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Technisches Gebiet
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Diese Erfindung betrifft eine Anlage zum Herstellen von Saugkörpern für Windeln.
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Technischer Hintergrund
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Typischerweise umfassen Windeln eine undurchlässige Schicht, beispielsweise aus Polyethylen, eine flüssigkeitsdurchlässige Schicht aus Faservlies und einen dazwischen liegenden Saugkörper.
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Windeln umfassen auch eine zwischen dem Saugkörper und der durchlässigen Schicht aus Faservlies liegende Flüssigkeitsaufnahmeschicht, um die Flüssigkeitsverteilung im Saugkörper zu begünstigen.
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Saugkörper bestehen hauptsächlich aus Naturfaserteilchen (bekannt als „Fluffzellstoff”), die gleichmäßig mit Teilchen aus superabsorbierendem Polymermaterial („SAP”) vermischt sind.
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In den letzten Jahren wurde höhere Saugkörper-Absorptionskapazität durch Saugkörper erreicht, die eine oder mehrere Absorptionsschichten umfassen, die hauptsächlich aus Teilchen aus superabsorbierendem Polymermaterial („SAP”) bestehen.
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Aus dem Stand der Technik ist eine Anlage zum Herstellen von Saugkörpern für Windeln bekannt, umfassend eine Trommel, die sich um ihre Drehachse dreht und auf ihrer zylindrischen Umfangsfläche eine Vielzahl von Saugdosen oder -vertiefungen aufweist, in denen jeweils Saugkörper ausgebildet werden.
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Die Anlage umfasst auch eine Haube zum Zuführen der mit „SAP”-Teilchen vermischten Fluffzellstoffteilchen, die entlang einer Strecke vorgegebener Breite oberhalb der zylindrischen Umfangsfläche und den entsprechenden Saugvertiefungen montiert ist.
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Sobald eine Saugvertiefung auf der Trommel mit über die Haube zugeführtem, mit dem „SAP” vermischtem Fluffzellstoff gefüllt wurde, ist ein jeweiliger fertiger Saugkörper erhalten.
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Während des Ausbildens der Saugkörper in den Saugvertiefungen führt die Zufuhrleitung das „SAP” intermittierend den Saugvertiefungen auf der Trommel direkt zu und legt somit die oben erwähnten diskreten Absorptionsschichten fest.
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Es stellte sich jedoch heraus, dass sich das den Saugvertiefungen zugeführte „SAP” nicht oben auf dem Gemisch von bereits in jeder Saugvertiefung vorhandenem Fluffzellstoff und „SAP” absetzt, sondern darin eindringt und somit den gerade ausgebildeten Saugkörper verdirbt und die Qualität der fertigen Saugkörper beeinträchtigt.
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Aufgabe der Erfindung
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Diese Erfindung hat zur Aufgabe, eine Anlage zum Herstellen von Saugkörpern für Windeln zu schaffen, die die oben genannten Nachteile des Stands der Technik überwindet.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die Erfindung ist nun mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben, die eine nicht einschränkende Ausführungsform davon darstellt, in der:
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1 eine schematische Vorderansicht ist, die eine Anlage zum Herstellen von Saugkörpern für Windeln nach der Erfindung darstellt;
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2 eine vergrößerte Ansicht ist, bei der einige Teile weggeschnitten sind, um andere besser darzustellen, und die eine Haube, die ein Absorptionsmaterial zuführt, und eine Trommel zeigt, die Saugkörper ausbildet, wobei sowohl die Haube als auch die Trommel einen Teil der Anlage von 1 bilden;
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3 die Haube und die Trommel von 2 während des Betriebs darstellt;
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4 eine schematische Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform der Anlage nach dieser Erfindung ist.
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Genaue Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
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Mit Bezug auf 1 bezeichnet die Nummer 1 im Ganzen eine Anlage zum Herstellen von Saugkörpern 2 für Windeln.
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Allgemein gesprochen, umfasst eine Windel eine Bahn durchlässigen Materials und eine Bahn undurchlässigen Materials, wobei dazwischen ein Saugkörper 2 liegt, der den Teil der Windel bildet, dessen Funktion es ist, Flüssigkeiten aufzunehmen.
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Zu diesem Zweck besteht der Saugkörper 2 meistens aus Naturfasermaterial (Fluffzellstoff) 8, das gleichmäßig mit superabsorbierendem Polymermaterial („SAP”) 9 vermischt ist.
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Vorzugsweise ist das verwendete superabsorbierende Material superabsorbierendes Polymermaterial in granularer Form.
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Auch umfasst der Saugkörper 2, um seine Absorptionskapazität zu erhöhen, eine diskrete Absorptionsschicht, die hauptsächlich aus superabsorbierendem Polymermaterial („SAP”) 9 besteht.
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Die Anlage 1 umfasst ein Förderband 3, entlang dem die fertigen Saugkörper 2 gefördert werden.
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Die Anlage 1 umfasst eine Ausbildungstrommel 4, durch die die Saugkörper 2 ausgebildet werden.
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Die Trommel 4 liegt an einer Freigabestation 36 im Wesentlichen tangential zum Förderband 3.
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Die Trommel 4 weist eine horizontale Drehachse R senkrecht zum Förderband 3 auf.
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Genauer dreht sich, wie in 1 dargestellt, die Trommel 4 in einer Uhrzeigerrichtung um ihre Achse R.
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Die Trommel 4 weist eine zylindrische Umfangsfläche 4a mit mindestens einer darauf ausgebildeten Saugvertiefung 5 auf.
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Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Umfangsfläche 4a eine Vielzahl von Saugvertiefungen 5 auf, die winkelmäßig entlang ihrer Drehfläche verteilt sind.
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Die Saugvertiefungen 5 befinden sich auf der Umfangsfläche 4a der Trommel 4 in einem vorgegebenen Abstand P.
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Die Anlage 1 umfasst eine Haube 6 zum Zuführen mindestens eines Absorptionsmaterials 7, die umlaufend zur Trommel 4 an zumindest einem Teil der Umfangsfläche 4a der Trommel 4 weist.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform befindet sich die Haube 6 oberhalb der Trommel 4, und die Trommel 4 liegt zwischen dem Förderband 3 und der Haube 6.
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Zusammen mit der Trommel 4 umschließt die Haube 6 eine geschlossene Kammer zum Ausbilden der Saugkörper 2 in den Vertiefungen 5.
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Die Haube 6 ist begrenzt durch eine Vorderwand 21, eine Rückwand 22 und zwei Flanken 23 und 24 oder Seitenwände, von denen jede die Vorderwand 21 mit der Rückwand 22 verbindet.
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Bezüglich der Drehrichtung der Trommel 4 ist die mit 24 bezeichnete Flanke die linke Flanke, und die mit 23 bezeichnete Flanke ist die rechte Flanke der Haube 6.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Haube 6 einen Vorsprung 25, der eine seitliche Erweiterung der Haube 6 definiert.
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Bei einer nicht dargestellten Variante umfasst die Haube 6 zwei Vorsprünge 25 oder seitliche Erweiterungen.
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Bei einer weiteren, nicht dargestellten Variante weist die Haube 6 keinen Vorsprung 25 auf.
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Genauer erstreckt sich der seitliche Vorsprung 25 entlang der Umfangsfläche 4a der Trommel 4.
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Der Vorsprung 25 weist eine längliche Form auf und erstreckt sich im Wesentlichen in einer Umfangsrichtung.
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Der Vorsprung 25 ist durch jeweilige Teile der Vorderwand 21, der Rückwand 22 und einer der beiden Flanken 23, 24 der Haube 6 begrenzt. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Vorsprung durch einen Teil der rechten Flanke 23 der Haube 6 begrenzt.
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Die Haube 6 weist eine Einlassöffnung 13 und einen Zufuhrauslass 11 auf, der der Umfangsfläche 4a der Trommel 4 zugewandt ist.
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Die Einlassöffnung 13 befindet sich an einem der Enden der Haube 6, auf der Seite entgegengesetzt zum Zufuhrauslass 11.
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Der Querschnittsaufbau der Haube 6 ist in der Form auseinanderlaufend von der Einlassöffnung 13 zum Zufuhrauslass 11.
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Die Haube 6 umfasst ein an der Einlassöffnung 13 befindliches Gebläse 12 zum Zuführen des Fluffzellstofffasermaterials 8 unter Druck.
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Die Anlage 1 umfasst ein erstes System 14 zum Dosieren und Zuführen des „SAP” 9.
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Das erste System 14 gibt vorgegebene Mengen an superabsorbierendem Polymermaterial 9 in die Haube 6.
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Die Haube 6 umfasst darin eine Zone 10 zum Mischen und Transportieren des Naturfasermaterials (Fluffzellstoffs) 8 und des superabsorbierenden Materials „SAP” 9.
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Das erste System 14 gibt vorgegebene Mengen an superabsorbierendem Polymermaterial 9 in die Misch- und Transportzone 10 der Haube 6.
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Die durch das erste System 14 in die Misch- und Transportzone 10 der Haube 6 eingegebenen Chargen an „SAP” 9 sind proportional zur Menge an Naturfasermaterial (Fluffzellstoff) 8, die durch das Gebläse 12 zugeführt wird und damit in der Haube 6 gemischt wird.
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Das gleichmäßig mit dem superabsorbierenden Polymermaterial („SAP”) 9 vermischte Naturfasermaterial (Fluffzellstoff) 8 definiert das oben erwähnte Absorptionsmaterial 7.
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In einer alternativen Ausführungsform umfasst das Absorptionsmaterial 7 nur Naturfasermaterial (Fluffzellstoff) 8.
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Da der Fluffzellstoff und das „SAP” in der Nähe der Einlassöffnung 13 eingebracht werden, erfolgt ihr Mischen und das nachfolgende Bilden des Absorptionsmaterials 7 zusammen mit ihrem Transportieren zum Zufuhrauslass 11.
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Der Zufuhrauslass 11 gibt das Absorptionsmaterial 7 aus, das sich in den Saugvertiefungen 5 der Trommel 4 absetzt und sie allmählich ausfüllt, solange sie so positioniert sind, dass sie, der Drehung der Trommel 4 folgend, der Haube 6 zugewandt sind.
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Bezüglich der Drehrichtung der Trommel 4 enthalten die Saugvertiefungen 5, sobald sich die der Haube 6 zugewandte Umfangsfläche 4a der Trommel 4 aus dem Aktionsbereich des Zufuhrauslasses 11 der Haube 6 bewegt, jeweilige fertige Saugkörper 2, die durch die Trommel 4 bei der Freigabestation 36 zum Förderband 3 freigegeben werden.
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Um im Saugkörper 2 die oben genannten diskreten Absorptionsschichten herzustellen, die hauptsächlich aus dem superabsorbierenden Material „SAP” 9 bestehen, umfasst die Anlage 1 eine Leitung 15 zum Zuführen von Chargen von „SAP” 9.
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Die Leitung 15 befindet sich an der Haube 6.
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Genauer führt die Leitung 15 zur Haube 6.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform führt die Leitung 15 zum Vorsprung 25.
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Mit „führt zu” ist gemeint, dass die Leitung 15 vorzugsweise an mindestens einer der Wände der Haube 6 endet, ohne sich weiter in die Haube 6 selbst zu erstrecken. Genauer endet sie an der rechten Flanke 23 der Haube 6.
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Genauer ist die Zufuhrleitung 15 mit der Haube 6 fest verbunden.
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Der Zufuhrauslass 11 der Haube 6 gibt das in der Misch- und Transportzone 10 gebildete Absorptionsmaterial 7 und das durch die Zufuhrleitung 15 gelieferte superabsorbierenden Material „SAP” 9 in die Saugvertiefungen 5 der Trommel 4.
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Zu diesem Zweck umfasst die Anlage 1 ein zweites System 18 zum Dosieren und Zuführen von superabsorbierendem Material (SAP) 9, umfassend die Zufuhrleitung 15.
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Es ist anzumerken, dass bei der beschriebenen Ausführungsform das durch das erste und das zweite System 14 und 18 dosierte und zugeführte superabsorbierende Material 9 dasselbe ist.
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Alternativ unterscheidet sich das durch das erste System 14 dosierte und zugeführte superabsorbierende Material 9 von dem durch das zweite System 18 dosierten und zugeführten.
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Die Zufuhrleitung 15 weist ein Einspeiseende, das direkt mit einer Ventileinrichtung 19 zum intermittierenden Zuführen des superabsorbierenden Materials verbunden ist, und eine Abgabemündung 17 auf, die zur Haube 6 führt.
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Vorzugsweise liegt die Abgabemündung 17 in einer Ebene mit einer der Wände der Haube 6. Genauer liegt sie in einer Ebene mit der rechten Flanke 23 der Haube 6.
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Die Ventileinrichtung 19 ermöglicht intermittierendes Durchlassen des „SAP” 9 in die Zufuhrleitung 15, sodass die Zufuhrleitung 15 das „SAP” während des Durchlaufens jeder Saugvertiefung 5 der Trommel 4 unter der Abgabemündung 17 zuführt.
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Genauer ist die Abgabemündung 17 der Umfangsfläche 4a der Trommel 4 zugewandt.
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Gemäß der Erfindung ist die Zufuhrleitung 15 so ausgelegt, dass sich der Strom des in die Haube 6 zugeführten superabsorbierenden Materials 9 aufweitet, bis er eine Ausdehnung erreicht, die der Längserstreckung der mindestens einen diskreten Schicht des Saugkörpers 2 entspricht.
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Vorteilhafterweise umschließt der Vorsprung 25 eine Zone 26 zum Verteilen und Ausbreiten des superabsorbierenden Materials 9.
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Genauer ist die Leitung 15 zum Zuführen des superabsorbierenden Materials 9 so ausgelegt, dass das superabsorbierende Material mit einer ersten, einer Einströmgeschwindigkeit, einströmt und mit einer zweiten, einer Ausströmgeschwindigkeit, ausströmt, die niedriger ist als die erste, die Einströmgeschwindigkeit.
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Mit anderen Worten, die Zufuhrleitung 15 weist einen Aufbau mit auseinanderlaufendem Querschnitt auf.
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Dies bedeutet, dass ein axialsymmetrischer Querschnitt der Leitung 15 eine Form aufweist, die zur Haube 6 hin auseinanderläuft.
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Somit setzt sich das durch die Zufuhrleitung 15 zugeführte superabsorbierende Material 9 in den Saugvertiefungen 5 der Trommel 4 ab, ohne das darin zuvor angesammelte Absorptionsmaterial 7 zu entfernen.
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Die zweite, die Ausströmgeschwindigkeit, mit der das superabsorbierende Material 9 aus der Zufuhrleitung 15 strömt, ist derart, dass sie die Strömung des zum Zufuhrauslass 11 in der Haube 6 hin transportierten ersten Absorptionsmaterials 7 nicht stört.
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Vorteilhafterweise weist die Zufuhrleitung 15 eine definierte Länge L zwischen 100 und 400 mm auf, gemessen von der Ventileinrichtung 19 zur Abgabemündung 17.
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Vorzugsweise beträgt die Länge L der Zufuhrleitung 15 100 mm.
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Vorteilhafterweise ermöglicht eine relativ kurze Zufuhrleitung 15 ein Herstellen von diskreten Schichten von „SAP” 9 definierter und reproduzierbarer Ausdehnung.
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Um das aus der Zufuhrleitung 15 strömende superabsorbierende Material 9 bezüglich der Saugvertiefungen 5 der Trommel 4 korrekt auszurichten, erstreckt sich die Zufuhrleitung 15 hauptsächlich entlang einer Richtung im Wesentlichen im rechten Winkel zur zylindrischen Umfangsfläche 4a der Trommel 4.
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Ein Ende des Vorsprungs 25 steht in Verbindung mit der Außenluft, insbesondere über ein Gitter 27, das ermöglicht, dass Luft von außen hinein strömt.
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Somit ermöglicht das Gitter 27, dass Luft aus der äußeren Atmosphäre in das Innere der Haube 6 strömt, und verhindert dadurch das Bilden unerwünschter Wirbel in der Verteilungs- und Ausbreitungszone 26.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Trommel 4 darin eine erste, eine zweite und eine dritte Saugkammer 28, 29 und 30, die alle dem Zufuhrauslass 11 der Haube 6 zugewandt sind.
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Die erste, zweite und dritte Saugkammer 28, 29 und 30 befinden sich hintereinander in einer Reihe, und die zweite Kammer 29 liegt zwischen der ersten 28 und der dritten Kammer 30.
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Genauer ist die erste Kammer 28 der Verteilungs- und Ausbreitungszone 26 zugewandt, und die zweite Kammer 29 ist der Misch- und Transportzone 10 zugewandt.
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Die dritte Kammer 30 ist der Misch- und Transportzone 10 zugewandt.
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Die Kammern 28, 29 und 30 weisen jeweilige Trennwände 31, 32, 33, 34 auf, wobei mindestens eine der Wände 32, 33 mit der jeweiligen Nachbarkammer gemeinsam ist.
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Die erste und die zweite Kammer 28 und 29 weisen eine gemeinsame Trennwand 32 auf. Vorteilhafterweise erstreckt sich diese Trennwand radial.
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Dies ermöglicht hauptsächlich ein Fördern des Stroms von Absorptionsmaterial 7 und des superabsorbierenden Materials „SAP” 9 von der Zufuhrleitung 15 jeweils zur ersten und zur zweiten Saugkammer 28 und 29 der Trommel 4, wie in 3 dargestellt.
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Es ist anzumerken, dass die Position der Zufuhrleitung 15 die Position der diskreten Schichten von Absorptionsmaterial im Saugkörper 2 beeinflusst. Mit Bezug auf 2 kann die Zufuhrleitung 15 stromaufwärts oder stromabwärts von der Zone zum Mischen und Transportieren des ersten Absorptionsmaterials 7 gemäß der Drehrichtung der Trommel 4 so angeordnet sein, dass das superabsorbierende Material 9, das die diskrete Schicht von Absorptionsmaterial definiert, in der Nähe des Bodens der jeweiligen Vertiefung 5 der Trommel 4 abgelagert wird.
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In diesem Fall ist die Verteilungs- und Ausbreitungszone 26 zumindest teilweise der Misch- und Transportzone 10 überlagert.
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Alternativ ist die Verteilungs- und Ausbreitungszone 26 durch einen Vorsprung 25 definiert, der sich stromaufwärts von der Mischzone 10 bezüglich der Drehrichtung der Trommel 4 befindet.
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Um die diskreten Schichten superabsorbierenden Materials an einer inneren Zwischenposition des Saugkörpers 2 abzulagern, muss die Zufuhrleitung 15 immer näher zur Zone 10 zum Mischen und Transportieren des Absorptionsmaterials 7 positioniert sein.
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Genauer wird, wie in 2 dargestellt, wenn die Zufuhrleitung 15 stromaufwärts vom Vorsprung 25 positioniert ist und zur Zone 10 zum Mischen und Transportieren des Absorptionsmaterials 7 führt, das superabsorbierende Material 9, das die diskrete Schicht von Absorptionsmaterial definiert, an einer Zwischenposition der Vertiefung 5 der Trommel 4 abgelagert.
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In diesem Fall ist die Verteilungs- und Ausbreitungszone 26 zumindest teilweise der Misch- und Transportzone 10 überlagert.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform wird, da die Zufuhrleitung 15 an dem Vorsprung 25 positioniert ist, der sich stromabwärts von der Mischzone 10 gemäß der Drehrichtung der Trommel 4 befindet, das superabsorbierende Material 9, das die diskreter Schicht des Absorptionsmaterials definiert, oben auf dem bereits in der Vertiefung 5 abgelagerten Absorptionsmaterial 7 am Einspeisungsende der Vertiefung 5 selbst abgelagert.
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Es ist anzumerken, dass, da die Trommel 4 die Saugkörper 2 entlang dem Förderband 3 umdreht, die Position der diskreten Absorptionsschichten im Saugkörper 2, der entlang dem Förderband 3 läuft, bezüglich ihrer Position in den Vertiefungen 5 der Trommel 4 kopfgestellt ist.
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Um eine Vielzahl diskreter Schichten an superabsorbierendem Material am Boden der Vertiefungen 5 der Trommel 4 und am Einspeisungsende der Vertiefungen 5 abzulagern, befindet sich die durch den Vorsprung 25 umschlossene Verteilungs- und Ausbreitungszone 26 stromaufwärts bzw. stromabwärts der Mischzone 10, gemäß der Drehrichtung der Trommel 4. Bei einer in 4 dargestellten alternativen Ausführungsform umfasst die Anlage 1 zwei Hauben 6, insbesondere eine erste und eine zweite Haube 36 und 37, zum Zuführen des Absorptionsmaterials 7, die nebeneinander bezüglich der Drehrichtung der Trommel 4 montiert sind und beide der Umfangsfläche 4a der Trommel 4 zugewandt sind.
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Um diskrete Absorptionsschichten hauptsächlich aus superabsorbierendem Material abzulagern, umfasst mindestens eine der beiden Hauben mindestens eine dazugehörige Zufuhrleitung 15.
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Die beiden Hauben 6 stehen über ein Verbindungselement 35 miteinander in Verbindung, das zwischen die beiden Hauben 6 selbst gesetzt ist.
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Es ist anzumerken, dass auch bei dieser Ausführungsform die Zufuhrleitung 15 in verschiedenen Zonen bezüglich der ersten und der zweiten Haube 36 und 37 angeordnet sein kann, als Funktion der Position der diskreten Schichten von „SAP” im Saugkörper 2.
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Genauer kann sich die Zufuhrleitung 15 stromaufwärts und/oder stromabwärts von der ersten und der zweiten Zufuhrhaube 36 und 37 befinden.
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Schließlich zieht diese Beschreibung auch die Verwendung von zwei oder mehr Zufuhrleitungen 15 in Betracht, um zwei oder mehr diskrete „SAP”-Schichten im Saugkörper 2 herzustellen.
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Gemäß dieser Erfindung ermöglicht die Gestaltung der Zufuhrleitung 15 und ihrer Position bezüglich der Haube 6 ein Aufweiten des Stroms superabsorbierenden Materials bis zum Erreichen einer Ausdehnung, die der Längsausdehnung der mindestens einen diskreten Schicht entspricht, sodass es sich in der Vertiefung 5 der Trommel 4 des Saugkörpers absetzt, ohne auf die Vertiefung 5 mit einer solchen Geschwindigkeit aufzutreffen, dass bereits in der Saugvertiefung 5 vorhandenes Absorptionsmaterial 7 durcheinandergebracht wird, oder dass ein Rückstrom des superabsorbierenden Materials 9 selbst verursacht wird.
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Vorteilhafterweise wird das Ausbreiten des superabsorbierenden Materials 9 von der Abgabemündung 17 der Zufuhrleitung 15 bis zu seinem Absetzen auf der jeweiligen Trommelvertiefung 5 auch durch die Kombination von zwei oder mehr der oben beschriebenen Faktoren erhalten, wie etwa beispielsweise der Position der Zufuhrleitung 15 bezüglich der Haube 6 und der Trommel 4, dem Querschnittsaufbau der Leitung 15 und der Länge der Zufuhrleitung 15.
