DE29909016U1 - Vliesanlage - Google Patents

Vliesanlage

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Description

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AUTEFA
Maschinenfabrik GmbH Röntgenstr. 1-5 86316 Friedberg
Vertreter:
Patentanwälte
Dipl.-Ing. H.-D. Ernicke Dipl.-Ing. Klaus Ernicke Schwibbogenplatz 2b D-8 6153 Augsburg
Datum:
Akte:
26.05.1999
727-114 er/ge
ABl DE-G-299 09 016.7
BESCHREIBUNG
VI i psaniagp
Die Erfindung betrifft eine Vliesanlage mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruches.
Eine solche Vliesanlage ist aus der DE-C-43 04 988, der EP-A-O 371 948 oder der WO 98/37264 bekannt. Sie besteht aus mindestens einem Vliesleger, der einen von einem vorgeschalteten Florerzeuger zugeführten einlagigen Flor in ein mehrlagiges Vlies umfaltet und mindestens einer nachgeordneten Verfestigungseinrichtung zuführt.
Aus der EP-A-O 315 930 ist es bekannt, den innerhalb der Vliesanlage eingesetzten Vliesleger mit einer Profilbildungseinrichtung auszurüsten, mit der die Dichte des Vlieses über die Legebreite nach Wunsch verändert werden kann. Hierdurch lassen sich unerwünschte Dichteänderungen, die z.B. an der nachfolgenden Verfestigungseinrichtung auftreten können, vorbeugend kompensieren. Für die konkrete Ausgestaltung der Profilbildungseinrichtung lehrt die Entgegenhaltung eine frei programmierbare Steuerung und getrennte und separat steuerbare Antriebe von Hauptwagen und Legebändern. Durch bewußte Erzeugung von Geschwindigkeitsunterschieden am Floraustritt des Legewagens läßt sich die Florablage und damit die Dichte des Vlieses beeinflussen.
Vliesleger mit anderen Profilbildungseinrichtungen zeigen die EP-A-O 521 973, EP-A-O 371 948, WO 98/37264, EP-A-O 659 220, DE-C-43 04 988 und WO 97/19209. Die Profilbildung des Vlieses wird hierbei auf unterschiedlichen Wegen erreicht, z.B. durch veränderte Abnahmegeschwindigkeiten des Flors am Florerzeuger, durch Veränderung des Vliesleger-Geschwindigkeitsniveaus gegenüber der Krempel, ggf. unter Einbeziehung eines
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zwischengeschalteten Speichers, durch unterschiedliche Legebreiten bei der Florablage auf dem Abführband.
Die DE-A-38 43 180 lehrt eine Kompensation von Lagenschlußfehlern des Vlieslegers. Hierzu wird die Dichte oder die Masse pro Flächeneinheit des auslaufenden Vlieses gemessen um festzustellen, ob die Vliesbildung gleichmäßig ist und die im Zickzack abgelegten Florbahnen mit ihren Rändern im gewünschten Lagenschluß deckungsgleich &iacgr;&ogr; übereinander zu liegen kommen. Hierdurch wird ein über die gesamte Legebreite gleichmäßiges Vlies mit einer einheitlichen Dichte oder Dicke erzielt. Dies ist das Gegenteil von einer Profilbildung.
Die Literaturstelle Lennox-Kerr, Peter: "Laser- Krempelvlies-Kontrollsystem" in: Melliand Textilberichte 4/1991, Seite 253, 254 befaßt sich mit der Kontrolle des von der Karde oder einem anderen Florerzeuger kommenden Flors. Dieser Flor soll auf Gleichmäßigkeit überprüft werden.
Hierbei wird ein photoelektrisches Meßsystem eingesetzt, welches einen Lichtstrahl durch den Flor schickt, der entsprechend der Faserdichte reduziert wird. Aus der gemessenen Reduzierung der Lichtstrahlintensität kann die Dichte des Florgewichtes pro Flächeneinheit errechnet werden.
Die DE-A 36 15 370 zeigt einen Florerzeuger, der mittels eines Formierkopfes eine Faserbahn auf einem Transportband bildet. Über ein Rückführ-Steuersystem mit Fühlern wird die flächenbezogene Masse oder Dicke des Bahnprofils aufgenommen und zur Regelung des Formierkopfes herangezogen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Vliesanlage zu verbessern.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.
Bei der erfindungsgemäßen Vliesanlage oder allgemein
Faseranlage ist an einer geeigneten Stelle hinter dem Auslaß des Vlieslegers eine Meßeinrichtung zur Bestimmung der Dichte des Vlieses angeordnet. Die ermittelten Dichtewerte werden zur Einstellung der Profilbildungseinrichtung herangezogen, so daß die gewünschte Profilbildung gezielt eingestellt und überwacht werden kann. Zur Automatisierung der Überwachung und Regelung empfiehlt es sich, die Meßeinrichtung mit der Profilbildungseinrichtung in einem Regekreis zu verbinden und im weiteren
&iacgr;&ogr; vorzugsweise auch die Messungen kontinuierlich oder zumindest intermittierend durchzuführen. Dadurch kann die Profilbildung während des Betriebs laufend überwacht und bei Auftreten eventueller Fehler nachgeregelt werden.
Die Meßeinrichtung ist vorzugsweise hinter der Verfestigungseinrichtung angeordnet. Sie erfaßt hierdurch eventuelle Dichtefehler im Endprodukt, die in irgendeiner beliebigen Stelle innerhalb einer kompletten Vliesanlage verursacht sein können und sich unabhängig von ihrem Entstehungsort durch eine Nachregelung der Profilbildung im Vlieslegerbereich kompensieren lassen.
Der Vliesleger und die Profilbildungseinrichtung können in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Profilbildung durch Erzeugung von Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Band- und Wagengeschwindigkeit am Florauslaß des Legewagens erzeugt. Diese Ausführung hat Vorteile bei der zielgenauen Steuerung der Profilbildung.
Die Meßeinrichtung kann in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. Für einen kontinuierlichen Betrieb und eine Online-Regelung empfehlen sich optische oder radiometrische Meßeinrichtungen.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:
Figur 1: ein schematisches Anlagenkonzept einer
Vliesanlage mit einem Vliesleger und einer Profilbildungseinrichtung nebst Dichtemeßeinrichtung mit weiteren vor- und nachgeschalteten Anlagenkomponenten und
Figur 2: einen Querschnitt durch einen Vliesleger
entsprechend Figur 1.
Figur 1 zeigt in einer Schemadarstellung eine Vliesanlage (1). Diese besteht aus mindestens einem Vliesleger (4) mit einer Meßeinrichtung (13) zur direkten oder mittelbaren Ermittlung der Dichte des auslaufenden Vlieses (10). Zur Erweiterung der Vliesanlage (1) kann dem Vliesleger (4) ein Florerzeuger (2), z.B. eine Krempel, vorgeschaltet sein. Der Florerzeuger (2) kann auch eine Einrichtung zur Aufbereitung der Fasern und sonstige geeignete Komponenten aufweisen. Der Florerzeuger (2) erzeugt einen einlagigen Flor (3) aus beliebig geeigneten Fasern, z.B. Kunstfasern oder Naturfasern, und führt diesen über geeignete Fördermittel dem Einlaß oder Floreinlauf (15) des Vlieslegers (4) zu.
Der Vliesleger (4) faltet den zugeführten einlagigen Flor (3) zu einem quer auslaufenden, mehrlagigen Vlies (10) um, das auf einem Abführband (11) abgelegt wird. Die Florlagen werden hierbei im Zickzack auf dem Abführband (11) abgelegt. Das Vlies (10) wird anschließend einer geeigneten Verfestigungseinrichtung (12), z.B. einer Nadelmaschine oder einer Thermofusionseinrichtung, zugeführt, in der das Vlies (10) in geeigneter Weise verfestigt und verdichtet wird. Die Meßeinrichtung (13)
ist vorzugsweise auslaßseitig hinter der Verfestigungseinrichtung (12) angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann eine Meßeinrichtung (13) auch zwischen dem Vliesleger (4) und der Verfestigungseinrichtung (12) angeordnet sein.
Die Vliesanlage (1) kann darüber hinaus noch weitere nicht dargestellte Anlagenkomponenten beinhalten, z.B. eine Streckeinrichtung, einen weiteren Florerzeuger etc., die
&iacgr;&ogr; beispielsweise zwischen dem Vliesleger (4) und der Verfestigungseinrichtung (12) angeordnet sein können. Hinter der Verfestigungseinrichtung (12) beziehungsweise der Meßeinrichtung (13) können eine Schneideinrichtung, eine Wickelvorrichtung und sonstige geeignete Anlagenkomponenten angeordnet sein. In Abwandlung des gezeigten Ausführungsbeispieles können außerdem mehrere Vliesleger (4) hintereinander angeordnet sein.
Der Vliesleger (4) besitzt vorzugsweise eine integrierte Profilbildungseinrichtung (20), mit der die Dichte des abgelegten Vlieses (10) beeinflußt und über die Legebreite gezielt verändert werden kann. Die Profilbildungseinrichtung (20) kann aber auch dem Florerzeuger zugeordnet sein. Grundsätzlich kann die Profilbildungseinrichtung (20) in beliebig geeigneter Weise ausgebildet und angeordnet sein. Beispielsweise kann sie entsprechend der EP 0 315 930, der EP 0 371 948, der WO 98/37264, der EP 0 659 220, der DE-P 43 04 988, der WO 97/19209 und der DE-A-38 43 180 ausgeführt und plaziert sein.
Üblicherweise ist eine möglichst gleichbleibende Dichte des Vlieses über die gesamte Breite gewünscht. Dies betrifft insbesondere das verfestigte und fertig behandelte Endprodukt, das am Ende der kompletten Vliesanlage (1) herauskommt. In anderen Fällen können auch unterschiedliche Dichteverteilung in bestimmter Lage und
Größe erwünscht sein. Dies sind die Vorgaben nach denen sich die Einstellung und Regelung der Profilbildungseinrichtung (20) richtet.
Über die Meßeinrichtung (13) kann die Dichte des Vlieses (10) festgestellt werden. Vorzugsweise erstreckt sich die Meßeinrichtung (13) quer über die gesamte Lege- oder Vliesbreite und mißt an mehreren Stellen der Legebreite. Hierbei empfiehlt es sich zur Optimierung der
&iacgr;&ogr; Meßergebnisse, eine Vielzahl von Meßpunkten vorzusehen, die in einer Reihe oder versetzt zueinander angeordnet und mit einer möglichst hohen Dichte positioniert sind.
Die Meßeinrichtung (13) mißt vorzugsweise kontinuierlich. Sie kann alternativ auch intermittierend arbeiten, wobei die Dichtemessung während des Produktionsbetriebes mehrmals durchgeführt werden.
Die Meßergebnisse dienen zur Einstellung der Profilbildungseinrichtung (20). Diese Einstellung kann manuell geschehen, indem die Dichtewerte über die Legebreite von der Meßeinrichtung (13) in geeigneter Weise, z.B. optisch an einem Display angezeigt werden. Bei Auftreten von Unregelmäßigkeiten wird die Profilbildungseinrichtung (20) manuell nachgeregelt.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Meßeinrichtung (13) über eine Leitung (14) mit der Profilbildungseinrichtung (20) in einem Regelkreis verbunden. Die Profilbildungseinrichtung (20) kann hierfür eine geeignete frei programmierbare Steuerung (5) aufweisen, die z.B. einen Rechner mit ein oder mehreren Prozessoren, geeigneten Schnittstellen und ein oder mehren Daten- und Programmspeichern beinhaltet. In der Steuerung
(5) wird ein Soll-Zlst-Wertvergleich der gelieferten Dichtedaten durchgeführt und in Abhängigkeit vom Ergebnis die Profilbildungseinrichtung (20) entsprechend einer
gewünschten Regellogik nachgeregelt. Hierdurch wird die Dichte des Vlieses (10) kontinuierlich oder zumindest intermittierend überwacht und bei Bedarf automatisch nachgeregelt.
Vorzugsweise erfolgt die Dichtemessung hinter der Verfestigungseinrichtung (12) am verdichteten Vlies (10) und somit am Endprodukt. Hierdurch werden Dichtefehler erfaßt, die an irgendeiner Stelle innerhalb der Vliesanlage (1) auftreten können. Sie werden dann unabhängig vom Verursacher über die Profilbildungseinrichtung (20) nachgeregelt und kompensiert. Bei einer Anordnung der Meßeinrichtung (13) unmittelbar hinter dem Vliesleger (4) können Dichtefehler erfaßt werden, die in und vor dem Vliesleger (4) entstehen. Dichtefehler in der Verfestigungseinrichtung (12) werden hierdurch nicht festgestellt.
Eine der Hauptursachen für die genannten Dichtefehler ist die Verfestigungseinrichtung (12). Hierbei kommt es von Haus aus zu einer Erhöhung der Faserdichte im Randbereich des Vlieses (10). Bei der Verfestigung schrumpft das Vlies (10) an den Längsrändern und bildet einen seitlichen Einsprung. Dies führt zu einer höheren Verdichtung in den längs laufenden Randbereichen des Vlieses (10). Diesem Effekt wird über die Profilbildungseinrichtung (20) entgegengewirkt, indem im Innenbereich zwischen diesen Rändern bei der Vliesbildung die Dichte durch verstärkte Florablage und eine damit verbundene vermehrte Faserzuführung erhöht wird. Diese zu kompensierenden randseitigen Verdichtungen treten im wesentlichen bei allen Arten von Verfestigungseinrichtungen (12) ein.
Darüber hinaus können auch andere Dichtefehler temporär und/oder lokal auftreten. Sie werden z.B. verursacht durch Unregelmäßigkeiten bei der Florerzeugung. Desgleichen können auch innerhalb der Verfestigungseinrichtung (12)
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durch Abnutzung Unterschiede in der Verfestigung quer über die Legebreite entstehen. Dies ist z.B. der Fall, wenn in der Vliesanlage (1) unterschiedlich breite Vliese (10) gefertigt werden. Hierdurch nutzen sich die innenliegenden Nadeln oder anderen Verfestigungselemente stärker als die randseitigen ab und führen zu einer schlechteren Verdichtung im Innenbereich. Andererseits kommt es auch vor, daß das Vlies (10) nicht immer mittensymmetrisch der Verfestigungseinrichtung (12) zugeführt wird und seitlich nach der einen oder anderen Richtung versetzt sein kann. Dies führt ebenfalls zu einer ungleichmäßigen Abnutzung und entsprechenden Änderungen im Verfestigungs- und Verdichtungsverhalten. Als weitere Ursache kommen auch Toleranzen und Unregelmäßigkeiten bei der Vliesbildung und der Profilbildung als Ursache für Verdichtungsfehler in Betracht. Die tatsächliche Profilbildung weicht dann von den Einstellungen ab. All diese Ursachen können durch die Meßeinrichtung (13) in Verbindung mit der Profilbildungseinrichtung (20) kompensiert werden.
Die Meßeinrichtung (13) kann in beliebig geeigneter Weise konstruktiv ausgebildet sein und als direkte oder indirekte Dichtemessung funktionieren. Für eine Online-Messung empfehlen sich radiometrische Meßeinrichtungen, die das Vlies (10) mit einer über die Legebreite im wesentlichen gleichmäßig verteilten Strahlung beaufschlagen und die durch unterschiedliche Dichten hervorgerufenen Strahlungsänderungen registrieren. Unterschiedliche Dichten können beispielsweise zu einem unterschiedlichen Ablenkverhalten und einer unterschiedlichen Streuung der Strahlung führen.
Desweiteren kommen auch optische Meßeinrichtungen (13) in Betracht. Dies betrifft insbesondere Einrichtungen, die mit Auflicht oder Durchlicht arbeiten. In einer weiteren Abwandlung ist es möglich, das Vlies (10) an mehreren Stellen über der Legebreite über Druckmeßdosen oder andere
geeignete Aufnehmer lokal zu wiegen und hierüber die Dichte zu bestimmen.
Figur 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Vlieslegers (4). Er ist als sogenannter Vliesbandleger entsprechend der WO 97/19209 ausgebildet. Er besitzt zwei endlose und im Kreis umlaufende Legebänder (6,7), die eigenständig durch geeignete Antriebe (nicht dargestellt) angetrieben sind. Die Legebänder (6,7) werden über zwei Hauptwagen (8,9) mit eigenständigen Antrieben (nicht dargestellt) und dort angeordnete Umlenk- und Führungsro11en geführt. Außerdem können zwei Hilfswagen (16,17) vorhanden sein, über die die Legebänder (6,7) ebenfalls mittels Umlenkrollen geführt sind. Die Hilfswagen (16,17) sind über geeignete Treibriemen (18) oder andere Verbindungsmittel entweder selbständig angetrieben oder mit dem jeweils zugehörigen Hauptwagen (8,9) verbunden. Die Hilfswagen (16,17) straffen die Legebänder (6,7) und erlauben es, daß die beiden Hauptwagen (8,9) sich abweichend vom normalen Kopplungsbezug gegeneinander bewegen. Durch eine solche Entkoppelung der Hauptwagen (8,9) untereinander kann ein interner Band- und Florspeicher gebildet werden, der Randverdickungen des abgelegten Vlieses (10) verhindert.
Hierdurch tritt an den Umkehrpunkten des unteren Hauptwagens beziehungsweise Legewagens (9) und den dortigen Brems- und Beschleunigungsbereichen der Wagenbewegung nur soviel Flor (3) aus, wie für eine gleichmäßige Florablage erwünscht ist. Hierbei kann allerdings auch gezielt durch entsprechende Geschwindigkeitseingriffe eine Profilbildung des Vlieses (10) erreicht werden.
Der Vliesleger (4) ist als ein sogenannter gleichläufiger Leger ausgebildet, bei dem sich die beiden Hauptwagen (8,9) regelmäßig in der gleichen Richtung bewegen, wobei bei normaler Koppelung der untere Hauptwagen (9) die
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doppelte Strecke und die doppelte Geschwindigkeit wie der obere Hauptwagen fährt. Bei einem gleichläufige Leger bewegen sich die beiden Legebänder (6,7) zwischen den beiden Hauptwagen (8,9) auf direktem Wege in einem im wesentlichen horizontalen Bandabschnitt, wobei der Flor
(3) zwischen den Legebändern (6,7) in einer Anpreßzone mit leichter Klemmung geführt und gehalten ist. Zusätzlich kann am oberen Hauptwagen oder Oberwagen (8) ein geschlossener Bandeinlauf mit einer weiteren Andruckzone vorhanden sein.
Alternativ kann der Vliesleger (4) auch als sogenannter gegenläufiger Leger ähnlich der EP 0 315 930 ausgebildet sein. Hierbei bewegen sich die beiden Hauptwagen (8,9) gegenläufig zueinander, wobei die beiden Legebänder (6,7) zwischen den Hauptwagen (8,9) über eine stationäre Umlenkung geführt sind.
Die Profilbildungseinrichtung (20) ist in der gezeigten bevorzugten Ausfuhrungsform Bestandteil des Vlieslegers
(4) und beeinflußt die Geschwindigkeit der Legebänder (6,7) und der beiden getrennt hiervon angetriebenen und steuerbaren Hauptwagen (8,9). Hierbei werden zur Profilbildung bewußt Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen der Bandumlaufgeschwindigkeit und der Legewagengeschwindigkeit an der Floraustrittsstelle am Legewagen (9) erzeugt. Wenn die Bandumlaufgeschwindigkeit höher als die Fahrgeschwindigkeit des Legewagens (9) ist, tritt mehr Flor aus, was zu einer entsprechenden Erhöhung der Vliesdichte führt. Umgekehrt entsteht bei einer Verringerung der Bandumlaufgeschwindigkeit gegenüber der Legewagengeschwindigkeit eine Verringerung der Vliesdichte. Über die Steuerung (5) werden die Antriebe der Legebänder (6,7) und der Hauptwagen (8,9) getrennt voneinander eingestellt und auf beliebig geeignete Relativbeziehungen eingestellt.
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Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Profilbildungseinrichtung (20) in einer beliebigen anderen geeigneten Art und Weise ausgebildet sein. Sie kann dazu beispielsweise die Konstruktionen und Funktionen gemäß der EP 0 521 973, EP 0 371 948, WO 98/37264, EP 0 659 220, DE-P 43 04 988, WO 97/19209 und DE-A-38 43 180 haben.
Abwandlungen des gezeigten Ausführungsbeispieles sind auch in anderer Weise möglich. Der Vliesleger (4) kann statt
&iacgr;&ogr; als Vliesbandleger auch als sogenannter Wagenleger oder als Camelback-Leger ausgeführt sein. Desgleichen können die anderen Komponenten der Vliesanlage (1), insbesondere der Florerzeuger (2) und die Verfestigungseinrichtung (12) in beliebig geeigneter Weise in Ausbildung und Anordnung abgewandelt werden.
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- 12 BEZUGSZEICHENLISTE
1 Vliesanlage, Faseranlage
2 Florerzeuger, Krempel 3 Flor
4 Vliesleger
5 Steuerung
6 Legeband
7 Legeband
&iacgr;&ogr; 8 Hauptwagen, Oberwagen
9 Hauptwagen, Legewagen
10 Vlies
11 Abführband
12 Verfestigungseinrichtung, Nadelmaschine 13 Meßeinrichtung
14 Leitung
15 Einlaß, Floreinlauf
16 Hilfswagen
17 Hilfswagen 18 Treibriemen
19 Auslaß, Vliesauslauf
20 Profilbildungseinrichtung
21 Regelkreis

Claims (8)

1. Vliesanlage, bestehend aus mindestens einem Vliesleger zum Umfalten eines von einem vorgeschalteten Florerzeuger zugeführten einlagigen Flors in ein mehrlagiges Vlies, wobei der Vliesleger eine Profilbildungseinrichtung für das Vlies aufweist und das Vlies nachfolgend an mindestens eine Verfestigungseinrichtung abführt, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Auslaß (19) des Vlieslegers (4) eine Meßeinrichtung (13) zur Bestimmung der Dichte des Vlieses (10) und zur Einstellung der Profilbildungseinrichtung (20) angeordnet ist.
2. Vliesanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (13) mit der Profilbildungseinrichtung (20) in einem Regelkreis (21) verbunden ist.
3. Vliesanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (13) kontinuierlich oder zumindest intermittierend arbeitet.
4. Vliesanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (13) hinter der Verfestigungseinrichtung (12) angeordnet ist.
5. Vliesanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (13) als optische oder radiometrische Meßeinrichtung ausgebildet ist.
6. Vliesanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesleger (4) zwei in geschlossenen Bahnen umlaufende angetriebene Legebänder (6, 7) und zwei davon getrennt steuerbare und angetriebene Hauptwagen (8, 9) aufweist.
7. Vliesanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilbildungseinrichtung (20) eine frei programmierbare Steuerung (5) zur Erzeugung von profilbildenden Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen der Bandgeschwindigkeit und der Hauptwagengeschwindigkeit aufweist.
8. Vliesanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesleger (4) mindestens einen Hilfswagen (16, 17) zur Spannung mindestens eines Legebandes (6, 7) aufweist.
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