EP0331817B1

EP0331817B1 - Walzenanordnung zum Verfestigen von Faservliesen

Info

Publication number: EP0331817B1
Application number: EP88121888A
Authority: EP
Inventors: Eberhard Wildt
Original assignee: Robert Casaretto Walzengravieranstalt und Walzenfabrik & Co KG GmbH
Current assignee: Robert Casaretto Walzengravieranstalt und Walzenfabrik & Co KG GmbH
Priority date: 1988-02-13
Filing date: 1988-12-30
Publication date: 1992-06-03
Anticipated expiration: 2008-12-30
Also published as: CA1276440C; DE3871775D1; DE3804611C2; US4913911A; EP0331817A2; EP0331817A3; DE3804611A1; ATE76910T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenanordnung mit zwei bezüglich ihrer Drehachse parallel orientierten Walzen zum Verfestigen von Vlies oder dergleichen zwischen ihnen mittels Wärme und/oder mittels Lösungsmitteln, wobei die Walzen an ihrer Oberfläche eine Schweißpunkt- oder Schweißliniengravur mit der Walzenoberfläche folgenden Schweißpunktflächen an der Oberseite einzelner Noppen haben und die Noppen mit Abstand zueinander gegenüber der eigentlichen Walzenoberfläche hochstehen und die Noppen der einen Walze zwischen die der anderen berührungsfrei passen und jeweils die Oberseite der Noppen der Walzen bis nahe an oder bis zu der glatten Oberfläche der Gegenwalze am Fuß von deren Noppen zwischen diese reichen.
Eine derartige Walzenanordnung ist aus der US-A 3 616 157 - neben einer Plattenanordnung - bekannt. Dabei ist eine Verfestigung des Vlieses jeweils ausschließlich an der jeweiligen Oberfläche einer Noppe und nur im Ausnahmefall der Ausführungsform nach Fig. 17 in diese verbindenden Stegbereichen vorgesehen. Die Reihen der Noppen der einen Walze sind dabei gegenüber den Reihen der Noppen der anderen Walze seitlich versetzt. Somit haben auch die Schweißpunkte und Schweißstellen der unterschiedlichen Ebenen gegeneinander einen derart großen Abstand, daß die Gefahr besteht, daß sie beim Stapeln und Lagern in eine gemeinsame Ebene verformt werden. Somit wird der Zweck, ein möglichst dickes, flauschiges Vlies von dennoch hoher Stabilität zu erreichen, nicht erfüllt. Die Stabilität kann nur durch die zusätzliche Maßnahme gemäß Fig. 17 erreicht werden, daß Verfestigungsstege die in unterschiedlichen Ebenen befindlichen Schweißstellen verbinden, wodurch dann aber ein Teil der flauschigen Bereiche ebenfalls verfestigt werden muß.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Walzenanordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit welcher die jeweiligen Verfestigungsstellen mit großer Präzision auch bei sehr großen Walzen getroffen werden und eine präzise Bearbeitung eines Vlieses möglich ist, wobei dieses dennoch im Endergebnis zwischen den Verfestigungsstellen flauschig und locker bleiben soll, wobei eine zusätzliche Verfestigung der verschweißten Stelle und eine gute Stabilität des bearbeiteten Vlieses erreicht werden soll.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Noppen der einen Walze zwischen die der anderen mit ihren Flanken jeweils einander benachbart eingreifen, wobei zwischen den Flanken der Noppen der einen Walze und denen der Noppen der anderen Walze in Eingriffstellung ein wenigstens etwa der Dicke des Vlieses entsprechender Abstand vorgesehen ist, der größer als eine Fuge oder ein Abstand zwischen der Oberseite der einen Noppe gegenüber der glatten Oberfläche der Gegenwalze ist, daß die Flanken der Noppen in Sinne einer Verbreiterung der Noppen zu ihrer Basis hin schräg verlaufen und daß die Schrägungswinkel der ineinander greifenden Noppen der beiden Walzen jeweils gleich sind und im jeweiligen Eingriffsbereich die Flanken der Noppen der einen Walze etwa parallel zu den ihnen jeweils benachbarten Flanken der Noppen der anderen Walze verlaufen.
Auf diese Weise ergeben sich Verfestigungsstellen des Vlieses jeweils in unterschiedlichen Höhenlagen, die einander benachbart sind und wobei die Übergangsbereiche zwischen den Verfestigungsstellen flauschig bleiben, da sie in den Zwischenräumen zwischen den Noppen keiner Verpressung ausgesetzt werden. Dabei ergibt sich als weiterer Vorteil, daß durch die Schrägverformung der Fasern des Vlieses die Innenseiten der jeweils durch die Noppen geformten hohlen Bereiche nahe dem Schweißpunkt trotz des Flankenabstandes noch mit einer gewissen Kraft gegen die Oberseite den noppennahen Flankenbereiche gezogen werden, so daß die verschweißte Stelle jeweils an der Innenseite des hohlen Verformungsbereiches zusätzlich verfestigt wird. Die dieser inneren Verfestigungsstelle gegenüberliegende Außenseite bleibt jedoch flauschig, weil dort gerade keine Berührung mit Flanken von Nachbarnoppen auftritt.
Gleichzeitig ist es durch diese Anordnung möglich, durch entsprechende Abmessungen der Noppen und vor allem ihrer Höhen eventuelle Durchbiegungen der Walzen zu berücksichtigen. Da die Noppen jeweils ineinander greifen, ist auch nur mit geringen Verformungskräften auf die Walzen zu rechnen. Da die Verfestigungspunkte jeweils in zwei verschiedenen Ebenen zu liegen kommen, ergibt sich trotz der erwähnten zusätzlichen Verfestigung insgesamt ein Vlies großer Weichheit und Flauschigkeit, daß eine gute Saugfähigkeit hat. Dies wird durch den gleichmäßigen Abstand der schrägverlaufenden Flanken der Noppen begünstigt, denn der Übergang und somit die Verformung des Vlieses von einer Verfestigungsstelle in einer Ebene zu einer benachbarten Verfestigungsstelle in einer anderen Ebene fällt dadurch nicht zu starkt aus.
Der Flankenwinkel der Noppen gegenüber einer senkrechten zur Walzenoberfläche kann ein spitzer Winkel von wenigstens 15° bis 45°, vorzugsweise von etwa 20° oder 30° sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform mit guten Ergebnissen an den Verfestigungsstellen kann darin bestehen, daß die Noppen etwa kegelstumpfförmig ausgebildet sind und an ihrer Basis und ggfs. auch an ihrer oberen Noppenfläche rund, oval oder rechteckig, insbesondere quadratisch sind. Dies ergibt nicht nur relativ einfach herstellbare Noppen, sondern auf diese Weise lassen sich auch die Noppen sehr regelmäßig an der Walzenoberfläche verteilen und erlauben außerdem die Schaffung guter Prägebilder der Verfestigungsstellen an dem jeweiligen Vlies.
Dabei kann eine Diagonale durch den Grundriß der Noppen in Umfangsrichtung der Walzen angeordnet sein.
Eine abgewandelte Walzenanordnung kann dadurch gekennzeichnet sein, daß zum Imitieren einer Gewebestruktur an der Oberfläche des Vlieses die Oberflächen der Noppen länglich und dabei gleich oder ungleich lang sind und ggfs. einen gerundeten, eckigen oder ovalen Umriß haben, wobei die größere Längenausdehnung an der einen Walze rechtwinklig zu der an der anderen Walze orientiert sein kann. Beispielsweise kann die größere Längenausdehnung an der einen Walze parallel zu deren Achse und an der anderen Walze in Umfangsrichtung orientiert sein. Vor allem bei Verwendung unter Umständen auch verschieden großer Noppenoberflächen lassen sich so auch Gewebestrukturen imitieren, die scheinbare Unregelmäßigkeiten aufweisen.
Bei einer wiederum abgewandelten Ausführungsform können die Diagonalen quadratischer Noppen oder die größte Längenausdehnung von länglichen Noppenoberflächen schräg zur Achsrichtung und schräg zum Umfang der Walze orientiert sein.
Insgesamt ergibt sich eine Walzenoberfläche, bei welcher zwar die einzelnen Verfestigungsstellen eines Vlieses zwischen vorstehenden Noppen und einer glatten Oberfläche einer Gegenwalze gepreßt und verfestigt werden können, die dazwischen befindlichen Bereiche des Vlieses aber nicht gewalzt werden. Dennoch ist ein überdurchschnittlicher Aufwand vermieden, wie er erforderlich wäre, wenn die jeweils relativ kleinen und zahlreichen Noppenoberflächen beider Walzen immer genau aufeinandertreffen müssten oder sogar noch etwas gegeneinander versetzt sein sollten, was bei großen Walzen kaum durchführbar wäre.
Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher beschrieben.
Es zeigt in schematisierter Darstellung:

Fig. 1: eine Ansicht einer Walzenanordnung mit zwei parallelen Walzen und einem zwischen diesen hindurchgeführten Vliesstück,
Fig. 2: in stark vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch einen Bereich der Berührstelle der beiden Walzen etwa gemäß der in Fig. 1 durch den strichpunktierten Kreis markierten Einzelheit, wobei jeweils Noppen der einen Walze bis nahe zu der glatten Oberfläche der jeweils anderen Walze reichen und dort das hindurchgeführte Vlies verfestigen, welches jedoch im Bereich der Flanken der Noppen praktisch "unbehelligt" bleibt,
Fig. 3: eine Draufsicht eines Walzenbereiches mit jeweils gegeneinander versetzten Reihen von Noppen und Zwischenräumen dazwischen, wo gestrichelt die Noppen der Gegenwalze angedeutet sind,
Fig. 4: einen der Fig. 2 entsprechenden Längsschnitt durch einen Teil des Berührbereiches zweier Walzen mit Noppen gemäß Fig. 3, deren Oberflächen länglich und somit in der einen Richtung länger als ind er anderen Richtung sind,
Fig. 5: ein mit Hilfe eines Walzenpaares gemäß den Figuren 3 und 4 bearbeitetes Vlies,
Fig. 6: eine Ansicht der Oberfläche einer Walze mit kelgelstumpfförmigen Noppen mit quadratischer Basis und kleinerer quadraticher Oberfläche, wobei wiederum strichpunktiert die entsprechenden Noppen der Gegenwalze jeweils in den Zwischenräumen zwischen den Noppen der Walze angedeutet sind,
Fig. 7: einen Längsschnitt durch den Berührbereich zweier Walzen gemäß Fig. 6 analog der Darstellung der Fig. 4 und
Fig. 8: ein mit Hilfe der Walzenanordnung nach Fig. 6 und 7 bearbeitetes Vlies.

Eine Walzenanordnung zum Verfestigen eines Vlieses 1 weist zwei bezüglich ihrer Drehachsen 2 parallel orientierte Walzen 3 und 4 auf, zwischen denen das Vlies 1 mittels Wärme und/oder Lösungsmitteln an einzelnen Punkten oder Stellen verfestigt werden soll. Damit dabei das Vlies 1 an Befestigungspunkten oder -stellen verfestigt werden kann, im übrigen aber flauschig und locker bleibt, haben die Walzen 3 und 4 an ihren Oberflächen eine Schweißpunkt oder Schweißliniengravur mit der Walzenoberfläche folgenden Schweißpunktflächen 5 und 6 an der Oberseite einzelner Noppen 7 und 8. Die Noppen 7 und 8 stehen gegenüber der eigentlichen Walzenoberfläche 9 und 10 jeweils hoch. Dabei erkennt man vor allem in den Figuren 2, 4 und 7, daß die Noppen 7 der einen Walze 3 zwischen die Noppen 8 der anderen Walze 4 passen und in Gebrauch eingreifen, ohne sich an ihren Flanken 13 zu berühren, und daß jeweils die Oberseite 5 u.6 der Noppen 7 u.8 der Walzen 3 u.4 bis nahe an oder bis zu der glatten Oberfläche 9 bzw. 10 der jeweiligen Gegenwalze am Fuß von deren Noppen zwischen diesen reichen. Besonders deutlich wird dies in Fig. 2.
Das Vlies 1 wird also, wie in Fig. 2 verdeutlicht, jeweils zwischen den Noppenoberflächen 5 und 6 und den in geringem Abstand dazu angeordneten Oberflächen 9 und 10 der Walzen 3 und 4 gepreßt und verfestigt, wobei diese Verfestigungsstellen 11 aufgrund dieser speziellen Anordnung und des Ineinandergreifens der Noppen 7 und 8 gemäß Fig. 5 und 8 in zwei parallelen Ebenen zu liegen kommen, während die dazwischen befindlichen Bereiche 12 des Vlieses locker und weich bleiben.
Wichtig ist dabei, daß zwischen den Flanken 13 der Noppen 7 der einen Walze 3 und denen der Noppen 8 der anderen Walze 4 in Eingriffstellung - wie vor allem in Fig. 2 deutlich erkennbar - ein Abstand vorgesehen ist, der vorzugsweise wenigstens etwa der Dicke des Vlieses 1 entspricht. Dieser Abstand ist dabei größer als eine Fuge oder ein Abstand zwischen der Oberseite 5 bzw. 6 der jeweiligen Noppe 7 bzw. 8 gegenüber der glatten Oberfläche 9 bzw. 10 der jeweiligen Gegenwalze. Dadurch wird in erwünschter Weise erreicht, daß an den vorgegebenen Stellen jeweils an den Oberseiten 5 und 6 der Noppen höhenmäßig gegeneinander versetzt die verfestigten Stellen 11 des Vlieses entstehen, die dazwischen befindlichen Bereich 12 des Vlieses 1 aber unbehelligt bleiben und praktisch nicht gewalzt und verändert werden. Dabei verlaufen die Flanken 13 der Noppen 7 und 8 im Sinne einer Verbreiterung der Noppen 7 und 8 zu ihrer Basis 7a und 8a hin schräg. Die Schrägungswinkel der ineinandergreifenden Noppen 7 und 8 der beiden Walzen 3 und 4 sind dabei gemäß den Figuren 2, 4 und 7 jeweils gleich und im jeweiligen Eingriffsbereich verlaufen die Flanken 13 der Noppen 7 und 8 jeweils etwa parallel zueinander. Der Flankenwinkel der Noppen 7 und 8 gegenüber einer Senkrechten zur Walzenoberfläche 9 bzw. 10 ist dabei jeweils ein spitzer Winkel von 15 bis 45°, wobei Fig. 2 einen solchen Winkel von etwa 20°, Fig. 4 einen solchen von etwa über 30°, nämlich ungefähr 35° und Fig. 7 einen solchen Winkel von etwas unter 30°, nämlich etwa von 25° zeigt. Daraus ergibt sich also, daß hier je nach Anforderungen an das Vlies und unter Umständen auch je nach Höhe der Noppen Wahlmöglichkeiten bestehen.
Anhand der Figuren 2 bis 7 erkennt man, daß die Noppen 7 und 8 jeweils bevorzugt kegel- oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet sein können, wobei Fig. 3 und 6 zeigt, daß sie dabei an ihrer Basis 7a und 8a und ggfs. auch an ihrer oberen Noppenoberfläche rechteckig oder quadratisch sein können. Fig. 6 zeigt dabei außerdem, daß eine Diagonale durch den Grundriß der Noppen in Umfangsrichtung und somit die andere in Längsrichtung der Walzen angeordnet sein kann. Zum Imitieren einer Gewebestruktur an der Oberfläche des Vlieses 1 ist vor allem die Lösung nach Fig. 3 und 4 geeignet, bei welcher die Oberflächen 5 und 6 der Noppen 7 und 8 länglich und dabei gleich lang sind. Sie könnten aber auch für die Imitation eines grobstrukturierten Gewebes ungleich lang sein. Dabei könnten sie einen gerundeten, eckigen oder ovalen Umriß haben, wobei die größere Längenausdehnung dieser Noppen-Oberflächen 5 und 6 an der einen Walze rechtwinklig zu der an der anderen Walze orientiert ist, um die sich kreuzenden Kett- und Schußfäden eines Gewebes zu simulieren. In Fig. 3 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher die Noppen-Oberflächen 5 und 6 Rechtecke sind und die größere Längenausdehnung an der einen Walze parallel zu deren Achse und an der anderen Walze in Umfangsrichtung orientiert ist.
Im Gegensatz zu der Anordnung nach Fig. 6 könnten die Diagonalen der dort dargestellten, im Grundriß quadratischen Noppen 7 und 8 oder auch die größte Längenausdehnung der länglichen Noppen-Oberflächen 7 und 8 gemäß Fig. 3 schräg zur Achsrichtung und schräg zum Umfang der Walzen orientiert sein.
Insgesamt ergibt sich eine Walzenanordnung, bei welcher bewußt der bisherige Weg verlassen wird, die Noppen der beiden Walzen mit ihren Oberflächen aufeinanderstoßen zu lassen und dazwischen ein Vlies zu verfestigen.Stattdessen greifen die Noppen 7 und 8 jeweils in die Zwischenräume zwischen ihnen und ragen bis nahe zu der Oberfläche 9 und 10 der jeweiligen Gegenwalze, wo dann das Vlies jeweils verfestigt wird. Somit ist es nicht erforderlich, daß die mit Noppen versehenen Walzen und deren relativ kleine Noppen-Oberflächen mit höchster Präzision und unter Berücksichtigung von Verformungen der Walzen gefertigt werden, sondern es kann mit der erforderlichen Sicherheit damit gerechnet werden, daß alle Noppen die jeweiligen Verfestigungen an einem Vlies 1 bewirken.
Wie in Fig. 5 und 8 dargestellt, gelangen dadurch außerdem die Verfestigungsstellen 11 in zwei parallele Ebenen, so daß ein solches Vlies schon dadurch eine gewisse Dicke hat, was seiner Weichheit und Geschmeidigkeit zugute kommt. Dies wird dadurch gefördert, daß die zwischen den Verfestigungsstellen 11 jeweils befindlichen Übergangsbereiche 12 des Vlieses während seiner Bearbeitung mit den beiden Walzen 3 und 4 praktisch nicht belastet werden.
Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung und Form des Vlieses besteht noch darin, daß bei einem Druck etwa senkrecht zu den Ebenen, in denen die Verfestigungsstellen 11 liegen, die lockeren und flauschigen Bereiche 12 sogar gestaucht und in ihrer eigentlichen Dicke evtl. doch vergößert werden, so daß ihre Saugfähigkeit sogar noch etwas zunehmen kann.
Dadurch, daß die Noppen 7 der einen Walze 3 zwischen die Noppen 8 der anderen Walze 4 passen, jeweils die Oberseite 5 der Noppen 7 bzw. die Oberseiten 6 der Noppen 8 der Walzen 3 und 4 bis nahe an oder bis zu der glatten Oberfläche 9 bzw. 10 der jeweiligen Gegenwalze am Fuß von deren Noppen zwischen diese reichen und ferner dadurch, daß zwischen den Flanken 13 der Noppen 7 der einen Walze 3 und denen der Noppen 8 der anderen Walze 4 in Eingriffsstellung ein Abstand vorgesehen ist, der größer als eine bei zwischenliegendem Vlies auftretende Fuge zwischen der Oberseite 5 bzw. 6 der Noppen 7 bzw. 8 gegenüber der glatten Oberfläche 9 bzw. 10 der jeweiligen Gegenwalze ist, kann an diesen begrenzten Stellen der gewünschte hohe Druck erzeugt werden, der im Zusammenwirken mit der Wärme der beheizten Walzen eine angestrebte Verschweißung zu Schweißpunkten an diesen Stellen bewirkt. Im Bereich der größeren Flankenabstände bleibt jedoch das Vlies flauschig, wird aber gleichzeitig so in die Schrägungsrichtung dieser Flanken verformt, daß es bei dem entstehenden Endprodukt keiner Prägung mehr bedarf, dieses Endprodukt aber trotzdem durch die locker liegenden Fasern und deren Schrägverlauf sowie die in zwei parallelen Ebenen befindlichen Schweißpunkte ein flauschiges und dickes Volumen hat. In vorteilhafter Weise kann somit aus dem Ausgangsprodukt ein relativ dickes flauschiges Endprodukt gebildet werden, ohne daß es nach dem Verfestigen durch Schweißpunktenoch einer zusätzlichen Prägung bedarf.

Claims

Walzenanordnung mit zwei bezüglich ihrer Drehachse (2) parallel orientierten Walzen (3, 4) zum Verfestigen von Vlies (1) oder dergleichen zwischen ihren mittels Wärme und/oder mittels Lösungsmitteln, wobei die Walzen (3, 4) an ihrer Oberfläche eine Schweißpunkt- oder Schweißliniengravur mit der Walzenoberfläche folgenden Schweißpunktflächen (5, 6) an der Oberseite einzelner Noppen (7, 8 ) haben und die Noppen (7, 8) mit Abstand zueinander gegenüber der eigentlichen Walzenoberfläche hochstehen und die Noppen (7, 8) der einen Walze (3) zwischen die der anderen berührungsfrei passen und jeweils die Oberseite (5, 6) der Noppen (7, 8) der Walzen (3, 4) bis nahe an oder bis zu der glatten Oberfläche (9, 10) der Gegenwalze am Fuß von deren Noppen zwischen diese reichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppen (7, 8) der einen Walze (3) zwischen die der anderen mit ihren Flanken jeweils einander benachbart eingreifen, wobei zwischen den Flanken (13) der Noppen (7, 8) der einen Walze (3) und denen der Noppen (7, 8) der anderen Walze (4) in Eingriffsstellung ein wenigstens etwa der Dicke des Vlieses (1) entsprechender Abstand vorgesehen ist, der größer als eine Fuge oder ein Abstand zwischen der Oberseite (5, 6) der einen Noppe (7, 8) gegenüber der glatten Oberfläche (9, 10) der Gegenwalze ist, daß die Flanken (13) der Noppen (7, 8) im Sinne einer Verbreiterung der Noppen (7, 8) zu ihrer Basis (7a, 8a) hin schräg verlaufen und daß die Schrägungswinkel der ineinandergreifenden Noppen (7, 8) der beiden Walzen (3, 4) jeweils gleich sind und im jeweiligen Eingriffsbereich die Flanken (13) der Noppen (7, 8) der einen Walze etwa parallel zu den ihnen jeweils benachbarten Flanken der Noppen der anderen Walze verlaufen.
Walzenanordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Flankenwinkel der Noppen (7, 8) gegenüber einer Senkrechten zur Walzenoberfläche (9, 10) ein spitzer Winkel von wenigstens 15° bis 45° vorzugsweise von etwa 20° oder 30° ist.
Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Noppen (7, 8) etwa kegel-oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet sind und an ihrer Basis und ggfs. auch an ihrer oberen Noppenoberfläche rund, oval oder rechteckig, insbesondere quadratisch sind.
Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diagonale durch den Grundriß der Noppen (7, 8) in Umfangsrichtung der Walzen angeordnet ist.
Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Imitieren einer Gewebestruktur an der Oberfläche des Vlieses (1) die Oberflächen (5, 6) der Noppen (7, 8) länglich und dabei gleich oder ungleich lang sind und ggfs. einen gerundeten, kreisförmigen, eckigen oder ovalen Umriß haben, wobei die größere Längenausdehnung an der einen Walze rechtwinklig zu der an der anderen Walze orientiert ist.
Walzenanordnung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die größere Längenausdehnung der Oberflächen (5, 6) der Noppen (7, 8) der einen Walze parallel zu deren Achse (2) und an der anderen Walze in Umfangsrichtung orientiert ist.
Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagonalen quadratischer Noppen (7, 8) oder die größte Längenausdehnung von länglichen Noppenoberflächen schräg zur Achsrichtung und schräg zum Umfang der Walze orientiert sind.