WO2007048575A1

WO2007048575A1 - Vorrichtung und verfahren zur ablage von synthetischen fasern zu einem vlies

Info

Publication number: WO2007048575A1
Application number: PCT/EP2006/010234
Authority: WO
Inventors: Anton Mooshammer
Original assignee: Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2006-10-24
Publication date: 2007-05-03
Also published as: CN101297074A; US20080256757A1; EP1941090A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ablegen synthetischer Fasern zu einem Vlies, bei welchem die synthetischen Fasern durch eine Abzugsdüse als ein Faserstrom in einem Freiraum in Richtung eines Ablagebandes geblasen werden. Erfindungsgemäß wird der Faserstrom vor Auftreffen auf das Ablageband durch einen zwischen zwei Führungsmittel gebildeten Führungsabschnitt geführt, wobei eines der Führungsmittel auf einer Bandablaufseite und ein gegenüberliegendes Führungsmittel auf einer Bandzulaufseite angeordnet ist und im Abstand zu der Abzugsdüse einen offenen Fasereinlassspalt zum Eintritt in den Führungsabschnitt bilden und wobei sich der Führungsabschnitt bis zum Ablageband hin erstreckt.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Ablage von synthetischen Fasern zu einem Vlies

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ablage von synthetischen Fasern zu einem Vlies gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Ablage einer Vielzahl von Fasern zu einem Vlies gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.

Bei der Herstellung einer Vliesbahn aus synthetischen Fasern müssen eine Vielzahl von extradierten Filamentsträngen möglichst gleichmäßig zu einem Flächengebilde abgelegt werden. Die Filamentstränge werden dabei mehr oder weniger nach dem Extradieren und Abkühlen durch ein Förderfluid abgezogen und zu einem Ablageband geführt. Um möglichst hohe Förder- und Ablagegeschwindig- keiten zu erreichen, haben sich besonders Verfahren und Vorrichtungen bewährt, bei welchen die Abzugsdüse die Filamentstränge in ein offenes System fördert. Ein derartiges Verfahren sowie eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der US 6,183,684 bekannt. Hierbei wird eine Abzugsdüse verwendet, um die synthetischen Fasern nach dem Extrudieren aus einer Spinneinrichtung abzuziehen, zu verstrecken und abzulegen. Die Abzugsdüse weist einen Führungskanal auf, welcher auf einer Oberseite einen schlitzförmigen Fasereintritt aufweist. Kurz unterhalb des Fasereintritts münden mehrere Fluideinlässe in den Führungskanal, durch welche ein Förderfluid unter Wirkung eines Überdruckes dem Führungskanal zugeführt wird. Dadurch werden die Faserstränge in die Abzugsdüse eingezo- gen und innerhalb des Führungskanals beschleunigt und als ein Faserstrom durch den Faseraustritt ausgeblasen. Gleichzeitig erfolgt eine Verstreckung der Faserstränge, die danach unmittelbar zur Ablage von einem Ablageband aufgenommen werden. Dabei treffen die Fasern gemeinsam mit dem Förderfluid als ein Faserstrom im wesentlichen senkrecht auf das Ablageband auf. Mit derartigen Vorrich- tungen und Verfahren können Produktionsgeschwindigkeiten erreicht werden, bei welchen die Filamentstränge Geschwindigkeiten von bis zu 8.000 m/min, erreichen können.

Um die Ablage der synthetischen Fasern auf dem Ablageband zu beeinflussen ist es des weiteren bekannt, in dem zwischen der Abzugsdüse und dem Ablageband gebildeten Freiraum ein Führungsmittel anzuordnen, durch welches die Faserströmung zur Beeinflussung der Ablage der Fasern veränderbar ist. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der US 2002/0158362 Al bekannt. Das Führungsmittel ist im großen Abstand zu dem Ablageband gehalten, um eine Luft- verwirbelung zur Ausbildung einer traversierenden Bewegung der Fasern zu erzeugen. Damit lassen sich zwar Spezialeffekte bei der Vliesablage erreichen, jedoch mit höheren Produktionsgeschwindigkeiten verlieren diese zunehmend an Wirkung.

Zur Herstellung von synthetischen Vliesbahnen sind auch Vorrichtungen und Verfahren bekannt, bei welcher die Abzugsdüsen unmittelbar mit nachgeordneten Führungsschächten zu einem geschlossenen System verbunden sind. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 196 12 142 Al bekannt. Bei derartigen geschlossenen Systemen wird der durch die Abzugsdüse erzeugte Faserstrom unmittelbar aus dem Faseraustritt in einen Führungsschacht geleitet, der den Faserstrom bis zur Ablage auf dem Ablageband 6 führt. Derartige geschlossene Systeme besitzen jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass aufgrund der geführten Strömung längere Verstreckzonen und damit größere Abstände zwischen der Abzugsdüse und des Ablagebandes einzuhalten sind. Somit sind geschlossene Sys- teme grundsätzlich nur für niedrige und mittlere Produktions- bzw. Spinngeschwindigkeiten geeignet.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ablage von synthetischen Fasern zu einem Vlies der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei welcher bzw. welchem selbst bei höheren Spinngeschwindigkeiten gleichmäßige und kontrollierte Ablagen der Fasern zu einem Vlies möglich sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zur Ablage von synthetischen Fasern zu einem Vlies dahingehend zu verbessern, dass auf dem Ablageband ein Vlies erzeugt wird, das über die gesamt Bandbreite im wesentli- chen konstante Vliesdicke aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 15 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 19 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.

Die Erfindung besitzt den Vorteil, dass die Fasern frei von Umgebungseinflüssen in einem geschützten Raum zur Ablage geführt werden können. Hierzu wird der durch die Abzugsdüse erzeugte Faserstrom aus dem Freiraum in einem durch die Führungsmittel gebildeten offenen Fasereinlaufspalt geblasen, um innerhalb eines zwischen dem Führungsmittel gebildeten Führungsabschnitt zum Ablageband geführt zu werden. Die Führungsmittel bilden dabei einen räumlich begrenzten Bereich oberhalb des Ablagebandes, in welchem die Fasern zu dem Vlies gelegt werden. Überraschender Weise hat sich herausgestellt, dass die bei dem Übergang des Faserstromes in den offenen Fasereinlassspalt erzeugten Luftverwirbelung sich nicht negativ auf die Ablage und die Führung des Faserstromes innerhalb des Führungsabschnittes auswirkten.

Um möglichst beim Übergang des Faserstromes aus dem Freiraum in den Fasereinlaßspalt geringe Verwirbelungen zu erzeugen, hat sich die Weiterbildung der Erfindung besonders bewährt, bei welcher das auf das Bandablaufseite angeordnete Führungsmittel durch eine drehbar gelagerte Walze gebildet ist, welche mit dem Ablageband einen Formungsspalt für das Vlies bildet. Dabei wird sowohl für den Fasereinlaß als auch für die Faserablage günstige Führungskontur innerhalb des Führungsabschnittes geschaffen, durch welche eine besonders vorteilhafte Ablage der Faser auf dem Ablageband erreicht wird. Aufgrund der Walzenkontur lassen sich die Faserauftreffwinkel derart beeinflussen, dass die Fasern in einem Winkel von <90° auf das Ablageband auftreffen können. Damit wird auch bei hohen Geschwindigkeiten der geführten Fasern eine sanfte und schonende Ablage der Fasern auf dem Ablageband erreicht. Die beim Auftreffen der Fasern mitgeführte Bewegungsenergie lässt sich vorteilhaft mit in die Vliesbildung einbeziehen. Zudem erhält das Vlies einen im wesentlichen gleichmäßigen dicke Struktur über die gesamte Breite des Ablagebandes ohne in dem Formungsspalt zwischen dem Ablageband und der Walze beschädigt zu werden.

Um den Eintritt des Faserstromes in den offenen Fasereinlassspalt ohne wesentliche Luftverwirbelungen zu ermöglichen, ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt verwendet, bei welcher das auf der Bandzulaufseite angeordnete Führungsmittel durch eine zweite drehbar gelagerte Walze gebildet ist, welche mit Kontakt zu dem Ablageband gehalten ist. Zudem lässt sich dabei eine im wesentlichen verschleißfreie Abdichtung gegenüber Umgebungseinflüssen an dem Ablageband erzeugen.

Die Führung der Fasern innerhalb des Führungsabschnittes sowie die Ablage der Fasern im unteren Bereich des Führungsabschnittes lassen sich in gewünschter Art und Weise durch die erfindungsgemäße Weiterbildung der Vorrichtung derart beeinflussen, dass zumindest eine der Walzen einen perforierten Walzenmantel aufweist, der im Innern mit einer ausgebildeten Druckkammer verbunden ist. Durch Verbindung der Druckkammer mit einer Druckquelle oder einer Absaugung können zusätzliche Luftströmungen innerhalb des Führungsabschnittes erzeugt werden. Hierbei lassen sich auch beispielsweise pulsierende Druckluftveränderungen innerhalb der Druckkammer ausbilden, so dass besondere Effekte bei der Ablage des Vlieses erzeugt werden. Der Antrieb der Walzen erfolgt vorzugsweise durch die Förderbewegung des Ablagebandes, so dass die Walzen mit Reibkontakt zum Ablageband gehalten sind. Es ist jedoch auch möglich, den Walzen zumindest ein Elektroantrieb zuzuordnen.

Die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher zumindest eine der Walzen ein ferromagnetisches Mittel zugeordnet ist, welches mit einem auf einer Unterseite des Ablagebandes angeordneten Magneten, vorzugsweise einem Elektromagneten derart zusammenwirkt, dass zwischen der Walze und dem Ablageband eine Andrückkraft wirkt, ist besonders bei der Bildung eines For- mungsspaltes zwischen der Walze und dem Ablageband vorteilhaft. Dadurch lässt sich eine Feinabstimmung vornehmen, so dass in Abhängigkeit von der FiIa- mentstärke der Fasern sowie dem Flächengewicht des Vlieses eine jeweils optimale Anpresskraft zwischen der Walze und dem Ablageband wirkt. Die Beeinflussung der Andrückkraft zwischen der Walze und dem Ablageband ermöglicht außerdem eine optimale Dichtfunktion gegenüber der Umgebung, so dass beispielsweise ein Einsaugen von Fremdluft oder Erzeugung von Luftwirbeln an den Dichtstellen vermieden wird.

Da derartige Vorrichtungen üblicherweise zur Herstellung von unterschiedlichen Vliesen verwendet werden, führt die Weiterbildung der Erfindung zu einer besonderen Flexibilität, bei welcher dem auf der Wandablaufseite angeordneten Führungsmittel oder dem Ablageband eine Höhenverstelleinrichtung zugeordnet ist, durch welche ein zwischen dem Führungsmittel und dem Ablageband gebildeter Formungsspalt änderbar ist. Zusätzlich ist eine weitere Optimierung zur Führung und Ablage der Fasern dadurch gegeben, dass zur Änderung des zwischen den Führungsmitteln ausgebildeten Führungsabschnittes zumindest eines der Führungsmittel quer zur Absaugdüse verstellbar gehalten ist.

Um die durch die Absaugdüse zugefuhrte Luftmenge kontinuierlich aufzunehmen und abzuführen, ist unterhalb des Ablagebandes eine verstellbare Saugöffnung ausgebildet, durch welche eine Absaugeinrichtung mit der Unterseite des Ablage- bandes verbunden ist. Dabei lässt sich die Säugöffnung zwischen zwei relativ zueinander verschiebbar gehaltenen Abdeckblechen in ihrer Größe verändern, so dass je nach Ablage der Fasern eine optimierte und gleichmäßige Aufnahme und Abfuhr des Förderfluids erfolgt.

Eine weitere Verbesserung der Flexibilität der erfϊndungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gegeben, dass die Führungsmittel und das Ablageband an einem Hubtisch gehalten sind, welcher zur Änderung einer Ablagehöhe zwischen der Abzugsdüse und dem Ablageband verfahrbar ist. Durch die Anbindung der Führungsmittel an das Ablageband steht der gesamte Freiraum zwischen dem Führungsmittel und der Abzugsdüse zur Verstellung zur Verfügung. Darüberhinaus könnte die Abzugsdüse ebenfalls in der Höhe einstellbar ausgebildet sein.

Desweiteren wird vorgeschlagen, dass der Auslassöffnung der Abzugsdüse zu- mindest ein Leitmittel zugeordnet ist, welches mit Abstand zu den Führungsmitteln unterhalb der Abzugsdüse gehalten ist. Damit lassen sich weitere für die Vliesbildung relevante Faserführung einstellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ablage einer Vielzahl von Fasern zu einem Vlies verbindet die besonderen Vorteile eines offenen Systems, bei welchem der Faserstrom unmittelbar in einen Freiraum geblasen wird, mit einer kontrollierten und reproduzierbaren sowie sicheren Ablage der Fasern zu einem Vlies. Umgebungseinflüsse durch beispielsweise Fremdluft werden trotz des offenen Systems bei der Ablage auf ein Minimum reduziert.

Die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher die Fasern durch eine zwischen einer drehenden Walze und dem Ablageband wirkenden Andrückkraft zu dem Vlies geformt werden, stellt eine besonders vorteilhafte Verfahrensvariante dar, bei welcher einerseits eine hohe Dichtwirkung des Führungs- abschnittes erzeugt wird und andererseits eine Vliesbildung mit im wesentlichen konstanter Vliesdicke ohne Beschädigungen des Vlieses erzeugt wird. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Andrückkraft zwischen der Walze und dem Ablageband durch einen steuerbaren Elektromagnet erzeugt wird. Somit lassen sich je nach Filamentquerschnitt und Vliesstärke optimierte Andrückkräfte einstellen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 19 bildet dabei eine vorteilhafte Ausbildung, um eine zwischen einer Walze und einem Ablageband wirkende Andrückkraft mit magnetischen Mitteln zu erzeugen.

Hierzu wird vorzugsweise der Magnet balkenförmig ausgebildet und auf einer Unterseite des Ablagebandes angeordnet. Die mit dem Magneten zusammenwirkenden fordermagnetischen Mittel sind der Walze zugeordnet, so dass eine durch den Magnet bestimmte Anziehungskraft auf die Walze einwirkt. Eine derartige Ausbildung besitzt zudem den Vorteil, dass die Walze eine im wesentlichen un- veränderte Position am Ablageband einnimmt.

Die ferromagnetischen Mittel können dabei unmittelbar durch einen Walzenmantel oder alternativ durch eine Eisenrolle gebildet sein, welche frei drehbar im Innern der Walze angeordnet ist.

Um sowohl auf der Ablaufseite als auch auf der Zulaufseite des Ablagebandes eine optimierte Abdichtung des Ablagebereiches zu erhalten, wird bevorzugt auch auf der Zulaufseite der Abzugsdüse eine zweite Walze mit Kontakt zu dem Ablageband frei drehbar gehalten, die ein ferromagnetisches Mittel aufweist und mit einem zweiten Magneten auf der Unterseite des Ablagebandes zusammenwirkt.

Um die Andrückkräfte zwischen der Walze und dem Ablageband insbesondere zur Formung des Vlieses beeinflussen zu können, wird der Magnet bevorzugt durch einen steuerbaren Elektromagnet gebildet, so dass durch die Bestromung des Elektromotors die Intensität und damit die Größe der Andrückkraft veränderbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren zeichnen sich durch eine stabile und reproduzierbare Ablage der Fasern zu einem Vlies aus, wobei hohe Spinn- und Produktionsgeschwindigkeiten möglich sind. Hierbei kann in Abhängigkeit von dem Fasertyp, Fasermaterial und Vliesanforderung jede gewünschte Einstellung vorgenommen werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Einstellungen durch steuerbare Aktoren auszuführen, die beispielsweise mittels einer Steuereinrichtung nach Vorgabe von Prozess- oder Produktparametern automatisiert angesteuert werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die beigefügten Figuren nachfolgend näher beschrieben.

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 2 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbei- spiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 3 und

Fig.4 schematisch jeweils eine Querschnittsansicht weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ablage von synthetischen Fasern zu einem Vlies sowie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch gezeigt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig.l zeigt eine quaderförmige Abzugsdüse 1, die üblicherweise unterhalb einer Spinneinrichtung angeordnet ist. Derartige Abzugs- düsen sind allgemein bekannt und beispielsweise in der US 6,183,684 Bl näher erläutert. Insoweit wird auf die genannte Druckschrift Bezug genommen und nachfolgend nur die wesentlichen Bestandteile erwähnt.

Die Abzugsdüse 1 weist einen mittleren Förderkanal 5 auf, der auf einer Oberseite der Abzugsdüse 1 durch einen Fasereintritt 2 und auf der Unterseite der Abzugsdüse 1 durch einen Faseraustritt 3 begrenzt ist. Der Förderkanal 5 ist schlitzförmig ausgebildet und erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge der quaderförmigen Abzugsdüse 1. An den Längsseiten des Förderkanals 5 sind mehrere hier nicht dargestellte Fluideinlässe ausgebildet, die mit einem Fluidanschluß 4 verbunden sind. Durch den Fluidanschluß 4 wird ein Förderfluid zugeführt, das gegenüber der Atmosphäre in dem Förderkanal 5 einen Überdruck aufweist.

Die Abzugsdüse 1 ist mit Abstand oberhalb eines Ablagebandes 6 angeordnet. Das Ablageband 6 weist eine Bandbreite auf, die sich über die gesamte Länge der Abzugsdüse 1 erstreckt. Das Ablageband 6 wird vorzugsweise als Endlosband über mehrere Förderollen geführt und quer zur Längsseite der Abzugsdüse 1 gerichtet angetrieben. Das Ablageband 6 bewegt sich somit kontinuierlich in eine Führungsrichtung, die in der Figur mit einem Pfeil gekennzeichnet ist. Das AbIa- geband 6 ist luftdurchlässig ausgebildet, wobei in einem vertikal unterhalb der Abzugsdüse 1 ausgebildete Ablagebereich ein Absaugeinrichtung 31 auf der Unterseite des Ablagebandes 6 angeordnet ist.

In dem Bereich zwischen der Abzugdüse 1 und dem Ablageband 6 ist eine Wegstrecke gebildet, die sich durch einen unmittelbar unterhalb der Abzugsdüse 1 ausgebildeten Freiraum 17 und einem dem Ablageband 6 zugeordneten Führungsabschnitt 9 aufteilt. Der Führungsabschnitt 9 wird durch die Führungsmittel 7.1 und 7.2 gebildet, die auf einer Oberseite gegenüberliegend zu der Abzugsdüse 1 einen Fasereinlassspalt 8 bilden. Hierzu ist das Führungsmittel 7.1 auf einer Band- ablaufseite 10 und das Führungsmittel 7.2 auf der gegenüber liegenden Bandzulaufseite 11 angeordnet. Die Führungsmittel 7.1 und 7.2 werden dabei durch je- weils eine drehbar gelagert gehaltene Walze 12.1 und 12.2 gebildet. Die Walze

12.1 auf der Bandablaufseite 10 und die Walze 12.2 auf der Bandzulaufseite 11 stehen jeweils in einem Reibkontakt mit dem Ablageband 6, so dass die Drehbewegung der Walzen 12.1 und 12.2 durch Friktion mittels der Förderbewegung des Ablagebandes 6 erzeugt wird. Die Walze 12.2 liegt dabei unmittelbar an der Oberfläche des Ablagebandes 6 an bzw. auf ein Auflagematerial an. Die Walze 12.1 auf der Bandablaufseite 10 bildet mit der Oberseite des Ablagebandes 6 einen Formungsspalt 19, durch welchen ein Vlies 21 abgelegt und geformt wird.

Der auf der Oberseite der Walzen 12.1 und 12.2 ausgebildete Fasereinlassspalt 8 ist gegenüber dem Freiraum 17 durch die Walzenmäntel der Walzen 12.1 und

12.2 im wesentlichen trichterförmig ausgebildet. Der Zwischenraum zwischen den Walzen 12.1 und 12.2 bildet den Führungsabschnitt 9, in welchem der über den Fasereinlassspalt 8 eingeblasene Faserstrom zur Ablage auf das Ablageband 6 geführt wird. Der Führungsabschnitt 9 erstreckt sich bis zur Oberseite des Ablagebandes 6, wobei die Walzen 12.1 und 12.2 jeweils eine Abschirmung gegenüber der Umgebung vornehmen. Durch den unmittelbaren Reibkontakt zwischen den Walzen 12.1 und 12.2 und dem Ablageband 6 sowie der Vliesoberfiäche des Vliese 21 wird eine Abdichtung gegenüber Fremdluft erreicht.

Die Walzen 12.1 und 12.2 weisen jeweils einen perforierten Walzenmantel 13 auf, der gasdurchlässig ist. Im Innern der Walzen 12.1 und 12.2 ist jeweils eine Druckkammer vorgesehen, die über einen Luftanschluß 15 mit einer Saugquelle 16 oder einer Druckquelle 18 verbunden ist. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die innere Druckkammer 14 der Walze 12.2 mit der Saugquelle 16 gekoppelt. Dadurch wird eine am Walzenmantel 13 gleichmäßige Sogwirkung erzeugt, die zur Auslenkung und Führung der Fasern 20 innerhalb des Führungsabschnittes 9 führen. Die Auslenkung der Fasern 20 innerhalb des Führungsabschnittes 9 wird auch dadurch erhöht, dass die Druckkammer der Walze 12.2 mit einer Druckquelle 18 gekoppelt ist. Damit lassen sich am Walzenmantel 13 der Walze 12.2 eine gleichmäßige Blasströmung erzeugen. Im Betrieb wird der Abzugsdüse 1 ein Förderfluid zugeführt. Als Förderfluid wird bevorzugt eine Druckluft einer Druckluftquelle verwendet, die mit einem Überdruck im Bereich von 0,1 bis 5 bar vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 3 bar Überdruck in den Förderkanal 5 einströmt. Dadurch werden die über den Fasereintritt 2 in den Förderkanal 5 eingefädelten Faserstränge 20 kontinuierlich aus einer hier nicht dargestellten Spinneinrichtung abgezogen. In der Spinneinrichtung werden die Fasern in einer reihenförmigen Anordnung zuvor aus einem Polymerwerkstoff schmelzgesponnen und anschließend gekühlt. Innerhalb des För- derkanals 5 werden die Faserstränge 20 durch das Förderfluid beschleunigt und gemeinsam durch den Faseraustritt 3 als ein Faserstrom in den Freiraum 17 ausgeblasen. Der Faserstrom, der sich aus den Fasern und dem Förderfluid zusammensetzt, wird dabei senkrecht durch den Faseraustritt 3 in Richtung Ablageband 6 geblasen. Nach Durchlauf des Freiraums 17 wird der Faserstrom mit den Faser- strängen 20 in den durch die Führungsmittel 7.1 und 7.2 gebildeten Fasereinlaßspalt 8 eingeblasen. Durch die Formgebung und Gestaltung des Führungsabschnittes 9 sowie der Führungsmittel 7.1 und 7.2 wird der Faserstrom in Richtung Ablageband 6 geführt. Innerhalb des Führungsabschnittes 9 treffen die Faserstränge 20 mit einem durch die Beeinflussung des Faserstromes gewünschten Auftreffwinkel auf das Ablageband 6 auf und bilden an der Oberfläche des Ablagebandes 6 das Vlies 21, das kontinuierlich von dem Ablageband 6 in Förderrichtung abgeführt wird. Durch die an der Walze 12.1 auf der Bandablaufseite 10 erzeugte Saugströmung wird eine Auslenkung des Faserstromes bewirkt, so dass die Faserstränge 20 mit einem Auftreffwinkel von <90° auf das Ablageband 6 auftref- fen. Dabei kommt es zu einer besonders schonenden Faserablage, so dass selbst bei hohen Fasergeschwindigkeiten im Bereich von 3.500 m/min, bis 8.000 m/min, keine intensiven Verhakungen zwischen der Oberfläche des Ablagebandes 6 und den einzelnen Fasern 20 eintritt. Zudem wird die durch die Walze 12.1 und dem Ablageband 6 eingestellter Formungsspalt 19 dazu fuhren, dass das Vlies 21 eine im wesentlichen über die gesamte Bandbreite konstante Vliesdicke erhält. Eine Beschädigung der Vliesoberfläche ist aufgrund de Drehbewegung der Walze 12.1 ausgeschlossen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren er- möglichen somit eine gleichmäßige und reproduzierbare Vliesablage, die selbst bei hohen Fasergeschwindigkeiten kontrollierbar erfolgen kann. Es werden hierbei einerseits die durch das Ausblasen des Faserstromes in einen Freiraum bekannten Vorteile der hohen Verstreckung sowie die an sich nur bei geschlossenen Systemen bekannten Ablagemechanismen durch die Erfindung vorteilhaft kombi- niert. Trotz des Vorbehaltes, dass der Übergang zwischen dem Freiraum und dem

Führungsabschnitt Luftverwirbelungen entstehen, konnten überaschenderweise sehr gleichmäßige und relativ ruhige Faserstromveräufe erzeugt werden. Insbe- sondere die Ausgestaltung der Führungsmittel ^■ durch Walzen ergab einen sehr sanften Übergang des Faserstromes aus dem Freiraum zum Führungsabschnitt.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist im wesentlichen identisch zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, so dass zu der vorgenannten Beschreibung Bezug genommen wird und nachfolgend nur die Unterschiede erläu- tert werden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die dem Ablageband 6 zugeordneten Führungsmittel 7.1 und 7.2 auf der Bandablaufseite 10 durch eine Walze 12.1 und auf der Wandzulaufseite 11 durch eine Stellwand 27 gebildet. Die Stellwand 27 weist im unteren Bereich eine flexible Dichtlippe 32 auf, die mit einem freien Ende an der Oberfläche des Ablagebandes 6 oder eines Auflagematerials anliegt. Die Stellwand 27 ist schwenkbar an einem Träger 28 gehalten, wobei die Schwenkbewegung der Stellwand 27 durch einen Aktor 29 ausführbar ist. Das auf der gegenüberliegenden Wandab- laufseite 10 angeordnete Führungsmittel 7.1 wird durch die Walze 12.1 gebildet, die im wesentlichen identisch zu der in Fig. 1 gezeigten Walze ausgeführt ist. Die Walze 12.1 ist an einem Lagerträger 25 drehbar gelagert. Der Lagerträger 25 wird über einen Halter 26 gehalten, wobei der Lagerträger 25 an dem Halter 26 sowohl vertikal als auch horizontal verstellbar ausgebildet ist. Somit lässt sich einerseits die Größe des Formungspaltes 19 zwischen dem Ablageband 6 und der Walze 12.1 und andererseits der Führungsabschnitt 9 zwischen der Stellwand 27 und der Walze 12.1 verändern.

Der Abzugsdüse 1 sind unmittelbar auf der Seite des Faseraustrittes 3 zu jeder Seite jeweils ein Leitmittel 33.1 und 33.2 angeordnet. Die Leitmittel 33.1 und 33.2 werden hierbei durch schwenkbare Führungsleisten gebildet, die verschwenkbar an der Unterseite der Abzugsdüse gehalten sind. Durch die auf der Austrittsseite der Abzugsdüse 1 angeordneten Leitmittel 33.1 und 33.2 lassen sich ^•zusätzliche Strömungsveränderungen des Faserstromes erzeugen, die sowohl das Eintreten in den Fasereinlassspalt 8 als auch die Ablage der Faserstränge 20 beeinflußt.

Zur Abführung und zur Unterstützung der Faserablage zur Vliesbildung ist auf der Unterseite des Ablagebandes 6 eine Absaugeinrichtung 31 angeordnet. Hierbei ist die Absaugwirkung der Absaugeinrichtung 31 auf den Ablagebereich des Füh- rungsabschnittes 9 eingegrenzt. Die Absaugeinrichtung 31 weist eine verstellbare Säugöffnung 34 auf, die unmittelbar dem Ablagebereich an dem Ablageband 6 zugeordnet ist. Die Säugöffnung 34 ist hierbei zwischen zwei verschiebbar angeordneten Abdeckblechen 35.1 und 35.2 gebildet. Jedes der Abdeckbleche 35.1 und 35.2 läßt sich relativ zueinander horizontal verschieben.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Druckkammer 14 innerhalb der Walze 12.2 ebenfalls mit einer Saugquelle verbunden, so dass an dem Walzenmantel 13 eine Saugströmung vorherrscht. Damit lässt sich eine Auslenkung des Faserstromes in Richtung der Walze 12.1 erzeugen, so daß eine sanfte Ablage der Fasern selbst bei sehr hohen Fasergeschwindigkeiten eintritt. In Fig. 3 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt. Der Aufbau und die Funktion des Ausfuhrungsbeispiels ist im wesentlichen identisch zu dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 1, so dass zu der vorgenannten Beschreibung Bezug genommen wird und an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die zur Bildung des Führungsabschnittes 9 dem Ablageband 6 zugeordneten Führungsmittel 7.1 und 7.2 jeweils durch eine drehbare Walze 12.1 und 12.2 gebildet. Jede der Walzen 12.1 und 12.2 wird dabei durch einen Lagerträger 25 und einen Halter 26 gehalten. Der Lagerträger 25 ist jeweils an dem Halter 26 in Förderrichtung des Ablagebandes 6 sowie entgegen der Förderrichtung des Ablagebandes 6 verstellbar ausgebildet. Der Lagerträger 25 der Walze 12.1 ist zusätzlich in vertikaler zur Einstellung eines Formungsspaltes 19 zwischen der Walze 12.1 und dem Ablageband 6 einstellbar ausgebildet.

Um einen sicheren Reibkontakt zwischen den Walzen 12.1 und dem Ablageband 6 sowie der Walze 12.2 und dem Ablageband 6 zu erhalten, sind jeder Walze 12.1 und 12.2 jeweils ferromagnetische Mittel 22 und ein Magnet 23 zugeordnet. Die Ausbildung der ferromagnetischen Mittel 22 und des Magneten 23 ist zu jeder Walze 12.1 und 12.2 identisch, so dass die Ausführung am Beispiel der Walze 12.1 näher erläutert wird. Das ferromagnetische Mittel 22 wird unmittelbar durch den Walzenmantel 13 gebildet, der aus einem ferromagnetischen Material besteht. Auf der Unterseite des Ablagebandes 6 ist ein sich im wesentlichen über die ge- samte Bandbreite erstreckender Magentträger 36 vorgesehen, welcher den balken- formigen Magneten 23 trägt. Der Magnet 23 ist bevorzugt durch einen Elektromagneten gebildet, welcher durch Bestromung eine Magnetisierung und damit eine Anziehungskraft gegenüber dem Walzenmantel 13 ausübt. Der Walzenmantel 13 der Walze 12.1 wird somit in Richtung des Ablagebandes 6 angezogen. Dabei baut sich ein zwischen der Walze 12.1 und dem Ablageband 6 wirkende Andrückkraft auf, die unmittelbar in dem Formungsspalt 19 auf das Vlies 21 ein- wirkt. Die Bestromung des Elektromagneten 23 wird dabei derart gewählt, dass einerseits eine ausreichende Abdichtung gegenüber Fremdlufteinflüssen und andererseits keine Beschädigungen an dem Vlies 21 auftreten.

Auf der gegenüberliegenden Seite wird die Walze 12.2 in gleicher Art und Weise durch einen aus ferromagnetischem Material gebildeten Mantel 13 und dem auf der Unterseite des Ablagebandes 6 zweiten angeordneten Magneten 23 angezogen, so dass der Walzenmantel 13 unmittelbar an der Oberfläche des Ablagebandes 6 gehalten ist und zu einer Abdichtung des Führungsabschnittes 9 zwischen den Walzen 12.1 und 12.2 führt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist der in der Walze 12.1 gebildete Druckkammer 14 mit einer Druckquelle und die in der Walze 12.2 gebildete Druckkammer mit einer Saugquelle verbunden. Somit wird eine im wesentli- chen senkrechte Ablage der Faserstränge 20 auf dem Ablageband 6 erreicht.

In dem Freiraum 17 sind unmittelbar dem Faseraustritt 3 der Abzugsdüse 1 zwei Leitmittel 33.1 und 33.2 zugeordnet, wobei die Leitmittel 33.1 und 33.2 jeweils durch frei drehbare Rollen gebildet sind, die in ihrer Position in und entgegen der Förderrichtung des Ablagebandes verstellbar ausgebildet sind.

Die Funktion der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung zur Vliesbildung ist identisch zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so dass keine weitere Beschreibung hierzu erfolgt.

m Fig. 4 ist eine weitere Alternative zu der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung gezeigt, wobei die Halterung der Walzen 12.1 und 12.2 nicht näher dargestellt ist.

Zur Fixierung der Walzen 12.1 und 12.2 ist das ferromagnetische Mittel 22 je- weils durch eine Eisenrolle 37 gebildet, die im Innern der Walze 12.1 bzw. der

Walze 12.2 drehbar angeordnet, ist. Durch den auf der Unterseite des Ablageban- des 6 angeordneten Magneten 23 wird die Eisenrolle 37 in Richtung des Ablagebandes 6 angezogen und fuhrt zur sicheren Anlage der Walze 12.1 an der Oberseite des Vlieses 21 bzw. eine sichere Anlage der Walze 12.2 an der Oberseite des Ablagebandes 6. Der der Walze 12.1 auf der Bandablaufseite 10 zugeordnete Magnet ist als Elektromagnet 23 ausgebildet, der über ein Steuergerät 38 und eine Steuereinrichtung 39 ansteuerbar ist. Der Steuereinrichtung 39 lässt sich dabei Prozessdaten wie beispielsweise Faserquerschnitte und Flächengewicht oder Vliesdicke vorgeben. Anhand eines hinterlegten Optimierungsprogrammes wird aus den Prozessparametern eine Stromgröße ermittelt, die über das Steuergerät 38 zur Bestromung des Elektromagneten 23 vorgegeben wird. Die Bestromung des Elektromagneten 23 führt zu einer Anziehungskraft und damit zu einer Andrückkraft zwischen der Walze 12.1 und dem Ablageband 6, die dem jeweiligen Prozessparametern angepasst ist.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind das Ablageband 6 und die Führungsmittel 7.1 und 7.2 gemeinsam an einem Hubtisch 30 angeordnet. Hierzu stützt sich eine Förderrolle 40 des Ablagebandes 6 über einen Rollenträger 41 an dem Hubtisch 30 ab. Der Hubtisch 30 ist in Richtung der Abzugsdüse 1 höhenverstellbar ausgebildet, so dass die Ablagehöhe, die sich zwischen der Abzugsdüse 1 und dem Ablageband 6 erstreckt, veränderbar ist. Dabei lässt sich die durch den Freiraum 17 gebildete Wegstrecke zur Verstellung der Anlagehöhe nutzen. Üblicherweise werden bei der erfϊndungsgemäßen Vorrichtung Anlagehöhen im Bereich von 50 bis 500 mm eingestellt. Alternativ könnte die Abzugsdüse höhenverstellbar ausgeführt sein.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Aufbau und Anordnung der Führungsmittel beispielhaft. Wesentlich ist hierbei, dass die Fasern kurz vor Auftreffen auf dem Ablageband durch einen vom Ablageband hin geschlossenen Führungsabschnitt geführt werden. Insbesondere sind dabei Führungsmittel geeignet, die eine stabile und reproduzierbare Führung und Ablage der Faserstränge ermöglicht.

Bezugszeichenliste

1 Abzugsdüse

2 Fasereintritt

3 Faseraustritt

4 Fluidanschluß

5 Förderkanal

6 Ablageband

7.1, 7.2 Führungsmittel

8 Fasereinlassspalt

9 Führungsabschnitt

10 Bandablaufseite

11 Bandeinlaufseite

12.1, 12.2 Walze

13 Walzenmantel

14 Druckkammer

15 Luftanschluß

16 Saugquelle

17 Freiraum

18 Druckquelle

19 Formungsspalt

20 Faserstränge

21 Vlies

22 ferromagnetische Mittel

23 Magnet

24 Höhenverstelleinrichtung

25 Lagerträger

26 Halter

27 Stellwand

28 Träger

29 Aktor 30 Hubtisch

31 Absaugeinrichtung

32 Dichtlippe

33.1, 33.2 Leitmittel 34 Säugöffnung

35.1, 35.2 Abdeckblech

36 Magentträger

37 Eisenrolle

38 Steuergerät 39 Steuereinrichtung

40 Förderrolle

41 Rollenträger

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Ablage von synthetischen Fasern (20) zu einem Vlies (21) mit einer Abzugsdüse (1), mit einem unterhalb der Ab- zugsdüse (1) angeordneten Ablageband (6), das quer zu einer

Längsseite der Abzugsdüse (1) gerichtet angetrieben ist, und mit in einem zwischen der Abzugsdüse (1) und dem Ablageband (6) ausgebildeten Freiraum (17) angeordneten Führungsmittel (7.1, 7.2), dadurch gekennzeichnet, dass eines der Führungsmittel (7.1) auf einer Bandablaufseite (10) und ein gegenüberliegendes Führungsmittel (7.2) auf einer Bandzulaufseite (11) angeordnet ist und dass die Führungsmittel (7.1, 7.2) im Abstand zu der Abzugsdüse (1) einen offenen ^• Fasereinlassspalt (8) zu- einem zwischen den Führungsmittel (7.1, 7.2) gebildeten Führungsabschnitt (9) bilden, wel- eher Führungsabschnitt (9) sich zwischen den Führungsmittel (7.1,

7.2) bis zum Ablageband erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Bandablaufseite (10) angeordnete Führungsmittel (7.1) durch eine drehbar gelagerte Walze (12.1) gebildet ist, welche mit dem Ablageband (6) einen Formungsspalt (19) für das Vlies (21) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Bandzulaufseite (11) angeordnete Führungsmittel (7.1) durch eine zweite drehbar gelagerte Walze (12.1) gebildet ist, welche mit Kontakt zu dem Ablageband (6) gehalten ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Walzen (12.1, 12.2) einen perforierten Walzenmantel (13) aufweist und dass der Walzenmantel (13) mit einer im inneren der Walze (12.1, 12.2) ausgebildeten Druckkammer (14) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (14) innerhalb der Walze (12.1, 12.2) mit einer

Druckluftquelle (18) oder einer Absaugung (16) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Walzen (12.1, 12.2) oder beide Walzen (12.1, 12.2) mit einem Reibkontakt zum Ablageband (6) gehalten und durch eine Förderbewegung des Ablagebandes (6) antreibar ist oder sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass zumindest eine der Walzen (12.1, 12.2) mit einem

Elektroantrieb gekoppelt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Walzen (12.1, 12.2) ein ferro- magnetisches Mittel (22) zugeordnet ist, welches mit einem auf einer Unterseite des Ablagebandes (6) angeordneten Magneten (23), vorzugsweise einem Elektromagneten derart zusammenwirkt, dass zwischen der Walze (12.1, 12.2) und dem Ablageband (6) eine Andrückkraft wirkt.

9. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem auf der Bandablaufseite (10) angeordneten Führungsmittel (7.1) oder dem Ablageband (6) eine Verstelleinrichtung (25, 26) zugeordnet ist, durch welche ein zwischen dem Führungsmittel (7.1) und dem Ablageband (6) gebildeter Formungsspalt (19) änderbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Änderung des zwischen den Führungsmitteln (7.1, 7.2) ausgebildeten Führungsabschnittes (9) zumindest eines der Führungsmittel quer zur Abzugsdüse (1) verstellbar gehalten ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Ablagebandes (6) eine verstell- bare Säugöffnung (34) ausgebildet ist, durch welche eine Absaugeinrichtung (31) mit der Unterseite des Ablagebandes (6) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Säugöffnung (34) zwischen zwei relativ zueinander verschiebbar gehaltenen Abdeckblechen (35.1, 35.2) gebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel (7.1, 7.2) und das Ablageband (6) an einem Hubtisch (30) gehalten sind, welcher zur Änderung einer

Ablagehöhe zwischen der Abzugsdüse (1) und dem Ablageband (6) verfahrbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn- zeichnet, dass dem Faseraustritt (5) der Abzugsdüse (1) zumindest ein Leitmittel (31.1, 31.2) zugeordnet ist, welches mit Abstand zu den Führungsmitteln (7.1, 7.2) unterhalb der Abzugsdüse (1) gehalten ist.

15. Verfahren zur Ablage einer Vielzahl von Fasern zu einem Vlies, bei welchem die Fasern in einer reihenförmigen Anordnung auf ein angetriebenes Ablageband geblasen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern kurz vor Ablage auf das Ablageband in einen durch zusammenwirkende Führungsmittel gebildeten Führungsabschnitt geblasen werden und anschließend am Ende des Führungs- abschnittes zu dem Vlies abgelegt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern durch eine zwischen einer drehenden Walze und dem Ablageband wirkenden Andrückkraft zu dem Vlies geformt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückkraft zwischen der Walze und dem Anlageband durch einen steuerbaren Elektromagnet erzeugt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromung des Elektromagneten in Abhängigkeit von dem Faserquerschnitt und eines Flächengewicht des Vlieses gesteuert wird.

19. Vorrichtung zur Ablage von synthetischen Fasern (20) zu einem Vlies (21) mit einer Abzugsdüse (1), mit einem unterhalb der Abzugsdüse (1) angeordneten Ablageband (6), das quer zur Längsseite der Abzugsdüse (1) gerichtet angetrieben ist, und mit mehreren zwischen der Abzugsdüse (1) und dem Ablageband (6) angeordneten Führungsmittel (7.1, 7.2), wobei eines der Führungsmittel (7.1) auf einer Bandablaufseite (10) eine frei drehbare Walze (12.1) ist, die mit dem Ablageband (6) einen Formungsspalt (19) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass ferromagnetische Mittel (22) mit einem Magneten (23) vorgesehen sind, durch welche eine Anpresskraft zwischen der Walze (12.1) und dem Ablageband (6) erzeugbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (23) balkenförmig ausgebildet und auf einer Unterseite des Ablagebandes (6) angeordnet ist und dass die ferromagnetischen Mittel (22) der Walze (12.1) zugeordnet sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetischen Mittel (22) durch einen Walzenmantel (13) gebildet sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetischen Mittel (22) durch eine Eisenrolle (37) gebildet ist, welche freidrehbar im Innern der Walze (12.1) angeordnet ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekenn- zeichnet, dass auf einer Zulaufseite (10) der Abzugsdüse (1) eine zweite Walze (12.2) mit Kontakt zu dem Ablageband (6) frei drehbar gehalten ist und dass weitere ferromagnetische Mittel (22) mit einem zweiten Magneten (23) vorgesehen sind, durch welche die zweite Walze (12.2) an das Ablageband (6) gedrückt wird.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Magnet (23) balkenförmig ausgebildet und auf einer Unterseite des Ablagebandes (6) angeordnet ist und dass die ferromagnetischen Mittel (22) der zweiten Walze (12.2) zugeordnet sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (23) durch einen steuerbaren Elektromagnet gebildet ist.