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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer absorbierenden Faserschicht
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer
absorbierenden Faserschicht.
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Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen bekannt, Faserschichten
größerer Dicke herzustellen.
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Beispielsweise werden derartige Faserschichten dadurch hergestellt,
daß die einzelnen Fasern mittels eines Luftstromes auf ein endloses umlaufendes
Siebtuch mit von unten wirkender Luftabsaugung abgelagert werden. Es ist auch bekannt,
die Fasern durch einen Luftstrom zwischen zwei endlose, umlaufende, zum Auslaß hin
konvergierende Siebtücher zu blasen, so daß die entstehende Faserschicht gleichzeitig
allmählich verdichtet wird.
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Bei allen diesen bekannten Verfahren und den dazu benutzten Vorrichtungen
werden nur glatte Faserschichten. db. Wattetafeln od. dgl., erzeugt. Für bestimmte
Zwecke ist es aber erwünscht, Faserschichten mit nicht glatten Oberflächen zu haben,
bei denen mindestens eine Oberfläche Vertiefungen aufweist. Solche Faserschichten
dienen beispielsweise dafür, um aus ihnen absorbierende Kissen oder Polster für
sanitäre Zwecke herzustellen.
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Man hat derartige Vertiefungen schon nachträglich in glatte Faserschichten
eingepreßt. Dies hat aber den Nachteil, daß die Faserschicht an den gepreßten Stellen
verdichtet wird, wodurch die Saugfähigkeit der ganzen Schicht oder eines daraus
hergestellten Kissens erheblich vermindert wird.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung
einer absorbierenden Faserschicht wobei durch ziellose Ablagerung von Fasern oder
eine Ablagerung aufs Geratewohl mittels eines Luftstromes die Faserschicht erzeugt
wird. Gemäß der Erfindung werden gleichzeitig mit der Bildung der Faserscllicht
Oberflächenvertiefungen in ihr geformt.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann die Faserschicht im Laufe
ihrer Bildung und Vorwärtsbewegung in der Herstellungsvorrichtung, wie an sich bekannt,
auch einem fortschreitend zunehmenden Druck unterworfen, also gleichmäßig im ganzen
verdichtet werden.
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Aus der so gebildeten fertigen Schicht lassen sich nachträglich Kissen
abtrennen, in denen sich die Oberflächenvertiefungen erfindungsgemäß in Längsrichtung
der einzelnen Kissen erstrecken können.
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Das Verfahren und die zur Ausführung desselben dienenden Vorrichtungen
gemäß Erfindung haben gegenüber den bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen
noch den Vorteil, daß die Abscheidung des Fasermaterials aus dem Luftstrom erleichtert
wird; außerdem werden, wie nachfolgend noch im einzelnen erklärt wird, in den Vorrichtungen
gemäß Erfindung Unregelmäßigkeiten im Herstellungsprozeß durch den Selbstausgleich
verschiedener Faktoren und den Wechsel der Faserschichtbildungsstelle in einem genügend
großen Bereich selbsttätig ausgeglichen.
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Weiterhin werden auch Verstopfungen der Siebe, auf welchen sich die
Faserschicht bildet, dadurch vermieden, daß Teile der Siebe feststehen und andere
Teile relativ dazu beweglich sind.
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Die Vorrichtungen gemäß Erfindung können auch so ausgeWldet sein,
daß das sich auf dem Sieb ablagernde Fasermaterial in seitlicher Richtung so begrenzt
ist, daß an der Faserschicht scharfe Seitenkanten erzeugt werden und daß, wenn gewünscht,
das Ausmaß der pneumatischen Schleuderung des Materials an die Schicht an der Stelle
der Schichtbildung regelbar ist, so daß eine Faserschicht erzeugt wird, deren Eigenschaften
sie besonders für die Herstellung von Monatsbindenkissen od. dgl. geeignet machen.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten des Verfahrens und der Vorrichtungen
gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor,
die beispielsweise Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß Erfindung darstellen.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß Erfindung zur Bildung einer
Faserschicht in Seitenansicht und teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Längsschnitt
durch das Austrittsende einer abgeänderten Ausführungsform der Vorrichtung nach
Fig. 1, Fig. 3 die schaubildliche Darstellung eines Satzes aufeinanderfolgender
Luftansaugdüsen, die dazu verwendet werden, das die Faserschicht bildende Material
mittels
Luft an die Stelle zu fördern, wo die Faserschicht gebildet wird, Fig. 4 einen Längsschnitt
in vergrößertem Maßstab durch ein Paar Förderer, die in der Vorrichtung nach Fig.
1 zur Bildung der Faserschicht verwendet werden, Fig. 5 einen Schnitt auf Linie
5-5 nach Fig. 4, Fig. 6 das Austrittsende eines in Fig. 4 dargestellten Förderers
in Draufsicht, Fig. 7 Teile eines luftdurchlässigen Fördersiebes in schaubildlicher,
stark vergrößerter Darstellung, Fig. 8 ein in vergrößertem Maßstab schaubildlich
dargestelltes Monatsbindenkissen, welches aus einer gemäß Erfindung hergestellten
Faserschicht ausgestanzt ist, Fig. 9 einen Schnitt auf Linie 9-9 nach Fig. 8.
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Eine Bahn 10 aus Papierzeug, die von einer Lieferwalze 11 abgezogen
wird, wird durch die Zuführvorrichtung 12 in das Schlagwerk 13 eingeführt, wo die
Zeugfasern in der üblichen Weise voneinander getrennt werden.
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Der Einlaß des Gebläses 14 ist mit dem Schlagwerk 13 durch ein Rohr
15 verbunden, das vom unteren Teil des Schlagwerks in den mittleren Teil des Gebläses
führt. Das tangentiale Auslaßrohr 16 des Gebläses führt zu einer oder mehreren Ansaugdüsen
17, 18, 19, die den Strom der Luft und der mitgeführten Fasern fortschreitend verbreitern
und abflachen. Wie Fig. 3 zeigt, ist der Einlaß der ersten Düse 17 kreisförmig und
weist einen etwas größeren Durchmesser auf als das Rohr 16. Der Auslaß der Düse
17 weist geringere Höhe, aber größere Breite auf, wie bei 20 in Fig. 1 angedeutet.
Das Austrittsende 21 der Düse 19 ist noch breiter und flacher. Es wurde gefunden,
daß durch eine solche Aufeinanderfolge von Düsen, von denen jede etwas äußere Luft
aufnimmt, der Luftstrom sehr breit und flach gemacht werden kann, ohne daß eine
Verstopfung eintritt. Vermutlich werden durch die rund um jede der Düsen eintretende
Zusatzluft, die durch die Saugwirkung des die Düse passlierenden Förderstromes eingesaugt
wird, die Fasern in der Schwebe und außer Berührung mit der Wand der Düse gehalten,
wodurch eine Reibung der Fasern an der Wand vermieden wird.
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Aus der letzten Düse tritt ein Förderstrom aus, der nicht nur flach,
sondern auch so breit ist, daß er sich über einen wesentlichen Teil der Breite der
die Faserschicht bildenden Siebe erstreckt. Diese Siebe sind in den Fig. 4 bis 7
dargestellt. Jedes Sieb umfaßt eine Reihe von parallelen, feststehenden Stangen
22, die sich in der Längsrichtung der Faserschicht erstrecken, in welche die Zeugfasern
zwischen oberen und unteren Reihen solcher Stangen hineingeschlendert werden. Zur
Vervollständigung des Siebes werden die Stangen 22 von in der Längsrichtung im Abstand
voneinander angeordneten und in der Ouerrichtung sich erstreckenden Stangen 23 überspannt,
die vorzugsweise halbrund sind, wie Fig. 7 im Schnitt zeigt. Die ebenen Flächen
24 der halbrunden oder halbelliptischen Stangen 23 liegen auf den Kanten der Längs
stangen 22 auf. Die entgegengesetzten Enden der halbrunden Stangen 23 sind mit Kettengliederelementen
25 versehen, die gelenkig miteinander verbunden sind, um Förderketten zu bilden,
die über Kettenräder 26 laufen. Diese Kettenräder sind auf Querwellen 27 und 28
befestigt, die auf entgegengesetzten Seiten des Maschinenrahmens in Trägern 29 und
30 gelagert sind. Die in der Längsrichtung sich erstreckenden Stangen 22 werden
von Querbolzen 31 getragen. Die Stangen, die mit den Querbolzen des oberen Förderers
verbunden sind, sind vorzugs-
weise am Austrittsende der Maschine gegen die Stangen
des unteren Förderers geneigt. Wie Fig. 4 zeigt, sind daher die Mittelpunkte der
Kettenräder für die Förderketten am Eintrittsende weiter voneinander entfernt als
am Austrittsende.
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Innerhalb des Bereiches jedes Förderers ist eine Unterdruckkammer
angeordnet. In den Fig. 4 und 5 ist die obere Unterdruckkammer mit 33 und die untere
Unterdruckkammer mit 34 bezeichnet. Die Unterdruckkammern sind zweckmäßig mit ebenen
Rändern 35 versehen, die durch Auswärtsbiegen eines Flansches gebildet werden können,
wie die Fig. 5 und 7 zeigen. Jeder Förderer weist Einrichtungen auf, die mit dem
anderen Förderer zusammenwirken, um den Raum seitlich abzuschließen, in dem die
Faserschicht zwischen den Förderern gebildet wird. Dies kann beispielsweise dadurch
erreicht werden, daß auf jeder der halbrunden Stangen 23 ein Verschlußblock 36 befestigt
wird, der einen senkrechten Flansch 37 und einen waagerechten Flansch 38 aufweist.
Bei geradliniger Bewegung zwischen den Kettenrädern stehen die aufeinanderfolgenden
Blöcke miteinander in Berührung, wie Fig. 7 zeigt. Ihre waagerechte Flansche liegen
auf den Flanschen 35 der entsprechenden Unterdrud4ammer auf, während ihre senkrechten
Flansche sich unter Berührung ihrer Stirnflächen überlappen, wie Fig. 5 zeigt. Dadurch
wird das Material an einem seitlichen Ausweichen gehindert, so daß die durch Ablagerung
von Fasern in dem Raum zwischen dem oberen und unteren Förderer gebildete Faserschicht
einen scharf begrenzten Rand aufweist.
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Die durch das Austrittsende 21 der Düse 19 in den Raum zwischen dem
oberen und unteren Förderer geblasenen Fasern haben hinreichende Geschwindigkeit,
so daß sie bis zu den Austrittsenden des oberen und unteren Förderers gelangen können,
wenn ihre Bewegung nicht behindert wird, indem sie auf früher abgelagertes Material
auftreffen. Demgemäß werden bei Arbeitsbeginn der Maschine Lumpen, Papier oder irgendein
anderes Material an einer nahe dem Austrittsende befindlichen Stelle zwischen die
Förderer gestopft, um dieses Ende abzuschließen. Die Seiten sind bereits durch die
sich überlappenden Flansche 37 der Verschlußblöcke 36 abgeschlossen. Demgemäß wird
eine Faserschicht unmittelbar auf den oberen und unteren Sieben abgelagert, die
durch die sich kreuzenden Querstangen 23 und die Längsstangen 22 gebildet werden.
Die Förderluft entweicht durch das von den Stangen gebildete Gitter, wobei diese
so dicht aneinander angeordnet sind, daß keine erhebliche Menge von Fasern entweicht.
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Im Betriebe werden die Förderer selbstverständlich vorzugsweise mit
gleicher Geschwindigkeit angetrieben, wobei sich das untere Band des oberen Förderers
und das obere Band des unteren Förderers von rechts nach links bewegen, wie die
Fig. 1 und 4 zeigen. Wenn die die Gitter oder Siebe bildenden Querstangen feststehend
wären, würden sie bald verstopft sein. Mit Rücksicht darauf jedoch, daß die Längsstangen
feststehend sind, während sich die Querstangen mit den Fasern bewegen, reinigen
sich die Fördersiebe selbst und wirken unbegrenzt, ohne sich zu verstopfen.
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Es ist nur erforderlich, die Geschwindigkeit der Förderbewegung mit
der durchschnittlichen Geschwindigkeit der Zufuhr des Fasermaterials in Beziehung
zu bringen. Praktisch bestehen jedoch erhebliche Schwankungen in der Geschwindigkeit,
mit der die Fasern von dem Schlagwerk zugeführt werden. Es können innerhalb des
Schlagwerks Anhäufungen auftreten,
oder es können während eines
bestimmten Zeitraumes überhaupt keine Fasern zugeführt werden, wenn z. B. die Lieferwalze
11 ersetzt werden muß. Alle diese Schwankungen werden während des Betriebes der
Vorrichtung dadurch ausgeglichen, daß sich die Fasern als eine Faserschicht irgendwo
längs eines wesentlichen Teiles der Bahn der Förderer anhäufen können, die zusammenwirken,
um die Siebkammer zu bilden. Wenn die Zufuhr von Fasern ungebührlich gering ist,
wird durch den Vorschub der Förderer die Stelle der Bildung der Faserschicht fast
an das Austrittsende der Siebkammer verlegt, ohne das Ergebnis zu beeinträchtigen.
Wenn andererseits die Zufuhr von Fasern zeitweise stark ist, kann die Geschwindigkeit
der Förderbewegung nicht ausreichen, um die gebildete Faserschicht so rasch fortzubewegen,
als die Fasern abgelagert werden, und die Stelle der Ablagerung wird sich daher
nach hinten gegen das Eintrittsende der Maschine zu bewegen. Die Beschaffenheit
der Faserschicht wird dadurch aber nicht beeinflußt, und während des fortgesetzten
Betriebes können mehrmals solche Schwankungen auftreten und sich von selbst wieder
ausgleichen, ohne daß eine besondere Beaufsichtigung erforderlich ist.
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Die Unterdruckkammern 33 und 34 sind mit Auslaßrohren 330 und 340
versehen, die mit einem Zentrifugalabscheider 39 (Fig. 1) verbunden sind.
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Ein oder mehrere Gebläse 40 nehmen die Luft aus den Unterdruckkammern
auf und führen sie über das Rohr 41 tangential in den Zentrifugalabscheider ein.
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Überschüssige Luft tritt durch die übliche mittlere Belüftungsöffnung
42 aus, und die durch die Siebe der die Faserschicht bildenden Kammer tretenden
Fasern werden vom Boden des Zentrifugalabscheiders durch das Rohr 43 in das Schlagwerk
13 zurückgeführt, wo sie mit den ankommenden Fasern gemischt werden und wieder in
die die Faserschicht bildende Kammer gelangen.
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Zum Unterschied von einem geschlossenen Umlaufsystem für die Luft
weist das beschriebene System wichtige Vorteile hinsichtlich des Selbstausgleiches
der Strömung auf. Es ist zu bemerken, daß das Gebläse 14, das zuerst die Fasern
aus dem Schlagwerk 13 aufnimmt, keine andere Quelle für die Förderluft hat als die
Belüftungsöffnung 42 der Zentrifuge 39. Dies ist der üblichen Praxis entgegengesetzt,
gemäß welcher am Boden der Zentrifuge nur feste Stoffe ausgeschieden werden. In
dem Maße, in dem die durch das Rohr 41 in die Zentrifuge gelangende Luftmenge unzureichend
ist, um den Bedarf des Gebläses 14 zu befriedigen, wird die Zentrifuge durch das
Rohr 42 Luft ansaugen, statt gemäß der üblichen Praxis durch dieses Rohr Luft freizugeben.
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Wenn andererseits durch das Rohr 41 ein Luftüberschuß zugeführt wird,
der den Bedarf des Gebläses 14 übersteigt, wird der Überschuß durch das Rohr 42
entweichen. Gewöhnlich wird ein Überschuß vorhanden sein infolge der oben beschriebenen
Saugwirkung der Düsen 17, 18, 19, welche die kinetische Energie der durch das Gebläse
14 in Bewegung gesetzten Luft dazu benutzen, noch mehr Luft in die Vorrichtung einzusaugen.
Die Bedingungen wechseln jedoch während des Betriebes der Maschine, und das Rohr
42 der Zentrifuge 39 ist manchmal ein Lufteinlaß und manchmal ein Luftauslaß, wobei
sich die Strömung entsprechend dem Bedarf der Vorrichtung selbsttätig regelt.
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Es wurde festgestellt, daß die in der oben beschriebenen Weise erzielte
selbsttätige Regelung der Luftströmung ein sehr wichtiges Merkmal bildet, indem
sie
das Entweichen von Fasern aus der die Faserschicht bildenden Kammer verhindert und
die Gleichmäßigkeit der in dieser Kammer abgelagerten Faserschicht fördert. Es wurde
auch festgestellt, daß es sehr wichtig ist, daß die Fasern durch Saugwirkung gegen
die oberen und unteren Fördersiebe gezogen werden, da jeder Druck in der die Faserschicht
bildenden Kammer die Fasern veranlaßt, aus der Kammer zu entweichen. Wenn die Vorrichtung
in der oben beschriebenen Weise betrieben wird, werden die Fasern durch einen Luftstrom
eingebracht, aber die Unterdruckkammern verhindern jegliche Druckbildung in der
Kammer, in der die Faserschicht gebildet wird, und durch das selbsttätige Ein- oder
Ausatmen der Luft durch das Rohr 42 der Zentrifuge 39 wird dieser Zustand aufrechterhalten.
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Dadurch, daß die Fördersiebe im oberen und unteren Teil der die Faserschicht
bildenden Kammer gegen das Austrittsende dieser Kammer zusammenlaufen, wird die
neu gebildete Faserschicht zusammengedrückt, die daher zwischen den Förderern in
einem etwas dichteren Zustand austritt, als es sonst der Fall wäre. Fig. 1 zeigt
bei 45 die fertige Faserschicht, die auf den Förderer 46 gelangt und unterhalb des
Förderers 47 der Stanzform 48 zugeführt wird, wo die fertigen Monatsbindenkissen
50 ausgestanzt werden und auf den Förderer 51 fallen. Infolge der Form und der versetzten
Anordnung der oberen und unteren Querstangen 23 weist die fertige Faserschicht45
bei im wesentlichen gleichmäßiger Dicke eine wellenförmige Gestalt auf. Diese Gestalt
erscheint auch in dem fertigen Kissen 50, wie die Fig. 8 und 9 zeigen, indem Längsrippen
52 mit Längskanälen 53 abwechseln, die auf den oberen und unteren Flächen versetzt
zueinander angeordnet sind. Diese Rippen und Kanäle sind bei Monatsbindenkissen
von besonderem Wert, weil durch sie in der Längsrichtung des Kissens die Abscheidungen
verteilt werden, zu deren Aufnahme das Kissen bestimmt ist. Es sind bereits Versuche
angestellt worden, eine solche Verteilung zu erzielen durch Verdichtung von Längsteilen
des Kissens oder durch Behandlung des Kissens mit irgendeinem verhältnismäßig nicht
absorbierenden Material längs in der Längsrichtung verlaufenden Linien. In beiden
Fällen ist die Absorptionsfähigkeit des Kissens ungleichmäßig geworden. Gemäß der
vorliegenden Erfindung sind die Absorptionseigenschaften des Kissens in allen Teilen
gleichmäßig, und außerdem wird noch die Verteilung der Körpersekrete in der Längsrichtung
gefördert.
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Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei welcher das untere
Band des oberen Förderers 55 und das obere Band des unteren Förderers 56 parallel
sind, statt zusammenzulaufen. Die Kettenräder 57 sind paarweise angeordnet, statt
für jeden Förderer einzelne Kettenräder zu verwenden. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung
ist genau dieselbe, wie oben beschrieben, nur daß innerhalb der die Faserschicht
bildenden Kammer kein Zusammendrücken erzielt wird. Wenn ein Zusammendrücken der
Faserschicht gewünscht wird, wird die Faserschicht zwischen seitliche Begrenzungsplatten
570 und zwischen obere und untere Riemen 58 und 59 eingeführt, die zwischen den
Rollen 60 und 61 bzw. 62 und 63 zusammenlaufen.
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Wenn es erwünscht ist, die Faserschicht mit Gewebeschichten zu versehen,
können Gewebebahnen 66 und 67 über die Riemen 58 und 59 von den Lieferwajzen 64
und 65 zugeführt werden. Es ist aber selbstverständlich nicht wesentlich, daß die
Gewebebahnen über die Förderriemen 58 und 59 zugeführt werden. Fig. 2
zeigt
noch eine zusätzliche Gewebebahn 68, die zwecks Bedeckens der Faserschicht von einer
Lieferwalze 69 über eine Rolle 70 zugeführt wird, unter der die Faserschicht vorbeiläuft.