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(11) | EP 1 126 064 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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| (54) |
Vorrichtung zum hydrodynamischen Beaufschlagen der Fasern einer Faserbahn mit einem Fluid Device for hydraulically needling a fibrous web by projecting a fluid Dispostif de liage hydrodynamique d'une nappe fibreuse par projection d'un fluide |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Aus der EP-A-0 859 076 ist eine Vorrichtung zum hydrodynamischen Verschlingen zum vorzugsweise bindemittelfreien Verfestigen der Fasern einer Faserbahn aus natürlichen und/oder künstlichen Fasern jeglicher Art bekannt. Sie besteht aus
a. einem die Faserbahn unterstützenden ersten Endlosband, das zwischen mindesten zwei Walzen gespannt geführt und umgelenkt ist,
b. einer durchlässigen Vernadelungstrommel, die von dem Endlosband umschlungen ist, wobei
c. dem ersten Endlosband ein zweites ebenfalls zwischen mindesten zwei Walzen gespannt geführtes Endlosband gegenläufig zugeordnet ist, dessen dem Arbeitstrum des ersten Endlosbandes gegenüber liegendes Arbeitstrum in der gleichen Richtung angetrieben umläuft wie das des ersten Endlosbandes, weiterhin
d. die beiden Arbeitstrums der beiden Endlosbänder in ihrer Längserstreckung am Einlauf konisch aufeinander zu gerichtet sind, so dass die auf dem Arbeitstrum des ersten Endlosbandes liegende Faserbahn zwischen den vorlaufenden Endlosbändern zunehmend verdichtet wird,
e. die beiden Endlosbänder von zwei Walzen gegen diese Vernadelungstrommel zur stärkeren Umschlingung der Vernadelungstrommel gedrückt sind und
f. zwischen diesen beiden Walzen ein Düsenbalken zur Netzung der Faserbahn gegen die zwischen den beiden Endlosbändern verdichtet gehaltene Faserbahn und gegen die Vernadelungstrommel gerichtet ist.
[0002] Die Vorrichtung dieser Art hat den Vorteil, dass die voluminös vorlaufende Faserbahn zwischen den beiden Endlosbändern langsam zunehmend und mit gleichmäßigem Druck von oben und unten ohne Scherbeanspruchung verdichtet wird und erst dann, wenn sie zwischen den beiden Endlosbändern fest gehalten und zu der Vernadelungstrommel geführt ist, an dieser Vernadelungstrommel genetzt wird. Durch die beiden Walzen vor und hinter dem Düsenbalken wird das Vlies stärker gegen die Vernadelungstrommel gepresst. Diese stärkere Verdichtung oder richtiger, der bessere Halt der Fasern der Faserbahn beim Netzen verhindert ein Verschwimmen von Einzelfasern und führt letztlich zu einem besseren Vliesprodukt.
[0003] Die Vorrichtung hat sich in der Praxis bewährt, sie zeichnet sich insbesondere durch eine gleich auf der Vernadelungstrommel erzeugte intensive Benetzung und anschließend nach Abführung des zweiten vom ersten Endlosband durch eine auf der Vernadelungstrommel noch mögliche Vernadelung mittels eines zweiten, jetzt unmittelbar gegen die auf der Vernadelungstrommel liegende Faserbahn gerichteten Düsenbalkens aus. Die Konstruktion ist aber sehr aufwendig und für manche Produkte zu teuer. Es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine einfachere Konstruktion zu finden, die die gleichen Bedingungen erfüllt.
[0004] Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung eine Vorrichtung zum hydrodynamischen Beaufschlagen einer Faserbahn mit einem Fluid zum vorzugsweise bindemittelfreien Verfestigen der Fasern der Faserbahn aus natürlichen und/oder künstlichen Fasern jeglicher Art vor, die besteht aus:
a) einem die Faserbahn unterstützenden ersten Endlosband, das zwischen mindesten zwei Walzen gespannt geführt und umgelenkt ist,
b) einem ebenfalls zwischen mindesten zwei Walzen gespannt geführten, dem ersten Endlosband zugeordneten gegenläufigen zweiten Endlosband, dessen dem Arbeitstrum des ersten Endlosbandes gegenüber liegendes Arbeitstrum in der gleichen Richtung angetrieben umläuft wie das Arbeitstrum des ersten Endlosbandes, wobei
c) die beiden Arbeitstrums der beiden Endlosbänder am Einlauf in ihrer Längserstreckung konisch aufeinander zu gerichtet sind, so dass die auf dem Arbeitstrum des ersten Endlosbandes liegende Faserbahn zwischen den vorlaufenden Endlosbändern zunehmend verdichtet wird,
d) einem den beiden miteinander umlaufenden Endlosbändern in einem nicht von einer Umlenkwalze unterstützten Bereich zugeordneten ersten Düsenbalken zum z. B. nur Benetzen der Faserbahn und wobei
e) das erste Endlosband im Bereich des ersten Düsenbalkens von zumindest einer zusätzlichen Umlenkwalze gegen das unmittelbar zugeordnete Trum des zweiten Endlosbandes oder umgekehrt das zweite gegen das erste Endlosband zur stärkeren Anpressung der beiden miteinander vorlaufenden Trums der Endlosbänder gedrückt ist.
[0005] Mit dieser Vorrichtung ist erreicht, dass ähnlich wie bei der Vorrichtung nach der EP-A-0 859 076 das zu netzende Vlies zwischen den Endlosbändern zunehmend gepresst und damit kompaktiert und dann auch ohne die vorbekannte Vernadelungstrommel weiterhin fest gehalten ist. Es kommt also hier auf ein langsames Kompaktieren und auf das Fixieren, Festhalten des vorzugsweise auch dünnen Vlieses zwischen den Bändern beim Beaufschlagen mit den ersten Wasserstrahlen an. Dies ist gegeben bei der vorbekannten Vorrichtung, wo die Endlosbänder beim Wasservernadeln gegen die Vernadelungstrommel gepresst werden. Bei dieser neuen Vorrichtung entfällt die Vernadelungstrommel entsprechend der älteren WO-A-01/51693, und es wird in einfacherer Weise nur zwischen den beiden Arbeitstrums der Endlosbänder vernadelt. Diese Endlosbänder werden aber bei der Konstruktion nach der vorbekannten Vorrichtung dem Druck der Wasserstrahlen nachgeben, so dass das Vlies beim Wasservernadeln nicht fest zwischen den Endlosbändern gehalten ist. Außerdem schleifen die durchhängenden Endlosbänder im Bereich der Absaugung gegen die Absaugschlitzbegrenzungen. Um diese Probleme zu beseitigen, müssen die Endlosbänder im Bereich des Düsenbalkens exakt geführt gehalten sein. Dies ist mit nur einer oder besser zwei zusätzlichen Umlenkwalzen gemäß der Erfindung erzielbar.
[0006] Das Ziel bei der erfindungsgemäßen Vorrichtungsergänzung ist erreicht, wenn diese zusätzliche Umlenkwalze für beide Endlosbänder derart in die Ebene der vorlaufenden Trums verlagert ist, dass an dieser Umlenkwalze je nach dem gewünschten Pressdruck ein für die Endlosbänder größerer oder kleinerer Umschlingungswinkel beider Endlosbänder an der Umlenkwalze entsteht. Der Winkel muss also größer als 1 Grad sein und liegt in der Praxis wohl zwischen 5 und 35, bis zu 45 Grad.
[0007] Mehrere Vorrichtungen der erfindungsgemäßen Art sind in der Zeichnung beispielhaft dargestellt. Anhand dieser sollen noch weitere erfinderische Details erläutert werden.
[0008] Es zeigen:
- Fig. 1
- in der Seitenansicht eine Kompaktiereinheit mit zwei zur Anpressung der Endlosbänder gleichsinnig nach oben versetzten Umlenkwalzen,
- Fig.2
- die Vorrichtung nach Fig. 1 mit weiterhin zwei gegensinnig bewegten Umlenkwalzen, um die sich die Bänder mäanderförmig schlingen,
- Fig. 3
- eine Vorrichtung ähnlich der nach Fig. 2, jedoch mit einem Düsenbalken, der zwischen den mäanderförmig umschlungenen Umlenkwalzen angeordnet ist, und
- Fig. 4
- ein nur teilweise anderer Aufbau gegenüber der Vorrichtung nach Fig. 2.
[0009] In einem nicht dargestellten Rahmengestell ist eine Kompaktiereinheit 1 mit nur einem Düsenbalken 2 mit Absaugung 2' dargestellt. Diese Einheit 1 ist normalerweise die erste Einheit einer größeren Wasservernadelungsanlage, bei der sich also mehrere weitere z. B. Band-Vernadelungseinheiten anschließen können.
[0010] Grundsätzlich besteht diese Einheit 1 aus einem ersten Endlosband 3, das über mehrere in einem nicht dargestellten weiteren Haltegestell drehbar angeordnete Walzen 4, 5, 6', 6", 6 umgelenkt und gespannt gehalten ist. Auf dieses Endlosband 3 läuft in Richtung des Pfeils 7 eine zu vernadelnde zunächst voluminösere Faserbahn 8. Es kann auch eine Faserbahn sein, die sehr dünn ist und insofern mit zunächst keiner Festigkeit versehen ist und somit von einer nicht dargestellten Krempel direkt auf das Endlosband 3 abgelegt wird.
[0011] Dem ersten Endlosband 3 ist ein zweites Endlosband 9 gegenläufig derart zugeordnet, dass das Arbeitstrum 3' des ersten Endlosbandes 3 dem Arbeitstrum 9' des zweiten Endlosbandes gegenüberliegt, dort die Trums 3', 9' in der gleichen Richtung umlaufen und in diesem Bereich konisch aufeinander zu laufen. Dies ist wiederum durch mehrere Walzen 10, 11, 12, 12' des Endlosbandes 9 bewirkt, die am genannten Haltegestell drehbar gelagert sind.
[0012] Zwei der Walzen des ersten Endlosbandes 3, nämlich die Walzen 4 und 5 spannen das Endlosband 3 gegen das Endlosband 9, dessen Arbeitstrum 9' zwischen den Walzen 10, 11 gespannt gehalten ist. Dies heißt, dass die Walzen 4 und 5 das gespannt geführte Trum 3' des Endlosbandes 3 gegen das Trum 9' des Endlosbandes 9 von unten drücken. Damit tangieren die Trums 3', 9' der Endlosbänder 3, 9 die Umlenkwalzen 4, 5 nicht, sondern die Umlenkwalzen 4, 5 sind mit einem Anpresswinkel α von den Trums 3', 9' der Endlosbänder 3, 9 umschlungen. Die Umlenkwalzen 4, 5 sind dicht beieinander angeordnet und lassen zwischen sich soviel Platz, dass der Düsenbalken 2 mit der Absaugung 2' genügend Platz hat. Auf diese Weise ist die gelieferte und von dem Trum 3' des Endlosbandes 3 vorgetragene Faserbahn nicht nur zwischen den Trums 3', 9' der Endlosbänder 3 und 9 langsam verdichtet, sondern beim Netzen gepresst gehalten. Außerdem sind die Trums 3', 9' der Endlosbänder 3, 9 im Bereich der Absaugung 2' durch die Walzen 4, 5 nach unten abgestützt, so dass die Trums 3', 9' nicht dem Druck der Wasserstrahlen nach unten nachgeben können.
[0013] Das gleiche Prinzip ist beibehalten, wenn wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dargestellt zwei zusätzliche Walzen 13, 14 je eine ober- und eine unterhalb der Trums 3', 9' der Endlosbänder 3, 9 vor dem Düsenbalken 2 vorgesehen sind und diese die beiden Trums 3', 9' der Endlosbänder 3, 9 zwischen sich halten und dann derart miteinander verlagert sind, dass die beiden Walzen 13, 14 von den Trums 3', 9' der Endlosbänder 3, 9 mit dem Anpresswinkel a mäanderförmig umschlungen sind. Die Walze 4 kann das Trum 3' des Endlosbandes 3 unmittelbar vor dem Düsenbalken 2, 2' unten abstützen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein höherer Anpressdruck gegen das Vlies entstehen.
[0014] Bei der Vorrichtung nach der Fig. 3 sind die Umlenkwalzen 13, 14 etwas voneinander weg im Haltegestell angeordnet, die Walze 13 ist durch die Umlenkwalze 11 ersetzt, und die Düseneinheit 2", 2''' zwischen diesen Umlenkwalzen 14, 11 angeordnet. Eine weitere Umlenkwalze 15 kann der Walze 14 oberhalb der Trums 3' 9' der Endlosbänder 3, 9 zur weiteren Anpressung des einlaufenden Vlieses vorgesehen sein. Dies gilt auch für die Fig. 1, wo diese Walze 15 ebenfalls fakultativ dargestellt ist.
[0015] In der Fig. 4 ist auf die Bänder-Unterstützungswalze 5 verzichtet, so dass die Vorrichtung etwas kompakter gebaut werden kann.
[0016] In allen Ausführungsbeispielen ist der Kompaktiereinheit 1 ein weiterer Düsenbalken 16 mit Absaugung 16' zugeordnet, der für das frei auf dem ersten Endlosband 3' liegende genetzte Vlies zur unmittelbaren Vernadelung vorgesehen ist. Vorher ist also das obere zweite Endlosband 9 nach oben abgelenkt, so dass das Vlies oben nicht weiter abgedeckt ist. Der Düsenbalken 16 sollte auf jeden Fall noch dem ersten Endlosband 3 zugeordnet sein, damit das Vlies vor der Abnahme vom Band 3 eine größere Festigkeit hat. Weitere Vernadelungseinrichtungen 17 können folgen. Hier ist eine reine Bandvernadelung oder auch eine mit Vernadelungstrommeln möglich.
a) aus einem die Faserbahn (8) unterstützenden ersten Endlosband (3), das zwischen mindesten zwei Walzen (6, 6', 6") gespannt geführt und umgelenkt ist,
b) einem ebenfalls zwischen mindesten zwei Walzen (10, 11, 12, 12') gespannt geführten,
dem ersten Endlosband (3) zugeordneten gegenläufigen zweiten Endlosband (9), dessen
dem Arbeitstrum (3') des ersten Endlosbandes (3) gegenüber liegendes Arbeitstrum (9')
in der gleichen Richtung angetrieben umläuft wie das Arbeitstrum (3') des ersten Endlosbandes
(3),
wobei
c) die beiden Arbeitstrums (3', 9') der beiden Endlosbänder (3, 9) am Einlauf in ihrer Längserstreckung konisch aufeinander zu gerichtet sind, so dass die auf dem Arbeitstrum des ersten Endlosbandes liegende Faserbahn zwischen den vorlaufenden Endlosbändern zunehmend verdichtet wird,
d) einem den beiden miteinander umlaufenden Endlosbändern (3, 9) in einem nicht von einer Umlenkwalze unterstützten Bereich zugeordneten ersten Düsenbalken (2) mit ggf. einer Absaugung (2') zum z. B. nur Benetzen der Faserbahn und wobei
e) das erste Endlosband (3) im Bereich des ersten Düsenbalkens (2) von zumindest einer zusätzlichen Umlenkwalze (4, 5; 14) gegen das unmittelbar zugeordnete Trum (9') des zweiten Endlosbandes (9) zur stärkeren Anpressung der beiden miteinander vorlaufenden Trums (3', 9') der Endlosbänder (3, 9) gedrückt ist.
a) aus einem die Faserbahn (8) unterstützenden ersten Endlosband (3), das zwischen mindesten zwei Walzen (6, 6', 6") gespannt geführt und umgelenkt ist,
b) einem ebenfalls zwischen mindesten zwei Walzen (10, 11, 12, 12') gespannt geführten, dem ersten Endlosband (3) zugeordneten gegenläufigen zweiten Endlosband (9), dessen dem Arbeitstrum (3') des ersten Endlosbandes (3) gegenüber liegendes Arbeitstrum (9') in der gleichen Richtung angetrieben umläuft wie das Arbeitstrum (3') des ersten Endlosbandes (3), wobei
c) die beiden Arbeitstrums (3', 9') der beiden Endlosbänder (3, 9) am Einlauf in ihrer Längserstreckung konisch aufeinander zu gerichtet sind, so dass die auf dem Arbeitstrum des ersten Endlosbandes liegende Faserbahn zwischen den vorlaufenden Endlosbändern zunehmend verdichtet wird,
d) einem den beiden miteinander umlaufenden Endlosbändern (3, 9) in einem nicht von einer Umlenkwalze unterstützten Bereich zugeordneten ersten Düsenbalken (2) mit ggf. einer Absaugung (2') zum z. B. nur Benetzen der Faserbahn und wobei
f) das zweite Endlosband (9) im Bereich des ersten Düsenbalkens (2) von zumindest einer zusätzlichen Umlenkwalze (11, 13, 15) gegen das unmittelbar zugeordnete Trum (3') des ersten Endlosbandes (3) zur stärkeren Anpressung der beiden miteinander vorlaufenden Endlosbänder (3, 9) gedrückt ist.
a) a first endless belt (3), which supports the fibrous web (8) and is guided and deflected in a tensioned manner between at least two rollers (6, 6', 6"),
b) a second endless belt (9), which is also guided in a tensioned manner between at least two rollers (10, 11, 12, 12'), is associated with the first endless belt (3) and travels in the opposite direction, the working portion (9') of which second belt situated opposite the working portion (3') of the first endless belt (3) rotates in a driven manner in the same direction as the working portion (3') of the first endless belt (3), wherein
c) the two working portions (3', 9') of the two endless belts (3, 9) at the inlet are orientated converging towards each other, when viewed with respect to their longitudinal extension, so that the fibrous web, lying on the working portion of the first endless belt, becomes increasingly compressed between the advancing endless belts,
d) a first nozzle bar (2), which is associated with the two co-rotating endless belts (3, 9) in a region not supported by a guide roller, said nozzle bar being provided with possibly one suction means (2') for, for example, only wetting the fibrous web, and wherein
e) the first endless belt (3) is pressed in the region of the first nozzle bar (2) by at least one additional guide roller (4, 5; 14) against the directly associated portion (9') of the second endless belt (9) for the more intensive compression of the two portions (3', 9'), which advance together, of the endless belts (3, 9).
a) a first endless belt (3), which supports the fibrous web (8) and is guided and deflected in a tensioned manner between at least two rollers (6, 6', 6"),
b) a second endless belt (9), which is also guided in a tensioned manner between at least two rollers (10, 11, 12, 12'), is associated with the first endless belt (3) and travels in the opposite direction, the working portion (9') of which second belt situated opposite the working portion (3') of the first endless belt (3) rotates in a driven manner in the same direction as the working portion (3') of the first endless belt (3), wherein
c) the two working portions (3', 9') of the two endless belts (3, 9) at the inlet are orientated converging towards each other, when viewed with respect to their longitudinal extension, so that the fibrous web, lying on the working portion of the first endless belt, becomes increasingly compressed between the advancing endless belts,
d) a first nozzle bar (2), which is associated with the two co-rotating endless belts (3, 9) in a region not supported by a guide roller, said nozzle bar being provided with possibly one suction means (2') for, for example, only wetting the fibrous web, and wherein
f) [e)?]the second endless belt (9) is pressed in the region of the first nozzle bar (2) by at least one additional guide roller (11, 13, 15) against the directly associated portion (3') of the first endless belt (3) for the more intensive compression of the two endless belts (3, 9) which advance together.
a) d'une première bande continue (3) soutenant la nappe fibreuse (8), guidée et détournée de manière tendue entre au moins deux tambours (6, 6', 6''),
b) d'une deuxième bande continue (9) opposée, guidée elle aussi de manière tendue entre au moins deux tambours (10, 11, 12, 12'), raccordée à la première bande continue (3) et dont le brin de travail (9' ) opposé au brin de travail (3') de la première bande continue (3) tourne en étant entraîné dans la même direction que le brin de travail (3') de la première bande continue (3),
c) les deux brins de travail (3', 9') des deux bandes continues (3, 9) situées à l'entrée étant dirigés l'un vers l'autre de manière conique, dans le sens de leur extension longitudinale, de telle sorte que la nappe fibreuse reposant sur le brin de travail de la première bande continue soit de plus en plus compressée entre les bandes continues avec chasse vers l'avant,
d) d'une première poutre à tuyères (2) raccordée, dans un segment non soutenu par un tambour de déviation, aux deux bandes continues (3, 9), et dotée le cas échéant d'une aspiration (2') destinée par exemple uniquement à la réticulation de la nappe fibreuse et
e) la première bande continue (3) étant pressée, dans la zone de la première poutre à tuyères (2), par au moins un tambour de déviation supplémentaire (4, 5 ; 14) contre le brin (9') de la deuxième bande continue (9) directement raccordé en vue de comprimer davantage les deux brins (3', 9') des bandes continues (3, 9) faisant chasse vers l'avant l'un avec l'autre.
a) d'une première bande continue (3) soutenant la nappe fibreuse (8), guidée et détournée de manière tendue entre au moins deux tambours (6, 6', 6''),
b) d'une deuxième bande continue (9) opposée guidée elle aussi de manière tendue entre au moins deux tambours (10, 11, 12, 12'), raccordée à la première bande continue (3) et dont le brin de travail (9') opposé au brin de travail (3') de la première bande continue (3) circule en étant entraîné dans la même direction que le brin de travail (3') de la première bande continue (3),
c) les deux brins de travail (3', 9') des deux bandes continues (3, 9) situées à l'entrée ont été dirigés l'un vers l'autre, de façon conique, dans le sens de leur extension longitudinale, et de telle sorte que la nappe fibreuse reposant sur le brin de travail de la première bande continue soit compressée de plus en plus entre les bandes continues avec chasse vers l'avant,
d) d'une poutre à tuyères (2) raccordée, dans un segment non soutenu par un tambour de déviation, aux deux bandes continues (3, 9) circulant l'une avec l'autre, et dotée le cas échéant d'une aspiration (2') destinée par exemple uniquement à la réticulation de la nappe fibreuse et
e) la deuxième bande continue (9) étant, dans la zone de la première poutre à tuyères (2), compressée par au moins un tambour de déviation supplémentaire (11, 13, 15) contre le brin (3') de la première bande continue (3) directement raccordé en vue de comprimer davantage les deux bandes continues (3, 9) faisant chasse vers l'avant l'une avec l'autre.