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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Fasermatte mit einer Formiervorrichtung zur Formierung in einem Luftstrom enthaltene Fasern auf einem, in Maschinenlaufrichtung umlaufenden permeablen Band, wobei der Luftstrom mit den Fasern zuvor in den durch einen rotierenden und durch radiale Öffnungen perforierten Zylinder gebildeten Hohlraum geführt wird und dort die Fasern verteilt und vereinzelt werden, wobei die Fasern die Öffnungen passieren und auf dem permeablen umlaufenden Band abgelegt werden.
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Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Das Dokument W086/00097 zeigt ein Formiersystem zur Herstellung einer Fasermatte aus Fasern, welche in einem Luftstrom in das Formiersystem eingebracht werden. Das Formiersystem besteht aus zwei Zylindern jeweils mit länglichen Öffnungen über deren Mantelfläche verteilt. Optional sind außerhalb der Zylinder Blasdüsen angeordnet.
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Durch die bekannte Vorrichtung werden die an den Außenseiten der Zylinder befindliche Fasern und Staub verwirbelt. Diese können in den Formierbereich gelangen und dadurch die Qualität der gelegten Fasermatte beeinträchtigen. Zudem können sich die Fasern in unerwünschter Weise sich an der Gehäuseinnenwand ansammeln. Ein weiterer Nachteil der bekannten Ausführung ist, dass diese abgeblasenen Fasern nicht zurückgewonnen werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher ein verbessertes Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, eine Fasermatte mit höherer Qualität und mit höherer Wirtschaftlichkeit herzustellen. Entsprechend ist die Aufgabe auch eine verbesserte Vorrichtung dafür anzugeben.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Es wird ein Verfahren vorgeschlagen zur Herstellung einer Fasermatte mit einer Formiervorrichtung zur Formierung in einem Luftstrom enthaltene Fasern auf einem, in Maschinenlaufrichtung umlaufenden, permeablen Band, wobei der Luftstrom mit den Fasern zuvor in den durch einen rotierenden und durch radiale Öffnungen perforierten Zylinder gebildeten Hohlraum geführt wird und dort die Fasern verteilt und vereinzelt werden, wobei die Fasern die Öffnungen passieren und auf dem permeablen umlaufenden Band abgelegt werden. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der perforierte Zylinder durch mindestens ein Saugelement von außen zur Abführung von außen abgelagerten Fasern besaugt wird.
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Für das Verfahren können auch mehrere rotierende perforierte Zylinder verwendet werden, wobei die perforierten Außenflächen, das heißt die Mantelflächen, aller oder nur ein Teil der Zylinderzahl besaugt sein können.
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Um Ablagerungen zu verhindern kann sich das gegenüber der äußeren Mantelfläche des perforierten Zylinders angeordnete Saugelement quer zur Maschinenlaufrichtung über die ganze Länge des perforierten Zylinders erstrecken. Es kann als Einzelelement, beispielsweise mit einem einzigen sich quer zur Maschinenlaufrichtung erstreckenden Schlitz, oder als mehrere nebeneinander angeordnete Elemente mit kürzeren Schlitzen, ausgeführt sein.
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Zu dem Saugelement kann zusätzlich noch ein mechanisches Reinigungselement, beispielsweise eine Bürste, an der äußeren Mantelfläche mindestens eines Zylinders vorgesehen sein. Vorzugsweise wird in diesem Falle das Reinigungselement in Rotationsrichtung des Zylinders vor dem Saugelement angeordnet, so dass die abgebürsteten Fasern und Verunreinigungen vom Saugstrom erfasst und abgeführt werden.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die Fasern und auch Feinstoffe, Staub und Verunreinigungen von der Außenfläche des Zylinders kontrolliert weggeführt, so dass im Wesentlichen auch keine Verschmutzung am im Innern des den Zylinder umgebenden Gehäuses verbleibt. Die Qualität der produzierten Fasermatte wird somit nicht beeinträchtigt. Das kontrollierte Abführen der abgesaugten Fasern ermöglicht auch deren Wiederverwendung im Herstellungsprozess. Dadurch wird anfallender Ausschuss vermieden.
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In einer möglichen Ausführung wird das permeable Band unterhalb des perforierten Zylinders angeordnet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird oberhalb des permeablen Bandes ein Gehäuse vorgesehen, welches den perforierten Zylinder umschließt.
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Ferner kann das Gehäuse zum umlaufenden, permeablen Band hin abgedichtet sein oder einen Drosselspalt aufweisen. Dadurch können Luftverluste vermieden oder zumindest reduziert werden.
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Zweckmäßigerweise wird unterhalb des permeablen Bandes im Bereich des Gehäuses ein Saugkasten angeordnet. Dadurch kann die Geschwindigkeit der Faserablage beeinflusst und die Luftabfuhr kontrolliert werden.
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Das Saugelement wird vorzugsweise an eine Unterdruckquelle unter Ausbildung eines Saugstromes angeschlossen.
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In einer weiteren Ausgestaltung werden die im Saugstrom enthaltenen Fasern zurückgewonnen und zumindest teilweise der Formiervorrichtung zugeführt. Dies steigert die Effizienz mit Blick auf die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.
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Die Aufgabe wird auch durch eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 gelöst. Die Maschine umfasst eine Formiervorrichtung zur Formierung in einem Luftstrom enthaltene Fasern zu einer Fasermatte auf einem, in Maschinenlaufrichtung umlaufenden, permeablen Band und wobei die Formiervorrichtung einen rotierenden und durch radiale Öffnungen perforierten Zylinder mit einem Hohlraum umfasst, in den der Luftstrom mit den Fasern geführt ist und im Hohlraum vorzugsweise ein rotierendes Bürstenelement zur Verteilung und Vereinzelung der Fasern angeordnet ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass an der Außenseite des perforierten Zylinders mindestens ein Saugelement zur Abführung von abgelagerten Fasern vorgesehen ist.
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Durch die erfindungsgemäße Maschine werden die Fasern und auch Feinstoffe, Staub von der Außenfläche des Zylinders kontrolliert weggeführt, so dass im Wesentlichen auch keine Verschmutzung am im Innern des den Zylinder umgebenden Gehäuses verbleibt. Die Qualität der produzierten Fasermatte wird somit nicht beeinträchtigt. Das kontrollierte Abführen der abgesaugten Fasern ermöglicht auch deren Wiederverwendung im Herstellungsprozess. Dadurch wird anfallender Ausschuss vermieden.
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Zu dem Saugelement kann zusätzlich noch ein mechanisches Reinigungselement, beispielsweise eine Bürste, an der äußeren Mantelfläche mindestens eines Zylinders vorgesehen sein. Vorzugsweise wird in diesem Falle das Reinigungselement in Rotationsrichtung des Zylinders vor dem Saugelement angeordnet, so dass die abgebürsteten Fasern und Verunreinigungen vom Saugstrom erfasst und abgeführt werden.
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Das permeable Band kann unterhalb des perforierten Zylinders angeordnet sein. Vorzugsweise ist das gewebt oder eine gelochte Membran.
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Zweckmäßigerweise ist oberhalb des permeablen Bandes ein Gehäuse vorgesehen, welches den perforierten Zylinder umschließt.
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Das Gehäuse weist vorzugsweise zum umlaufenden, permeablen Band hin eine Dichtung auf. Diese Dichtung kann das Band berühren oder berührungslos angeordnet sein. Dadurch kann eine Luftleckage oder Falschluft vermieden oder reduziert werden.
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Unterhalb des permeablen Bandes ist vorzugsweise im Bereich des Gehäuses ein Saugkasten angeordnet.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Saugelement über eine Saugstromleitung an eine Unterdruckquelle unter Ausbildung eines Saugstromes angeschlossen. Die Unterdruckquelle kann ein Sauggebläse sein.
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In einer praktischen möglichen Weiterbildung ist eine über eine Rückführungsleitung mit der Unterdruckquelle verbundene Trennvorrichtung vorgesehen, in der die im Saugstrom enthaltenen Fasern zurückgewonnen und diese vorzugsweise zumindest teilweise der Formiervorrichtung wieder zugeführt werden. Dies steigert die Effizienz mit Blick auf die Wirtschaftlichkeit des Herstellungsverfahrens.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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In der einzigen Figur ist eine beispielhafte Formiervorrichtung 1 in schematischer Darstellung gezeigt. Sie umfasst ein permeables Band 6 welches über einen Saugkasten 7 in Maschinenlaufrichtung 9 geführt ist. Der Saugkasten ist in diesem Beispiel unterhalb des Bandes 6 angeordnet. Auf der dem Saugkasten 7 gegenüberliegenden Seite des Bandes 6 ist ein Gehäuse 2 so angeordnet, dass der durch den Saugkasten 7 erzeugte Saugbereich innerhalb des Gehäuses 2 liegt. Das Gehäuse 2 umschließt in diesem Fall einen einzigen Zylinder, der in radialer Richtung Öffnungen 15 aufweist und somit eine perforierte Mantelfläche besitzt. Es können jedoch auch zwei oder mehrere perforierte Zylinder 3 innerhalb des Gehäuses 2 vorgesehen sein. In den durch den perforierten Zylinder 3 gebildeten Hohlraum wird über eine Zuführung 4 ein mit Fasern beladener Luftstrom geführt. Zur gleichmäßigen Verteilung der Fasern im Hohlraum 14 ist noch ein rotierendes Bürstenelement 8 vorgesehen, dessen Drehachse sich im Wesentlichen parallel zur Achse des perforierten Zylinders 3 angeordnet ist. Der perforierte Zylinder 3 ist drehbar gelagert und mit einer Antriebseinheit ausgestattet. In diesem Beispiel ist die Rotationsrichtung 19 gegen den Uhrzeigersinn gerichtet und ist somit gegensinnig zur Rotationsrichtung des Bürstenelements 8. Das Bürstenelement 8 ist so angeordnet, dass die Borsten die innere Mantelfläche berühren und somit einen Reinigungseffekt darauf ausüben und die Fasern gleichmäßig über die innere Mantelfläche verteilen. Das Bürstenelement hat zusätzlich noch den Effekt gegebenenfalls auftretende Faseragglomerate aufzulösen. Die Fasern werden infolge der Schwerkraft und durch Luftströmungen durch die Öffnungen 15 des Zylinders 3 hindurch in Richtung des permeablen Bandes 6 bewegt, auf dem sie abgelegt werden. Das Ablegen wird durch den durch den Unterdruck hervorgerufenen Luftstrom unterstützt und beeinflusst. So können in einer bestimmten Zeiteinheit in Abhängigkeit der Größe des Luftstromes mehr oder weniger viele Fasern unter Ausbildung einer Fasermatte 10 abgelegt werden. So kann beispielsweise das Flächengewicht der Fasermatte oder auch deren spezifisches Volumen beeinflusst werden. Nach dem Abtrennen der Fasern wird der restliche Luftstrom über eine Abführung 5 aus dem perforiertem Zylinder 3 abgeführt. Die Zuführung 4 und die Abführung 5 der Luftströme geschieht vorzugsweise über Rohrleitungen durch eine oder durch beide Stirnseiten des perforierten Zylinders 3. Im Betrieb dieser Formiereinrichtung 1 können sich Fasern und Feinstoffe an der ablagern oder dort Faseragglomerate bilden. Diese können sich von Zeit zu Zeit lösen und die Formierung und das Ablegen der Fasern auf dem permeablen Band 6, also den Formierungsprozess, stören. Um dies zu verhindern ist daher gegenüber der äußeren Mantelfläche des perforierten Zylinders 3 ein Saugelement 11 zum Absaugen der dort abgelagerten Fasern und Feinstoffe vorgesehen. Das Saugelement 11 kann sich quer zur Maschinenlaufrichtung 9 über die ganze Länge des perforierten Zylinders 3 erstrecken. Es kann als Einzelelement, beispielsweise mit einem einzigen sich quer zur Maschinenlaufrichtung 9 erstreckenden Schlitz, oder als mehrere nebeneinander angeordnete Elemente mit kürzeren Schlitzen, ausgeführt sein. Das Saugelement 11 ist über eine Saugstromleitung 17 mit einer Unterdruckquelle 12 verbunden, die beispielsweise als Sauggebläse mit eine Saugstutzen und einem Druckstutzen ausgeführt sein kann. Die Unterdruckquelle 12 erzeugt einen Saugstrom aus Luft die mit den abgesaugten Fasern, Faseragglomerate und Feinstoffe beladen ist. Der Saugstrom 16 wird nach dem Passieren der Unterdruckquelle 12 über eine Rückführungsleitung 13 einer Trennvorrichtung 18 zugeführt. Dort werden die Fasern zurückgewonnen und dem Formierungsprozess wieder zugeführt. Dem Saugelement 11 kann in Rotationsrichtung des Zylinders 3 gesehen, eine nicht dargestellte, mit der äußeren Mantelfläche in Kontakt kommende mechanische Reinigungsvorrichtung, wie beispielsweise einem rotierenden Bürstenelement, derart vorgeschaltet sein, dass die abgebürsteten Feststoffe von der Sogwirkung des Saugelementes 11 erfasst und abgeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Formiervorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Perforierter Zylinder
- 4
- Zuführung
- 5
- Abführung
- 6
- Permeables Band
- 7
- Saugkasten
- 8
- Bürstenelement
- 9
- Maschinenlaufrichtung
- 10
- Fasermatte
- 11
- Saugelement
- 12
- Unterdruckquelle
- 13
- Rückführungsleitung
- 14
- Hohlraum
- 15
- Öffnungen
- 16
- Saugstrom
- 17
- Saugstromleitung
- 18
- Trennvorrichtung
- 19
- Rotationsrichtung
