[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zur aerodynamischen Vliesbildung nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0003] Die aerodynamische Vliesbildung wird vorzugsweise für solche Fasern eingesetzt, die
aufgrund z.B. ihres Staub- und Schmutzanteils oder wegen der geringen Faserlängen
mit Karden oder Krempeln nicht gut verarbeitet werden können. Auch eignen sich die
aerodynamischen Verfahren besonders zur Bildung schwerer Vliese mit Flächenmassen
von 500 bis 3000 g/m
2, die gegebenenfalls ohne weitere Zwischenbehandlung verfestigt werden können, beispielsweise
durch Vernadelung, Wasserstrahltechnik oder Thermobondierung. Es ist bekannt, dass
aufgrund der Natur dieser Technik in den Vliesen nicht dieselben Gleichmäßigkeiten
erreicht werden können wie bei kardierten, kreuzgelegten Vliesen, doch kann dieses
angesichts des vorgesehenen Einsatzzweckes dieser aerodynamisch gebildeten Vliese
hingenommen werden.
[0004] Nach "Vliesstoffe", siehe Seiten 86/87, besitzen die vom Faseröffner weitgehend aufgelösten
aerodynamisch abgelegten Fasern im Gegensatz zu den gelegten, längs- oder querorientierten
Fasern eine annähernd isotrope Anordnung in der Vliesfläche, d.h. eine etwa gleich
große Festigkeit in allen Richtungen. Allerdings haben die Luftströmungsverhältnisse,
die Luftgeschwindigkeit, Turbulenzen, Wirbelbildung usw. im Bereich der Faserablage
Einfluss auf die Faserorientierung. Man muss also diese Parameter in Betracht ziehen,
wenn man zu befriedigenden Ergebnissen kommen will. Auch die Dicke des zu bildenden
Vlieses bestimmt die Strömungsverhältnisse.
[0005] Einen großen Einfluss auf den Strömungsverlauf hat die Luftdurchlässigkeit der Trommelumfangsfläche,
die mit der erzeugten Faserlage und dem sich daraus bildenden Vlies in Kontakt ist.
Die Öffnungen in der Trommeloberfläche müssen bei der Verarbeitung feiner Fasern genügend
klein sein, um einen Durchgang von Fasern weitestgehend auszuschließen, und dabei
eine Verteilungsdichte aufweisen, die dem die Fasern tragenden Luftvolumen angepasst
ist. Bei der Verarbeitung grober Fasern müssen stärkere Luftströmungen als bei feinen
Fasern eingesetzt und von Vliesablage und Trommel abgeführt werden. Die Löcher in
der Trommeloberfläche können dann größer und dichter verteilt sein. Die Maschine ist
also umzurüsten, wenn man für jede Faserart optimale Verhältnisse schaffen will. Das
ist insbesondere hinsichtlich der Trommel zeit- und kostenaufwändig.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs genannten Art
anzugeben, die auf einfache Weise eine Anpassung an die zu erstellende Vliesart ermöglicht.
[0007] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0008] Erfindungsgemäß umfasst die Maschine zur aerodynamischen Vliesbildung wenigstens
eine Lieferwalze zum Anliefern von Fasern, einen Strömungskanal zum Weitertransport
der von der wenigstens einen Lieferwalze angelieferten Fasern mittels eines Luftstroms,
eine vorzugsweise luftdurchlässige und hintersaugte, umlaufend bewegte Vliesunterlage
stromabwärts der Lieferwalze in einem Ausgangsbereich des Strömungskanals, und eine
im Abstand gegenüber der Vliesunterlage angeordnete, vorzugsweise hintersaugte, mit
mindestens einem Loch in ihrem Mantel versehene Trommel, die mit der Vliesunterlage
einen Spalt bildet. Dabei ist die Trommel in einem der Vliesunterlage gegenüber liegenden
Umfangsbereich von einem umlaufenden Siebband umschlungen, dessen Länge größer ist
als der Umfang der Trommel.
[0009] Im Gegensatz zu den bekannten Maschinen verwendet die vorliegende Erfindung keine
Trommel, deren Mantel das Sieb selbst bildet. Deshalb wird hier, anders als im Stand
der Technik, nicht mehr von einer Siebtrommel gesprochen. Vielmehr verwendet die Erfindung
eine einfache Trommel mit gelochtem Mantel, der kein Sieb zu sein braucht, und ergänzt
diese durch ein zusammen mit ihr umlaufendes Siebband, dessen Länge größer ist als
der Umfang der Trommel. Dieses im Weiteren hier mit "oberes Siebband" bezeichnete
Siebband begleitet die Trommel wenigstens im Bereich der Faserablage, wo die Luft,
die die Fasern transportiert, aus der sich abscheidenden Vliesschicht abgezogen werden
muss. Das obere Siebband hat aber auch Bereiche, in denen es von der Mantelfläche
der Trommel gelöst ist. Dies ermöglicht es, das obere Siebband leicht auszutauschen,
damit es immer an die zu verarbeitenden Fasern bzw. die zu erzeugende Vliesart in
besonderer Weise angepasst ist, beispielsweise durch das Maß seiner Luftdurchlässigkeit,
seine Maschenweite und seine Oberflächenstruktur. Der Trommelmantel selbst kann eine
Luftdurchlässigkeit aufweisen, die dem größten zu bewältigenden Luftvolumen Rechnung
trägt. Auf Feinheit der Öffnungen braucht nicht geachtet zu werden, da die entsprechende
Siebfunktion vom oberen Siebband übernommen wird. Das obere Siebband bringt weiterhin
den Vorteil mit sich, dass es im Vergleich zu einem Trommelmantel an einem gegebenenfalls
räumlich weiter abgesetzten Ort leichter gereinigt, d.h. von Fasern befreit, werden
kann, beispielsweise durch Luftgegenströmung.
[0010] Bei gattungsgemäßen Maschinen befinden sich Leiteinrichtungen zwischen einer die
Fasern in den Luftstrom abgebenden Lieferwalze und dem Ort der Vliesbildung zwischen
der Trommel und einer Vliesablage. Diese Leiteinrichtungen begrenzen den Strömungskanal,
in den die von der Lieferwalze abgegebenen Fasern eingetragen werden. Sie sind im
Allgemeinen Bleche, die sich bis nahe an die Oberfläche von Trommel bzw. Vliesunterlage
erstrecken. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich das obere Siebband
auch über die dem Strömungskanal zugewandte Oberfläche der auf Seiten der Trommel
befindlichen Leiteinrichtung. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise der Spalt zwischen
dieser Leiteinrichtung und der Trommel überbrückt und eine Faseransammlung darin vermieden.
[0011] Vorzugsweise ist die vorgenannte Leiteinrichtung mit Luftdurchgangslöchern versehen
und einstellbar hintersaugt, wenn das obere Siebband über die Leiteinrichtung geführt
ist.
[0012] Wenn die auf Seiten der Trommel befindliche Leiteinrichtung sich stromaufwärts über
die Lieferwalze hinaus erstreckt und in ihrer Lage einstellbar ist, besteht die Möglichkeit,
die Breite des die Fasern transportierenden Luftströmungskanals zu verändern.
[0013] Von besonderem Vorteil ist ferner, wenn die auf Seiten der Trommel befindliche Leiteinrichtung
von einem Konturblech gebildet ist, das quer zur Luftströmungsrichtung konvex gekrümmt
ist. Hierdurch verengt sich der Luftströmungskanal in Richtung auf den Spalt zwischen
der Trommel und der Vliesunterlage.
[0014] Es ist von besonderem Vorteil, wenn das Konturblech an Halteeinrichtungen befestigt
ist, die Verstelleinrichtungen aufweisen, mit denen die Krümmung des Konturblechs
und/oder sein Abstand in Bezug auf die Vliesunterlage und/oder die Lieferwalze verändert
werden kann. Hierdurch lassen sich Länge und Breite des Luftströmungskanals beeinflussen.
[0015] Weitere Beeinflussungsmöglichkeiten für die Faserablage ergeben sich, wenn in der
Trommel eine Absaugblende angeordnet ist, die tangential einstellbar gehalten ist.
Hierdurch lässt sich der Ort der Luftabsaugung im Bereich des Spalts zwischen der
Vliesunterlage und der Trommel verändern.
[0016] Die Vliesunterlage selbst ist vorzugsweise ein umlaufendes zweites Siebband.
[0017] Zusammengenommen ergibt sich eine Vielzahl von Möglichkeiten, mit denen die Aerodynamik
zwischen der Lieferwalze und der Faserablage beeinflusst werden können, um der Art
der jeweils zu verarbeitenden Fasern und der Dicke und Kompaktheit des herzustellenden
Vlieses Rechnung tragen zu können.
[0018] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf in den Zeichnungen schematisch
dargestellte vorteilhafte Ausführungsbeispiele näher erläutert.
- Fig. 1
- ist eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
- Fig. 2
- ist eine schematische Seitenansicht einer weitergebildeten Ausführungsform der Erfindung,
und
- Fig. 3
- ist eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung mit
verkürztem Einströmungskanal.
[0019] Fig. 1 zeigt von der Seite nur die wesentlichen Elemente einer erfindungsgemäßen
Maschine zur aerodynamischen Vliesbildung. Man erkennt von links kommend ein gegenläufig
zueinander angetriebenes Einzugswalzenpaar 1 mit nachfolgender Öffnerwalze 2, die
eine Drehrichtung im und gegen den Uhrzeigersinn annehmen kann. Ihr folgt eine Lieferwalze
3 größeren Durchmessers, die mit einer Ganzstahlgarnitur versehen ist und mit hoher
Drehzahl umläuft. Die Lieferwalze 3 ist von einer Mulde 4 abgedeckt und gibt den ihr
zugeführten Fasermassenstrom (nicht dargestellt) zentrifugal auf ca. 14 Uhr in einen
Strömungskanal 5 ab, der sich von einem Ort stromaufwärts der Lieferwalze 3 kommend
erstreckt.
[0020] Im Strömungskanal 5 werden die von der Lieferwalze 3 abgegebenen Fasern (nicht dargestellt)
durch einen Luftstrom in Richtung einer weiter stromabwärts angeordneten Vliesunterlage
6 transportiert, um darauf abgelegt zu werden. Die Vliesunterlage 6 ist im dargestellten
Beispielsfall als unteres Siebband ausgebildet, das umlaufend angetrieben und in einem
Faserablagebereich 6a vorzugsweise untersaugt ist, wie dort durch eine Reihe vertikal
nach unten weisender Pfeile angedeutet ist. Es ist aber auch eine luftundurchlässige
Gestaltung der Vliesunterlage 6 denkbar.
[0021] Der Vliesunterlage 6 steht im Abstand unter Ausbildung eines Spaltes eine Trommel
7 gegenüber. In ihrem Innern ist eine Absaugblende 8 angeordnet, die tangential eingestellt
werden kann, wie durch in zwei Richtungen weisende Pfeile A angedeutet ist. Durch
Verstellung dieser Absaugblende 8 ist ein Absaugbereich 7a, der in der Zeichnung durch
eine Reihe in die Trommel 7 hinein weisender Pfeile verdeutlicht ist, in Umfangsrichtung
der Trommel 7, d.h. tangential, verstellbar. Die Trommel 7 kann aber auch nur einen
Luftaustrittskanal ohne Absaugung aufweisen.
[0022] Zusätzlich zur oder anstelle der Ansaugwirkung durch die hintersaugte Vliesunterlage
6 und den hintersaugten Absaugbereich 7a der Trommel 7 kann im Betrieb von einer hier
nicht dargestellten Einrichtung ein Luftstrom von oben in den Strömungskanal 5 eingeblasen
werden.
[0023] Stromaufwärts der Trommel 7 ist, der Lieferwalze 3 gegenüberliegend, eine Leiteinrichtung
in Form eines ersten Konturblechs 9 angeordnet. Das erste Konturblech 9 erstreckt
sich von einem Einströmungsbereich bis in die Nähe der Trommel 7, wo sie im Wesentlichen
tangential zu dieser verläuft. Im dargestellten Beispiel ist das erste Konturblech
9 im Einströmungsbereich konvex gekrümmt, so dass sich der Strömungskanal 5 vom Einströmungsbereich
ausgehend in Richtung auf die Lieferwalze 3 verengt.
[0024] Im Bereich zwischen der Lieferwalze 3 und dem Absaugbereich 6a des unteren Siebbandes
6 ist der Strömungskanal 5 auf Seiten der Lieferwalze 3 von einer zweiten Leiteinrichtung
10 begrenzt, die ein zweites Konturblech sein kann.
[0025] Die Trommel 7 ist auf einem Teilbereich ihres Mantels, der wenigstens den Absaugbereich
7a umfasst, von einem oberen Siebband 11 umschlungen, dessen Länge größer ist als
der Umfang der Trommel 7. Dieses Siebband 11 läuft über mehrere Umlenkwalzen und wenigstens
eine Antriebswalze (ohne Bezugszeichen) zusammen mit der Trommel 7 um. Ebenso ist
es denkbar, dass die Trommel 7 stationär ausgebildet ist und nur das Siebband 11 um
die Trommel 7 umläuft. In letzterem Fall ist es nicht zwangsläufig notwendig, dass
der Mantel der Trommel 7 mehrere Löcher aufweist, sondern er kann auch ein einziges
großes Loch bzw. eine Öffnung im Absaugbereich 7a aufweisen, das vom Siebband 11 überspannt
wird.
[0026] Im dargestellten Beispiel begleitet das obere Siebband 11 das untere Siebband 6 etwa
parallel auf einem Teilbereich von dessen Länge und bildet mit ihm eine Vliesquetschzone
12, womit der Abtransport des erzeugten Vlieses (nicht dargestellt) durch ein gewisses
Maß an Zug unterstützt werden kann. Am stromabwärtigen Ende der Vliesquetschzone 12
läuft das obere Siebband 11 um eine Umlenkwalze 13, die vorzugsweise höhenverstellbar
gelagert ist (wie durch den Doppelpfeil B angedeutet ist), wodurch sich die Vliesquetschzone
12 derart gestalten lässt, dass sie sich stromabwärts erweitert. Auch ist es denkbar,
das obere Siebband 11 im Bereich der Vliesquetschzone 12 rückseitig durch ein weiteres
Konturblech abzustützen, das der Vliesquetschzone ein entsprechend vorbestimmtes Profil
in Längsrichtung verleiht.
[0027] Wie Fig. 1 auch zeigt, ist auf der dem Strömungskanal 5 abgewandten Seite das erste
Konturblech 9 mit einer Verstelleinrichtung 14 verbunden, die vorzugsweise mechanisch
(z.B. über motorisch betriebene Spindelelemente) oder hydraulisch betätigt ist und
dazu dient, die Krümmung des ersten Konturblechs 9 zu verstellen, um dadurch die Strömungsverhältnisse
im Strömungskanal 5 zu beeinflussen. Mit ähnlichen Einrichtungen kann auch das zweite
Konturblech 10 verbunden sein, was in der Zeichnung jedoch nicht explizit dargestellt
ist. Ebenso ist eine Linearverschiebung eines oder beider Konturbleche 9, 10 als Ganzes
denkbar.
[0028] Die Trommel 7 und alle ihr zugehörigen Elemente, einschließlich des Siebbandes 11,
sind in einem die gesamte Konstruktion haltenden, in der Zeichnung aus Übersichtlichkeitsgründen
nicht dargestellten Maschinengestell senkrecht zur Erstreckungsrichtung des unteren
Siebbandes 6 verstellbar gehalten, um die Dicke des zu bildenden Vlieses beeinflussen
zu können. Dieses ist durch den Doppelpfeil C in Fig. 1 symbolisiert.
[0029] Im Betrieb der Maschine wird dem Einzugswalzenpaar 1 Fasermaterial zugeführt, von
wo es zur Öffnerwalze 2 gelangt, die die Flocken auflöst und die Fasern der mit einer
Ganzstahlarmatur versehenen Lieferwalze 3 übergibt. Die Lieferwalze 3 rotiert mit
hoher Drehzahl und schleudert die Fasern in den Strömungskanal 5 aus, beispielsweise
mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 3000 m/min, wo sie von der darin herrschenden
Luftströmung mitgerissen und im Faserablagebereich 6a auf das die Vliesunterlage 6
bildende untere Siebband 6 abgelegt werden. Die in dem Faser-/Luftgemisch enthaltene
Luft entweicht durch das sich legende Vlies und das untere Siebband 6 hindurch nach
unten sowie durch das obere Siebband 11 und den Mantel der Trommel 7 im Absaugbereich
7a nach oben in den Innenraum der Trommel 7 hinein. Das Vlies hingegen wird von den
beiden Siebbändern 6 und 11 im in der Zeichnung dargestellten Beispiel nach rechts
abgezogen und kann schließlich vom unteren Siebband 6 abgenommen werden.
[0030] Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform ist eine vorteilhafte Weiterbildung der
Ausführungsform von Fig. 1. Sie unterscheidet sich von dieser dadurch, dass das obere
Siebband 11 nicht nur die Trommel 7 umschlingt, sondern auch noch über die dem Strömungskanal
5 zugewandte Oberfläche der auf Seiten der Trommel 7 gelegenen Leiteinrichtung (Konturblech)
9 geführt ist. Auf diese Weise trägt das obere Siebband 11 schon im Strömungskanal
5 zum Fasertransport bei. Weiterhin überbrückt das obere Siebband 11 in vorteilhafter
Weise den Spalt zwischen dem Konturblech 9 und der Trommel 7, so dass an dieser Stelle
Faseransammlungen vermieden sind.
[0031] Das über die Oberfläche des Konturblechs 9 geführte Siebband 11 ermöglicht es ferner,
das Konturblech 9 als perforiertes Blech auszuführen und von seiner Rückseite her
zu hintersaugen, beispielsweise mit Hilfe einer Unterdruckkammer (nicht dargestellt),
wodurch die Vliesbildung schon vor der Ablage auf dem unteren Siebband 6 eingeleitet
werden kann. Es versteht sich, dass die übrigen Einstellmerkmale, die am Beispiel
der Fig. 1 beschrieben worden sind, auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 verwirklicht
sein können.
[0032] Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Sie ist in Bezug auf die
Führung des oberen Siebbandes 11 mit der zweiten Ausführungsform insofern vergleichbar,
als das obere Siebband 11 wieder über die dem Strömungskanal 5 zugewandte Oberfläche
der auf Seiten der Trommel 7 gelegenen Leiteinrichtung 9 läuft, die wieder von einem
in der Krümmung verstellbaren Konturblech gebildet ist. Allerdings hat dieses Konturblech
9 eine gegenüber der Ausführungsform von Fig. 2 verkürzte Länge. Indessen ist erkennbar,
dass die Leiteinrichtung 10, die sich zwischen der Lieferwalze 3 und dem Ablagebereich
6a des unteren Siebbandes 6 erstreckt, in Bezug auf den Strömungskanal 5 konkav ausgebildet
ist. Mit dieser Ausführungsform soll gezeigt werden, dass es mannigfaltige Möglichkeiten
gibt, die Strömung im Strömungskanal 5 durch äußere Parameter, wie insbesondere die
Gestalt der die Strömung leitenden Einrichtungen, zu beeinflussen. Dazu kann dem genannten
zweiten Konturblech 10 eine der Verstelleinrichtung 14 des ersten Konturblechs 9 vergleichbare
Verstelleinrichtung zugeordnet sein. Diese Verstelleinrichtungen ermöglichen es, die
Strömungsverhältnisse sogar im Betrieb der Maschine zu beeinflussen.
[0033] Schließlich könnte allgemein auch nur das Siebband 11 die obere Begrenzung des Strömungskanals
5 bilden. Ein Konturblech 9 muss nicht zwangsläufig vorgesehen sein.
1. Maschine zur aerodynamischen Vliesbildung aus Fasern, mit
wenigstens einer Lieferwalze (3) zum Anliefern von Fasern,
einem Strömungskanal (5) zum Weitertransport der von der wenigstens einen Lieferwalze
(3) angelieferten Fasern,
einer umlaufend bewegten Vliesunterlage (6) stromabwärts der Lieferwalze (3) in einem
Ausgangsbereich des Strömungskanals (5), und
einer im Abstand gegenüber der Vliesunterlage (6) angeordneten, mit mindestens einem
Loch in ihrem Mantelbereich versehenen Trommel (7), die mit der Vliesunterlage (6)
einen Spalt bildet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Trommel (7) in einem der Vliesunterlage (6) gegenüber liegenden Umfangsbereich
von einem umlaufenden Siebband (11) umschlungen ist, dessen Länge größer ist als der
Umfang der Trommel (7).
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (5) in seinem oberen Bereich zumindest teilweise durch eine Leiteinrichtung
(9) begrenzt ist, die als Konturblech oder Lochblech ausgestaltet ist.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (9) quer zur Luftströmungsrichtung konvex gebogen ist.
4. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (5) in seinem oberen Bereich zumindest teilweise durch einen Abschnitt
des Siebbandes (11) begrenzt ist.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebband (11) sich über die dem Strömungskanal (5) zugewandte Oberfläche einer
auf Seiten der Trommel (7) befindlichen Leiteinrichtung (9), die als Konturblech oder
Lochblech ausgebildet ist, erstreckt.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der Leiteinrichtung (9) eine oder mehrere Absaugkammern angeordnet sind.
7. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (9) an Halteeinrichtungen befestigt ist, die Verstelleinrichtungen
(14) zum Verstellen ihrer Krümmung oder ihres Abstandes in Bezug auf die Vliesunterlage
(6) oder die Lieferwalze (3) aufweisen.
8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (5) auf Seiten der Lieferwalze (3) zwischen dieser und der Vliesunterlage
(6) von einem quer zur Strömungsrichtung konkav gebogenen zweiten Konturblech (10)
begrenzt ist.
9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Konturblech (10) an Halteeinrichtungen befestigt ist, die Verstelleinrichtungen
zum Verstellen seiner Krümmung aufweisen.
10. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trommel (7) eine Absaugblende (8) angeordnet ist, die tangential einstellbar
gehalten ist.
11. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen der Abstand zwischen der Trommel (7) und
der Vliesunterlage (6) verstellbar ist.
12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebband (11) stromabwärts der Trommel (7) auf einem Teilstück in etwa gleicher
Richtung wie die Vliesunterlage (6), mit dieser einen Vliesquetschbereich (12) bildend,
geführt ist.
13. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebband (11) in dem Vliesquetschbereich (12) parallel zur Vliesunterlage (6)
geführt ist.
14. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebband (11) am stromabwärtigen Ende des Vliesquetschbereichs (12) um eine Umlenkwalze
(13) geführt ist, deren Abstand von der Vliesunterlage (6) verstellbar ist.
15. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vliesunterlage (6) ein umlaufendes zweites, unteres Siebband ist.