Durch die US-A-47 01 237 ist es bekannt, eine Lochstruktur in ein vorgefertigtes Vlies zu bringen, indem das ungelochte Vlies mehrfach längs geschlitzt, dann zur Herstellung der Löcher seitlich gedehnt und in dieser Form durch Wärme fixiert wird. Ein solches Lochvlies hat zwar scharf abgegrenzte Löcher aber nur wenig seitliche Festigkeit.

Besser ist in diesem Zusammenhang die Herstellungsart nach der US-A-37 50 237, wonach das vorgefertigte, zwischen zwei Endlosbahnen gehaltene Vlies mit harten Wasserstrahlen zur Herstellung der Lochstruktur beaufschlagt wird. Die gewünschte Lochstruktur ist auf die Endlosbahn, wie Trommel, aufgebracht. Sie besteht aus einer gleichmäßig gelochten Trommel, die rundum von einem Endlossieb bedeckt ist. Das Endlossieb hat offene und geschlossene Bereiche, je nach der gewünschten Lochstruktur. Nachteilig an dieser Herstellungsart der Löcher ist die Tatsache, daß auf diese Weise keine Löcher mit scharf abgegrenzten Kanten hergestellt werden können und zusätzlich einzelne Vliesfasern bei der Herstellung der Löcher durch die harten Wasserstrahlen in Richtung des Endlossiebes verschoben werden und sich dann dort zwischen den Drähten des Siebes verklemmen. Weiterhin ist die Festigkeit des Lochvlieses nur gering, da die Stege zwischen den Löchern ungleichmäßig in der Breite sind. Bei genauerer Untersuchung der Vliesstruktur erkennt man dann noch nachteilige Interferrenzstreifen. Diese rühren von den Löchern in der Trommel mit dem aufgespannten Sieb und der unveränderlichen Anordnung der Düsenstrahlen im Düsenbalken her.

Scharf abgegrenzte Löcher sind nachträglich in ein vorgefertigtes gleichmäßiges Vlies nur mit der Herstellungsart nach den EP-A-0 215 684, 0 223 614 oder 0 273 454 einbringbar. Dort ist jeweils eine Perforiertrommel aus einem glatten Blech mit Drainageöffnungen gebildet, auf dem zwischen den Öffnungen gleichmäßig über die Fläche verteilte plastische Erhöhungen angeordnet sind. Die plastischen Erhöhungen können aus halbseitig offenen Sicken bestehen, so daß damit auch gleichzeitig die Drainageöffnungen gebildet sind, oder aus gleichmäßig verteilten Blechbeulen, zwischen denen die Drainageöffnungen im Blech in Form von Löchern angeordnet sind. Wenn auch mit dieser Trommel die gewünschten zum Vlies hin scharf abgegrenzten Löcher hergestellt werden können, so ist doch die Festigkeit eines z. B. kreisförmig ausgestanzten Vliesproduktes nicht in allen Richtungen gleichmäßig. Die dort vorgeschriebene Lochstruktur, bzw. die vorgeschriebene Anordnung der plastischen Erhöhungen in Form einer Raute oder dergleichen verhindert diese Formsteifigkeit. Außerdem können auch hier die gefürchteten Interferrenzstreifen auf dem behandelten Vlies auftreten, weil die Anordnung der Löcher im Blech der Trommel mit der zwangsweise festen Anordnung der Düsenlöcher im Düsenbalken zu den Streifen interferrieren können.

Die Vorrichtung nach der EP-A-0 511 025 geht von einem Endlosband aus, das aus einem Gewebe aus Drähten besteht. Auf dieses Endlosband sollen jetzt Erhöhungen aus Harz aufgebracht werden, um ein beliebiges Muster in ein Vlies mittels der Wasserstahlen zu zwingen. Die mustergebenden Erhöhungen können auch dornähnlich ausgebildet sein und eine Höhe haben, die größer ist als die Dicke des Vlieses, so dass sich Löcher beim mustergebenden Behandeln ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu finden mit der alle Bedingungen der genannten Art erfüllt werden können. Die Löcher im Vlies sollen nicht nur scharf abgegrenzt sein, sondern das gelochte Vlies soll insbesondere in alle Richtungen, nicht nur in der Breite und senkrecht dazu, gleichmäßige Festigkeit haben - selbstverständlich vorausgesetzt, daß ein solches gleichmäßig verfestigtes Vlies vor der Herstellung der Lochstruktur auch angeliefert wurde - und auch keine Interferrenzstreifen aufweisen.

Ausgehend von einer Vorrichtung nach der EP-A-0 215 684, nämlich bestehend aus einer das Vlies tragenden und transportierenden glatten Endlosfläche, die einerseits mit Drainageöffnungen zum Abtransport der mittels eines Düsenbalkens aus vielen Ausströmöffnungen mit Hochdruck aufgespritzten Flüssigkeit und andererseits mit auf der Ebene der glatten Fläche empor stehenden plastischen Erhöhungen zur Herstellung der Perforation im Vlies versehen ist, besteht die Erfindung darin, daß die Erhöhungen aus nach oben konisch abnehmendem, ggf. spitz auslaufenden Dornen bestehen und in beiden Dimensionen ungleichmäßig über die Endlosfläche verteilt sind, indem sie nach dem Zufallsprinzip (Anwendung eines Zufallsgenerators) deckend über die ganze das Vlies tragende Fläche verteilt sind. Mit einem Schlag sind damit alle Probleme beseitigt. Da die Löcher beliebig ungleichmäßig über die Fläche des Vlieses verteilt sind, kann die höchste Festigkeit des Lochvlieses keine bevorzugte Richtung haben. Gleichzeitig können auch keine Interferrenzstreifen mehr über die Breite des Vlieses auftreten, denn die aus dem Düsenbalken austretenden Wasserstrahlen treffen die plastischen Erhöhungen jetzt immer an einer anderen Stelle. Damit hat das Bild des Lochvlieses zwar ungleichmäßig verteilte Löcher, diese sind aber über die Fläche des Vlieses ganz gleichmäßig deckend und beinhalten keinerlei gleichmäßige, immer wieder auftretende Änderungen, wie Streifen.

Im allgemeinen wird die glatte endlose Fläche die Form einer Trommel haben, es ist aber auch ein Endlosband für die Herstellung der Löcher denkbar. Wegen der vielen über die Fläche der Wandung verteilten, dicht beieinander angeordneten Drainageöffnungen, wegen der z. B. mit Laserstrahlen erfolgenden Herstellungsart der plastischen Erhöhungen und auch der Löcher in der Wandung dürfte die glatte Fläche im Querschnitt der Wandung nur eine gering dimensionierte Dicke haben. Es ist deshalb vorteilhaft, wenn - zur auch notwendigen Absaugung der aufgespritzten Flüssigkeit - beidseitig der auf das Vlies und damit auf die das Vlies tragenden Fläche auftreffenden Wasserstrahlen auf der gegenüber liegenden Seite des Bandes oder innerhalb der Wandung der Trommel Gleitlängsschienen für die Abstützung des Bandes oder der Trommelwandung angeordnet sind. Zwischen den abstützenden Längsschienen ist dann der Saugzug der Pumpe wirksam.

Die plastischen Erhöhungen, wie Dorne, sollten je nach Anforderungen aus der Praxis eine Fläche von 20 bis 50 % im allgemeinen 30 % abdecken. Damit ist dann die offene Fläche des Vlieses entsprechend groß. Die Drainageöffnungen, die im allgemeinen aus geborten oder gebrannten Löchern bestehen, sollten einen Durchmesser von 0,5 bis 3 mm im allgemeinen 1, 5 mm aufweisen. Auf diese Weise ist ein schneller Abtransport der aufgespritzten Flüssigkeit möglich, ohne daß die Fasern des Vlieses in die Löcher eindringen und sich dort verhaken können.

Der notwendige Durchmesser der Dorne und auch deren Abstand kann in Abhängigkeit der von der Industrie gewünschten offenen Fläche (Open Area) mittels der Gleichung$${\text{O}}_{\text{A}}{\text{= (D}}_{\text{⌀}}{\text{/ D}}_{\text{Abstand)}}{\text{}}^{\text{2}}\text{× 0.9}$$ berechnet werden. Dabei steht für O_A die offene Fläche im Vlies aufgrund der Anzahl der Löcher oder der Lochdimension und -struktur im Vlies, D_Ø steht für den für die Lochstruktur wirksamen Durchmesser der plastischen Erhöhungen (Dorne) und D_Abstand für den durchschnittlichen Abstand der Löcher im Vlies oder der Dorne auf dem Endlosband oder der Trommel. Rund um die Dorne sind dann die Drainageöffnungen in die Wandung eingebracht, womit die Drainageöffnungen zwar auch ungleichmäßig über die Fläche der Wandung verteilt sind, aber nicht nach dem Zufallsprinzip wie die Dorne, sondern in Abhängigkeit der Plazierung der Dorne.

Im Falle der Verwendung eines Endlosbandes als Trägerelement der Dorne wird das gelochte Vlies unter einem Winkel in Abhängigkeit der Anordnung einer Abzugseinrichtung und im Falle der Verwendung einer Trommel als Trägerelement der Dorne wird das fertige Vlies aus der Rundung der Trommel tangential abgezogen, während die Dorne sich in derselben Umfangsrichtung weiterbewegen. Bei der Ablösung des Vlieses von der Herstellungsebene treten Kräfte an den Dornen auf, die die Löcher in ihrer Form verziehen. Um dies zu vermeiden, sieht die Erfindung in Ausgestaltung der Vorrichtung vor, daß die Flanken der plastischen Erhöhungen wie Dorne, zumindest in Transportrichtung des Vlieses gesehen die Außenflanke der jeweiligen plastischen Erhöhung, die Form einer Evolvente hat. Damit löst sich das gelochte Vlies von den Dornen wie bei miteinander kämmenden Zahnrädern problemlos.

Eine Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1

Im Querschnitt eine Walze zur Herstellung eines Lochvlieses,

Fig. 2

die Walze nach Fig. 1 mit darüber geführtem Vlies und der Walze zugeordnetem Düsenbalken,

Fig. 3

die Draufsicht auf die Wandung der Trommel nach Fig. 1 oder 2 mit einer Vielzahl von plastisch sich aus der Ebene der Trommelwandung hervorhebenden Dornen, die in einer ungleichmäßigen Verteilung keinem wiederkehrenden Muster entsprechen, und

Fig. 4

in vergrößerter Darstellung und im Querschnitt die Wandung der Trommel im Bereich eines Dornes.

Es geht um eine Wasservernadelungsvorrichtung wie sie beispielsweise in der DE-A-197 06 610 dargestellt ist. Dort dient die Vorrichtung zum Einführen eines noch unverfestigten Vlieses mittels eines tragenden Endlosbandes in den Spalt eines oberhalb dazulaufenden Endlosbandes und dann rund um eine Trommel, auf der das Vlies dann erstmals mit aus der Trommel zugeordneten Düsenbalken austretenden Wasserstrahlen vernadelt wird. Eine solche Vorrichtung ist zu verändern zur Herstellung von scharf abgegrenzten Löchern in ein bereits verfestigtes oder teilweise verfestigtes Vlies. In der Zeichnung ist dazu lediglich eine Trommel 1 dargestellt, der weitere Peripherieteile folgen und vorgeordnet sind, aber wegen der Übersichtlichkeit hier fortgelassen sind. Das im Grunde fertige und insofern nicht durch ein Endlosband getragene Vlies 2 überläuft unmittelbar die Trommel 1, der außerhalb ein oder mehrere Düsenbalken 3 gemäß Fig. 2 unmittelbar zugeordnet sind. Der Düsenbalken 3 ist achsparallel zur Trommel 1 angeordnet und an seiner der Trommel 1 zugeordneten Unterseite mit einem nicht dargestellten Düsenstreifen zum Austritt der Wasserstrahlen 4 versehen.

Die Trommel 1 besteht gemäß Fig. 1 aus einer Trommelwandung 5, die dünn und bei Kunststoff instabil ausgebildet ist, bei der Herstellung aus Metall, wie Messing, kann die Trommelwandung 5 aber auch stabil und selbsttragend sein. Diese Trommelwandung 5 weißt gemäß Fig. 4 auf der Außenseite eine Vielzahl von plastischen Erhöhungen, wie Dorne 6 auf, die gemäß Fig. 3 in einer völlig ungleichmäßigen Verteilung über die Umfangsfläche der Trommel angeordnet sind. Die Dorne 6 sind umgeben von Drainageöffnungen 7. Die Anordnung der Dorne 6 wird mittels eines Zufallsgenerators bestimmt, so daß das Ergebnis eine nie wiederkehrende Anordnung bringt. Der Abstand der Dorne 6 zueinander ist stets verändert also ungleichmäßig, wie es auch in der Fig. 4 offenbart ist. Die Vielzahl der Dorne 6 können nach dieser Anordnung mittels computergesteuerter Laserstrahlen aus dem Vollen des Materials der Wandung herausgebrannt werden. Anschließend oder zur gleichen Zeit sind die Drainageöffnungen, wie Bohrungen 7 einzubringen, die die Dorne 6 rundum umgeben. Der jeweilige Abstand der Bohrungen 7 zu den Abgrenzungen der Dorne 6 ist ungleichmäßig, wie in Fig. 4 angedeutet, jedoch ist die Anordnung der Löcher 7 in der Wandung 5 abhängig von der Anordnung der Dorne 6 und insofern nur sekundär oder gar nicht von einem Zufallsgenerator bestimmt. Das Bild der Löcher 7 rund um die Dorne 6 kann öfter gleich sein, kann ein periodisch wiederkehrendes Bild offenbaren, wichtig ist nur die ungleichmäßige Anordnung der Dorne 6.

Die Anzahl der Dorne 6 auf einer definierten Flächengröße und auch der wirksame Durchmesser der Dorne 6 ist abhängig von der von der Industrie gewünschten offenen Fläche des Lochvlieses. Diese offene Fläche ist bestimmt durch den Durchmesser der einzelnen Löcher und deren Anzahl/Flächeneinheit. Je nach vorgelegter Bestimmungsgröße kann der Rest an Größen berechnet werden unter Zuhilfenahme der Gleichung O_A = (D_Ø / D_Abstand)2 × 0,9, wobei O_A für die offene Fläche im Vlies 2' aufgrund der Anzahl der Löcher oder der Lochdimension und -struktur im Vlies, und D_Ø für den für die Lochstruktur wirksamen Durchmesser der Dorne 6 und D_Abstand für den durchschnittlichen Abstand der Löcher im Vlies oder der Dorne 6 auf der Trommel 1 steht.

Im allgemeinen ist die offene Fläche auf 30 % gewünscht und die Löcher im Vlies mit einem Abstand von 3 - 5 mm, jedenfalls kann damit die Anzahl der Dorne 6 pro Fläche bestimmt und damit der Zufallsgenerator bestückt werden. Die Drainageöffnungen zum Abtransport der aufgespritzten Flüssigkeit sind dann einzubringen, wobei deren Durchmesser zwischen 0, 5 und 1,5 mm liegen sollte, damit die Fasern des Vlieses sich nicht in den Löchern 7 verhaken können. Es ist aber auch möglich, die Lochstruktur im Vlies mit in den Abmessungen ungleichmäßigen Dornen 6 zu erzeugen, es können also auch dicke und dünne Löcher im Vlies durch entsprechend dimensionierte Dorne 6 hergestellt werden.

Aus der Fig. 1 geht die Ausbildung der Dorne 6 wie auch aus der Fig. 4 hervor, sie strecken sich rund um die Trommel 1. Die Ausrichtung der Außenfläche ist nach außen hin konisch zusammenlaufend. Wie dargestellt ist die Querschnittsform jedoch nicht kegelförmig, also gleichmäßig spitz zulaufend, sondern die Kontur in der Querschnittslinie hat die Form einer Evolvente, die abhängig ist vom Durchmesser der Trommel 1. Im Ausführungsbeispiel sind die Dorne 6 rundum wie eine Evolvente gebogen, wichtig so auszubilden ist aber nur die in Transportrichtung vorne angeordnete Fläche der Dorne 6, weil hier die beim Ablösen des gelochten Vlieses 2' von der Trommel 1 entstehenden Dehnungserscheinungen besonders negativ für die gewünschte scharfe Abgrenzung der Löcher sein kann.

Die Trommelwandung 5 ist gemäß Fig. 1 auf einer stärker ausgebildeten Walze 8 über Gleitlängsschienen 9 rundum abgestützt. Die Walze 8 ist gleichzeitig das Saugrohr, innerhalb dessen also ein Saugzug erzeugt ist, um die aufgespritzte Flüssigkeit 4 aus dem Vlies 2 wieder abzusaugen. Aus diesem Grunde ist der Saugschlitz 10 radial außen beidseitig von solchen Gleitlängsschienen 9 begrenzt, die auch in Umfangsrichtung verschieblich auf der Walze 8 angebracht sein können. Die Gleitlängsschienen dienen hier nicht nur zum Abstützen der Trommelwandung 5, sondern auch zur Abdichtung zum Saugschlitz 10. Im Falle von mehreren der Trommel 1 zugeordneten Düsenbalken sind entsprechend auch mehrere Saugschlitze anzuordnen. Die Trommelwandung 5 kann aus Kunststoff, aus Stabilitätsgründen besser aber aus einem Metall hergestellt sein. Die Gleitlängsschienen 9 können ebenfalls aus beiden Materialien hergestellt sein, jedoch sollte die Paarung im Werkstoff unterschiedlich sein, so daß stets Metall auf Kunststoff gleitet.