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GEBIET
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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.
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HINTERGRUND
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Es
folgt eine Beschreibung von Ausführungsformen
der Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen, in denen:
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1a eine
schematische Perspektivansicht eines ungeprägten Florgewebes ist;
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1b eine
schematische Querschnittsdarstellung des in 1a gezeigten
Flor gewebes ist;
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2a eine
schematische Perspektivansicht eines in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung erzeugten geprägten Florgewebes ist;
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2b eine
schematische Querschnittsdarstellung des geprägten Florgewebes von 2a ist;
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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;
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3 eine
schematische Skizze eines Prozesses zum Prägen eines Florgewebes in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der Erfindung ist;
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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;
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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;
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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;
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4d eine
schematische Darstellung eines Prägezylinders zum Erzeugen eines
geprägten
Musters auf einem Florgewebe in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der Erfindung ist;
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5a eine
schematische Querschnittsdarstellung von bestimmten Komponenten
des Luftprägesystems
von 4a-4c einschließlich einer darin montierten
Luftlanze ist;
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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;
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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;
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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;
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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;
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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;
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6a eine
schematische Darstellung einer Luftverteillanze zur Verwendung in
einem Luftprägeprozess
in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der Erfindung ist, wie von der Unterseite gesehen;
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6b eine
schematische Darstellung der Luftverteillanze von 6a ist,
wie von der Seite gesehen;
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6c eine
Querschnittsansicht der Luftverteillanze von 6a ist;
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6d eine
Querschnittsansicht einer ersten alternativen Ausführungsform
der Luftverteillanze von 6a ist;
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6e eine
Querschnittsansicht einer ersten alternativen Ausführungsform
der Luftverteillanze von 6a ist;
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6f eine
Querschnittsansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform
der Luftverteillanze von 6a ist;
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6g eine
Querschnittsansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform
der Luftverteillanze von 6a ist;
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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;
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7b eine
schematische Darstellung der Luftverteillanze von 7a ist,
wie von der Seite gesehen;
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7c eine
Querschnittsansicht der Luftverteillanze von 7a ist;
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7d eine
Querschnittsansicht der Luftverteillanze von 7a ist;
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7e eine
Querschnittsansicht der Luftverteillanze von 7a ist;
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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;
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8b eine
schematische Darstellung der Luftverteillanze von 8a ist,
wie von der Seite gesehen;
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8c eine
Querschnittsansicht der Luftverteillanze von 8a ist;
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8d eine
Querschnittsansicht der düsenbildenden
Komponente der Luftverteillanze von 8a ist;
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8e eine
Querschnittsansicht der Luftverteillanze von 8a ist;
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8f eine
Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der Luftverteillanze
von 8a ist;
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8g eine
Querschnittsansicht der düsenbildenden
Komponente der Luftverteillanze von 8e ist;
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9a eine schematische Darstellung des Luftumlenkelements
der Luftlanze von 8a ist;
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9b eine Querschnittsansicht des Luftumlenkelements
von 9a ist;
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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
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10b eine schematische Perspektivansicht des Luftprägesystems
von 10a ist, wie von links gesehen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
(dmax) 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
(dmax) 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 (dmin (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 (dmax (keine Kraft)). Der Rundlauffehler der
Schablone 128 ist als die Differenz dmax (keine
Kraft)) – (dmin (keine Kraft) definiert.
-
5f stellt
das System von 5d und 5e dar,
das ebenfalls gestaltet ist, eine gewünschte Trennungsdistanz (dmax) 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 (dmax(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 (dmax(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. dmax (Kraft)
ist während
der Drehung der Schablone im Wesentlichen gleich dmin (Kraft)).
-
Der
Grad, bis zu dem die maximale oben erwähnte Trennungsdistanz zwischen
der Schablone und dem Gewebe ohne eine ausgeübte Kraft (dmax (keine
Kraft)) die maximale Trennungsdistanz, wenn das System gestaltet
ist, eine stabilisierende Kraft (dmax (Kraff))
auf die zylindrische Schablone auszuüben, wie in 5f dargestellt, übersteigt,
hängt vom Grad
des Rundlauffehlers der Schablone 128 ab (d.h. dmax (keine Kraft) – dmin (keine
Kraft)). In typischen Ausführungsformen
kann dmax (keine Kraft) dmax (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 dmax (keine
Kraft) – dmax (Kraft) im Wesentlichen gleich oder etwas
größer als
dmax (keine Kraft) minus dmin (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. dmin (keine Kraft)). Die Vertikalposition
der Rolle 104 und/oder der Schablone 128 wird
dann so eingestellt, dass dmin (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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.