf angeordnet ist, dass sie einen Strom des Gases ausstoßen kann, so dass das Gas gelenkt wird, mindestens eine Öffnung (144) in der Schablone (112) zu durchlaufen und, wenn das System in Betrieb ist, auf die prägbare Oberfläche des Gewebes aufzutreffen, wobei der Gasstrom genug Geschwindigkeit und Bündelung hat, um in einem Muster, das einem die mindestens eine Öffnung in der Schablone kennzeichnenden Muster entspricht, sichtbare Prägevertiefungen in der Oberfläche des Gewebes zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schablonenstabilisator (250, 251, 550, 900) betreibbar ist, während des Betriebs des Systems eine Kraft auf die Innenseite der Schablone (128) auszuüben, um Veränderungen in einer Distanz, die die prägbare Oberfläche des Gewebes und einen direkt daran angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Seite der Schablone (128) trennt, während der Drehung der Schablone (128) zu vermindern.
System nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Schablonenstabilisator (250, 251) betreibbar ist, während des Betriebs des Systems eine Kraft auf die Schablone (128) auszuüben, um Veränderungen in einer Distanz, die die prägbare Oberfläche des Gewebes und einen direkt daran angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Seite (233) der Schablone (128) trennt, während der Drehung der Schablone (128) im Wesentlichen zu beseitigen.
System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mindestens ein Abschnitt des oder jedes Schablonenstabilisators (250, 251) in Kontakt mit der Innenseite (223) der Schablone (128) angeordnet ist.
System nach Anspruch 3, bei dem mindestens ein Abschnitt des oder jedes Schablonenstabilisators (250, 251) während der Gesamtheit ihrer Drehung in im Wesentlichen kontinuierlichem Kontakt mit der Innenseite (223) der Schablone (128) ist.
System nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, bei dem die von dem mindestens einen Schablonenstabilisator (250, 251) auf die Schablone (128) ausgeübte Kraft ausreicht, um eine Spannung in der Schablone (128) zu erzeugen.
System nach Anspruch 5, bei dem die von dem mindestens einen Schablonenstabilisator (250, 251) auf die Schablone ausgeübte Kraft ausreicht, um die Gestalt der Schablone (128) während mindestens eines Abschnitts der Drehung der Schablone (128) zu verformen.
System nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem kein Abschnitt des Schablonenstabilisators (250, 251) einen aus der Düse (216) ausgestoßenen Gasstrom während der Drehung der Schablone (128) aufhält.
System nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem sich der Schablonenstabilisator (250, 251) während der Drehung der Schablone (128) nicht dreht.
System nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Schablonenstabilisator (250, 251) mit der Lanze (210, 700) verbunden ist.
System nach Anspruch 9, bei dem der Schablonenstabilisator (250, 251) mindestens einen Abschnitt einer düsenbildenden Komponente (214) der Lanze (210, 700) aufweist.
System nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, bei dem mindestens ein Abschnitt des Schablonenstabilisators (250, 251) in einer Nulltrennungsdistanz in Kontakt mit der Innenseite (223) der Schablone (128) angeordnet ist und bei dem eine Distanz, die die Düse (216) von der Innenseite (223) der Schablone (128) trennt, gleich der Nulltrennungsdistanz ist oder sie übersteigt.
System nach Anspruch 11, bei dem die Distanz, die die Düse (216) von der Innenseite (223) der Schablone (128) trennt, einstellbar ist.
System nach Anspruch 12, bei dem das Niveau der auf die Innenseite (223) der Schablone (128) ausgeübten Kraft umgekehrt proportional zu der Distanz ist, die die Düse (216) von der Innenseite (223) der Schablone (128) trennt.
System nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem mindestens ein Abschnitt des Schablonenstabilisators (250, 251) die Innenseite (223) der Schablone (128) an einem stromaufwärts von der Düse (216) liegenden Ort berührt.
System nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem das System mindestens zwei Schablonenstabilisatoren (250, 251) enthält.
System nach Anspruch 15, bei dem mindestens ein Abschnitt eines ersten Schablonenstabilisators (250) die Innenseite (223) der Schablone (128) an einem stromaufwärts von der Düse (216) liegenden Ort berührt und bei dem mindestens ein Abschnitt eines zweiten Schablonenstabilisators (251) die Innenseite (223) der Schablone (128) an einem stromabwärts von der Düse (216) liegenden Ort berührt.
System nach Anspruch 1, bei dem eine maximale erste Distanz, die die prägbare Oberfläche des Gewebes von einem direkt daran angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Seite (233) der Schablone (128) trennt, ohne die vom Schablonenstabilisator (250, 251) auf die Schablone (128) ausgeübte Kraft eine maximale zweite Distanz übersteigt, die die prägbare Oberfläche des Gewebes von dem direkt daran angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Seite (233) der Schablone (128) trennt, wenn das System für Betrieb mit der vom Schablonenstabilisator (250, 251) auf die Schablone (128) ausgeübten Kraft eingerichtet ist.
System nach Anspruch 17, bei dem die erste Distanz die zweite Distanz um mindestens 0,0254 mm (0,001 Inch) übersteigt.
System nach Anspruch 18, bei dem die erste Distanz die zweite Distanz um mindestens 0,127 mm (0,005 Inch) übersteigt.
System nach Anspruch 19, bei dem die erste Distanz die zweite Distanz um mindestens 0,254 mm (0,01 Inch) übersteigt.
System nach Anspruch 20, bei dem die erste Distanz die zweite Distanz um minde stens 1,27 mm (0,05 Inch) übersteigt.
System nach Anspruch 21, bei dem die erste Distanz die zweite Distanz um mindestens 2,54 mm (0,1 Inch) übersteigt.
System nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Düse (216) so angeordnet ist, dass mindestens ein Abschnitt davon die Innenseite (223) der Schablone (128) berührt, wenn das System in Betrieb ist.
System nach Anspruch 23, bei dem ein die Düse (216) bildender Abschnitt der Lanze (210, 300, 500, 700), der die Innenseite (223) der Schablone (128) berührt, eine Kraft auf die Innenseite (223) der Schablone (128) ausübt, die ausreicht, um Veränderungen in einer Distanz, die die prägbare Oberfläche des Gewebes und einen direkt daran angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Seite (233) der Schablone (128) trennt, zu vermindern.
System nach Anspruch 4, bei dem der die Düse (216) bildende Abschnitt der Luftlanze (210, 300, 500, 700), der die Innenseite (223) der Schablone (128) berührt, eine Kraft auf die Innenseite (223) der Schablone (128) ausübt, die ausreicht, um Veränderungen in einer Distanz, die die prägbare Oberfläche des Gewebes und einen direkt daran angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Seite (233) der Schablone (128) trennt, im Wesentlichen zu beseitigen.
System nach Anspruch 9, bei dem sich der mindestens eine Schablonenstabilisator (128) von der Lanze (210, 300, 500, 700) her erstreckt.
System nach Anspruch 10, bei dem die düsenbildende Komponente (214) eine erste trennbare Komponente und eine zweite trennbare Komponente aufweist, wobei die erste trennbare Komponente und die zweite trennbare Komponente auf entgegengesetzten Seiten einer Auslassöffnung montiert sind, die in der Lanze (210, 300, 500, 700) angeordnet ist, so dass die Distanz zwischen angrenzenden einander zugewandten Oberflächen der ersten trennbaren Komponente und der zweiten trennbaren Komponente einen Schlitz definiert, der die Düse (216) bildet.
System nach Anspruch 27, bei dem der Schablonenstabilisator (128) mindestens einen Abschnitt der ersten trennbaren Komponente aufweist und bei der eine maximale Distanz, die die erste trennbare Komponente von der Längsmittelachse der Lanze (210, 300, 500, 700) trennt, eine maximale Distanz übersteigt, die die zweite trennbare Komponente von der Längsmittelachse der Lanze (210, 300, 500, 700) trennt.
System nach Anspruch 28, bei dem die erste trennbare Komponente auf einer Seite der Auslassöffnung montiert ist, die stromabwärts von der Düse (216) liegt, wenn das System in Betrieb ist.
System nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Gas Luft ist.
Verfahren zur Steuerung eines Prägesystems zum Prägen einer Oberfläche eines prägbaren Gewebes mittels Gas, mit einer zylindrischen Schablone (128), die eine Innenseite (223) und eine dem Gewebe zugewandte Seite (233) aufweist, und einer Lanze (210, 700), die mindestens eine Düse (216) enthält, die in Bezug auf die Innenseite der Schablone so darauf angeordnet ist, dass sie einen Gasstrom ausstoßen kann, wobei das Verfahren den Schritt umfasst, den Gasstrom durch mindestens eine Öffnung (144) in der Schablone (128) zu leiten, wenn das System in Betrieb ist, und den Gasstrom mit genug Geschwindigkeit und Bündelung auf die prägbare Oberfläche des Gewebes auftreffen zu lassen, um in einem Muster, das einem die mindestens eine Öffnung in der Schablone kennzeichnenden Muster entspricht, sichtbare Prägevertiefungen in der Oberfläche des Gewebes zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass das System einen Schablonenstabilisator (250, 251) enthält und das Verfahren den Schritt umfasst, mittels des Schablonenstabilisators (250, 251) während des Betriebs des Systems eine Kraft auf die Innenseite (223) der Schablone (128) auszuüben, um Veränderungen in einer Distanz, die die prägbare Oberfläche des Gewebes und einen direkt daran angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Seite (233) der Schablone (128) trennt, während der Drehung der Schablone (128) zu vermindern.
Verfahren nach Anspruch 31, das den Schritt umfasst, die Düse (126) in Kontakt mit der Innenseite (223) der Schablone (128) anzuordnen.
Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, das den Schritt umfasst, mittels des Scha blonenstabilisators (250, 251) während des Betriebs des Systems eine Kraft auf die Innenseite (223) der Schablone (128) auszuüben, um eine im Wesentlichen konstante Distanz zwischen der prägbaren Oberfläche des Gewebes und einem direkt daran angrenzenden Abschnitt der dem Gewebe zugewandten Seite (233) der Schablone (128) während der Drehung der Schablone (128) aufrechtzuerhalten.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 31 bis 33, bei dem das Gas Luft ist.