WO2003023106A2 | 2003-03-20 | |||
WO2005124001A1 | 2005-12-29 |
EP2689060A1 | 2014-01-29 | |||
US6572722B1 | 2003-06-03 |
PATENTANSPRÜCHE Prägeeinrichtung für eine Warenbahn (2) aus einem textilen Fasermaterial, insbesondere ein Nonwoven- Faservlies, mit einem Prägewerkzeug (5) zum Prägen der Warenbahn (2), dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Prägewerkzeug (5) die Warenbahn (2) mit fluidischem Unterdruck und/oder fluidischem Überdruck prägt. Prägeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Prägewerkzeug (5) die Warenbahn (2) mit einer Fluidströmung (6), insbesondere einer Gasströmung, prägt und ggf. perforiert . Prägeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Prägewerkzeug (5) einen Prägekörper (7) mit einem gelochten Korpusmantel (9) aufweist, an dem die Warenbahn (2) anliegt . 4. ) Prägeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Korpusmantel (9) an der zur Warenbahn (2) weisenden Außenseite glattwandig ausgebildet ist. 5. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Prägekörper (7) als rotierende Prägewalze mit einem gelochten Zylindermantel (9) ausgebildet ist. Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, der Prägekörper (7), insbesondere die Prägewalze bereichsweise von der Warenbahn (2) bedeckt bzw. umschlungen ist. 7. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prägeeinrichtung (4) eine bevorzugt steuerbare Unterdruckquelle (14), insbesondere eine Saugeinrichtung, aufweist, die mit dem bevorzugt hohlen Prägekörper (7) strömungstechnisch verbunden ist . 8. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prägeeinrichtung (4) eine bevorzugt steuerbare Überdruckquelle (15), insbesondere eine Blaseinrichtung, aufweist, die eine Fluidströmung (6) , insbesondere Gasströmung, gegen den Prägekörper (7) und die dort anliegende Warenbahn (2) richtet. 9. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Unterdruckquelle (14), insbesondere eine Saugeinrichtung, und die Überdruckquelle (15), insbesondere eine Blaseinrichtung, durch eine Fluidrückführung (18) miteinander strömungstechnisch verbunden sind. 10. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Unterdruckquelle (14), insbesondere eine Saugeinrichtung, und die Überdruckquelle (15), insbesondere eine Blaseinrichtung, zu einer Umwälzeinrichtung (16) verbunden sind. 11. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Fluidströmung (6), insbesondere Gasströmung, eine niedrigere Temperatur als die beaufschlagte Warenbahn (2) aufweist. 12. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prägeeinrichtung (4) eine Fluidauf ereitung (19) für die zugeführte oder umgewälzte Fluidstromung (6), insbesondere Gasströmung, aufweist. 13. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Überdruckquelle (15), insbesondere Blaseinrichtung, mit einer gegen den Prägekörper (7) und die dort anliegende Warenbahn (2) gerichteten Düse (17) oder Blende (35) strömungstechnisch verbunden ist. 14. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Prägewerkzeug (5) einen Gegenkörper (8) mit einem gelochten Korpusmantel (11), aufweist, der dem Prägekörper (7) quer zur Warenbahn (2) gegenüberliegend angeordnet ist. 15. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Überdruckquelle (15), insbesondere Blaseinrichtung, mit dem bevorzugt hohlen Gegenkörper (8) strömungstechnisch verbunden ist. 16. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Düse (17) oder Blende (35) im Gegenkörper (8) bevorzugt stationär angeordnet ist. 17. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Düse (17) oder Blende (35) im Gegenkörper (8) auslassseitig gegen den gelochten Korpusmantel (11) gerichtet ist und die Fluidströmung (6) durch die Lochung (12) des Gegenkörpers (8) emittiert. 18.) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Düse (17) im Gegenkörper (8) auslassseitig gegen die Kontaktstelle (32) von Prägekörper (7), Gegenkörper (8) und Warenbahn (2) gerichtet ist. 19.) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Düse (17) oder Blende (35) eine dünne, vorzugsweise heiße, Fluidströmung (6) emittiert, die einen ggf. verformten Bereich der Warenbahn (2) perforiert . 20.) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Lochung (10,12) des Prägekörpers (7) und des Gegenkörpers (8) aufeinander abgestimmt und für den Durchläse einer Fluidströmung (6), insbesondere Gasströmung, fluchtend angeordnet sind. 21. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Lochung (10) des Prägekörpers (7) und ggf. die Lochung (12) des Gegenkörpers (8) zur Ausbildung eines gewünschten Prägemusters angeordnet und ausgebildet sind. 22. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Prägekörper (7) und der Gegenkörper (8) eine gemeinsame oder synchronisierte Antriebstechnik (13) aufweisen. 23.) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prägeeinrichtung (4) für eine heiße Warenbahn (2) vorgesehen und ausgebildet ist, wobei das Prägewerkzeug (5) eine niedrigere Temperatur als die Warenbahn (2) aufweist. Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prägeeinrichtung (4) eine Kühleinrichtung (20) für das Prägewerkzeug (5) aufweist. 25.) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prägeeinrichtung (4) eine Stelleinrichtung (21) für die Zustellung des Prägewerkzeugs (5) an die Warenbahn (2) aufweist. 26. ) Prägeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prägeeinrichtung (4) eine Fördereinrichtung (22) für die bevorzugt kontinuierliche Förderung der Warenbahn (2) aufweist. 27.) Wärmebehandlungseinrichtung für eine Warenbahn (2) aus einem textilen Fasermaterial, insbesondere ein Nonwoven-Faservlies , mit einer Heizeinrichtung (3) und einer Prägeeinrichtung (4) für die Warenbahn (2) , dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prägeeinrichtung (4) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 26 ausgebildet ist, wobei die Prägeeinrichtung (4) in Transportrichtung (25) der bewegten Warenbahn (2) hinter der Heizeinrichtung (3) angeordnet ist. 28. ) Wärmebehandlungseinrichtung nach Anspruch 27, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prägeeinrichtung (4) direkt hinter der Heizeinrichtung (3) angeordnet ist. 29. ) Wärmebehandlungseinrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Prägeeinrichtung (4) an die Heizeinrichtung (3) angebaut ist. 30. ) Wärmebehandlungseinrichtung nach Anspruch 27, 28 oder 29, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Prägeeinrichtung (4) eine Kühlstrecke (28) für die Warenbahn (2) nachgeschaltet ist. 31. ) Faserbehandlungsanlage für eine Warenbahn (2) aus einem textilen Fasermaterial, insbesondere ein Nonwoven-Faservlies , mit einem Florerzeuger, insbesondere einer Karde oder Krempel, einem Vliesleger und einer Wärmebehandlungseinrichtung (1) für die Warenbahn (2), dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wärmebehandlungseinrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 27 bis 30 ausgebildet ist. 32. ) Verfahren zum Prägen einer Warenbahn (2) aus einem textilen Fasermaterial, insbesondere ein Nonwoven- Faservlies, mit einem Prägewerkzeug (5) , dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Warenbahn (2) vom Prägewerkzeug (5) mit fluidischem Unterdruck und/oder fluidischem Überdruck geprägt wird. 33. ) Verfahren nach Anspruch 32, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Warenbahn (2) mit einer Fluidströmung (6), insbesondere einer Gasströmung, geprägt und ggf. perforiert wird, wobei die Warenbahn (2) an einer Kontaktstelle (32) zwischen einem Pragekorper (7) mit einem gelochten Korpusmantel (9) und einem Gegenkörper (8) mit einem gelochten Korpusmantel (11) angeordnet ist. |
Prägeeinrichtung Die Erfindung betrifft eine Prägeeinrichtung mit den
Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Aus der Praxis sind Prägeeinrichtungen mit Prägewalzen bekannt, die auf eine abgekühlte Warenbahn aus einem textilen Fasermaterial, insbesondere ein Nonwoven-
Faservlies einwirken. Diese Prägewalzen sind beheizt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
verbesserte Prägetechnik aufzuzeigen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch .
Mit der beanspruchten Prägetechnik, d.h. der
Prägeeinrichtung und dem Prägeverfahren, kann eine höhere Effizienz hinsichtlich Funktion und Qualität des
Prägevorgangs sowie Bau- und Energieaufwand erreicht werden. Das Prägen kann zu unterschiedlichen Zwecken durchgeführt werden, z.B. zum Verfestigen und ggf. auch Perforieren der Warenbahn oder zu Dekorationszwecken. Die Warenbahn besteht bevorzugt aus einem textilen
Fasermaterial, das z.B. ein Nonwoven-Faservlies sein kann.
Bei der beanspruchten Prägetechnik wird die Warenbahn von einem Prägewerkzeug mit fluidischem Unterdruck und/oder fluidischem Überdruck geprägt. Die Warenbahn kann
insbesondere mit einer Fluidströmung, bevorzugt einer Gasströmung, geprägt und ggf. auch perforiert werden. Das Prägewerkzeug weist hierfür einen Prägekörper mit einem gelochten Korpusmantel auf, an dem die Warenbahn anliegt. Der fluidische Druck kann hierbei von der Innenseite des Prägekörpers und/oder von außen her wirken. Der fluidische Druck bzw. die Fluidstromung bewegt den beaufschlagten Warenbahnbereich in das darunter liegende Durchgangsloch des Korpusmantels und verformt diesen Warenbahnbereich dabei plastisch und dauerhaft unter Bildung eines lokalen Wulstes oder einer Kalotte. Die Wölbungsrichtung der
Verformung und die Fluidstromung sind gleich gerichtet.
Eine scharfe, insbesondere strahlartige, und ggf. sehr heiße Fluidstromung ist für eine Perforation der z.B.
bereits durch Unterdruck am Prägekörper erzeugten und in der dortigen Lochung befindlichen lokalen Verformungen der Warenbahn besonders günstig. Insbesondere kann eine Düse oder Blendenöffnung der Überdruckeinrichtung eine dünne, vorzugsweise heiße, Fluidstromung emittieren, die einen ggf. bereits verformten Bereich der Warenbahn perforiert.
Der Prägekörper kann eine beliebige geeignete Formgebung haben und ist vorzugsweise als rotierende Prägewalze ausgebildet. An der Lochung des Korpusmantels wird das Warenbahnmaterial lokal in den Innenraum des Prägekörpers bzw. des Korpusmantels hineingezogen und dabei verformt und verfestigt. Der gelochte Korpusmantel ist an der zur Warenbahn gerichteten Außenseite vorzugsweise glattwandig ausgebildet .
Die zur fluidischen Prägung eingesetzte Fluidstromung, insbesondere Gasströmung, kann eine niedrigere Temperatur als die beaufschlagte Warenbahn, insbesondere der
druckbeaufschlagte oder durchströmte Warenbahnbereich, aufweisen. Diese Temperaturdifferenz ist günstig für die Ausbildung und Verfestigung der lokalen Verformung.
Andererseits kann die besagte Fluidstromung eine gleiche oder höhere Temperatur als die beaufschlagte Warenbahn haben, wodurch eine Abkühlung der Warenbahn verzögert und ihre plastische Verformbarkeit länger aufrechterhalten wird. Dies kann für eine mehrstufige Prägeverformung und/oder für eine nachfolgende Perforation von Vorteil sein .
In einer einfachen Ausführungsform kann ein am Prägekörper angelegter Unterdruck aus einer bevorzugt steuerbaren Unterdruckquelle, insbesondere einer Saugeinrichtung, genügen. In einer anderen Ausführungsform kann zusätzlich ein an der gegenüberliegenden Warenbahnseite bzw.
Außenseite wirkender Überdruck von einer bevorzugt
steuerbaren Überdruckquelle, insbesondere einer
Blaseinrichtung, einwirken. Hierdurch kann eine
Fluidstromung, insbesondere Gasströmung, gegen den
Prägekörper und die dort anliegende Warenbahn gerichtet werden, welche die besagte Verformung der Warenbahn in der Lochung des Prägekörpers bewirkt oder unterstützt. In einer weiteren Abwandlung kann nur ein solcher Überdruck bzw. eine Überdruckquelle, insbesondere Blaseinrichtung, vorhanden sein.
Ferner ist der Einsatz eines Gegenkörpers vorteilhaft, der an der freien Außenseite der Warenbahn anliegt, so dass die Warenbahn zwischen dem Prägekörper und dem Gegenkörper an einer Kontaktstelle gehalten und ggf. eingespannt werden kann. Der Gegenkörper kann außenseitig glattwandig ausgebildet sein. Er kann ebenfalls eine Lochung
aufweisen, die an die Lochung des Prägekörpers adaptiert ist. Dies erlaubt die Erzeugung und Richtung einer
Fluidstromung aus dem Gegenkörper durch die Warenbahn in den Prägekörper. Dies kann für eine besonders günstige und dauerhafte Verformung der Warenbahn sorgen.
Ein Gegenkörper ist auch für eine gezielte
Temperaturbeeinflussung der Warenbahn an der Kontaktstelle und/oder für eine Temperierung der Fluidstromung von
Vorteil . Die Unterdruck- und/oder Überdruckquelle können separat angeordnet oder ggf. auch zu einer Umwälzeinrichtung verbunden sein. Die besagte Fluidströmung kann dabei im Kreislauf geführt und ggf. auch aufbereitet werden. Die Fluidströmung kann bedarfsweise konditioniert werden, z.B. hinsichtlich Temperatur und/oder Feuchte. Ferner ist es möglich, in den Gegenkörper zusätzlich oder alternativ Umgebungsluft zuzuführen. Dem Prägekörper können ein oder mehrere Gegenkörper zugeordnet werden. Bei einer Mehrfachanordnung können die Gegenkörper gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Sie können z.B. eine unterschiedliche Lochung,
insbesondere unterschiedliche Lochgrößen, aufweisen. Sie können auch ohne oder mit einer Blaseinrichtung,
insbesondere zum Perforieren, ausgerüstet sein.
Mit der Lochung des Prägekörpers und ggf. der Lochung des Gegenkörpers kann ein gewünschtes Prägemuster in der
Warenbahn erzeugt werden. Hierdurch lassen sich außer der Verfestigung der Warenbahn auch dekorative oder andere Effekte erzielen. Zudem lässt sich durch eine
Lochungsabstimmung die Form und Größe einer fluidischen Verformung, insbesondere Prägung, der Warenbahn
beeinflussen und einstellen.
Die beanspruchte Prägetechnik kann innerhalb oder
außerhalb einer Heizeinrichtung, insbesondere eines Ofens, zur Thermoverfestigung der Warenbahn durchgeführt werden. Das bevorzugte Prägen außerhalb und im nahen Anschluss an die Heizeinrichtung hat den Vorteil, dass die in der
Warenbahn vorhandene Wärme und Temperatur genutzt werden kann, um eine plastische und dauerhafte Verformung der Warenbahn und des enthaltenen Fasermaterials beim Prägen zu erreichen. Hierbei kann eine Temperaturdifferenz zwischen der Warenbahn und dem Prägewerkzeug von Vorteil sein. Mit einer Kühleinrichtung für das Prägewerkzeug kann die Temperaturdifferenz optimiert sowie gesteuert und geregelt werden.
Die beanspruchte Prägetechnik eignet sich besonders für eine kontinuierlich bewegte Warenbahn. Die Ausbildung des
Prägewerkzeugs mit einem rotierenden und bevorzugt
zylindrischen Prägekörper sowie ggf. einem entsprechend ausgebildeten, bevorzugt zylindrischen, Gegenkörper ist dabei von besonderem Vorteil. Ferner sind synchronisierte Antriebe für die besagten Präge- und Gegenkörper oder ein gemeinsamer Antrieb günstig.
Die Prägeeinrichtung kann eine eigenständige Baueinheit darstellen, die einer Heizeinrichtung für die Warenbahn z.B. einem Thermobonding-Ofen, zugeordnet sein kann. Dies kann im Wege der Erstausrüstung oder Nachrüstung bzw.
Umrüstung erfolgen. Eine Positioniereinrichtung ist für die räumliche Zuordnung vorteilhaft. Die Prägeeinrichtung kann auch mit der Heizeinrichtung zu einer
Wärmebehandlungseinrichtung kombiniert werden.
Die Prägeeinrichtung kann zur effizienten Ausnutzung der in der Warenbahn vorhandenen Wärmeenergie sehr nahe an der Heizeinrichtung angeordnet, insbesondere an dieser
angebaut werden. Die enge Zuordnung von Heizeinrichtung und Prägeeinrichtung spart außer Energie auch Platz und Bauaufwand. Alternativ ist ein größerer Abstand zwischen Heizeinrichtung und Prägeeinrichtung möglich, wobei ein zusätzliches Heizmittel zwischengeschaltet sein kann. Eine Erfassungseinrichtung für Prozessparameter, insbesondere Temperatur (en) , erlaubt eine optimale Steuerung des
Prägeprozesses. An die Prägeeinrichtung kann sich eine Kühlstrecke beliebiger Art anschließen. Mit dem Prägeprozess kann die eingangs erwähnte
Verfestigung der Warenbahn erreicht werden. Dies bringt auch Vorteile mit der Führung und dem Transport der Warenbahn mit sich. Die Warenbahn kann durch den
unmittelbar an den Heizprozess anschließenden Prägeprozess schnell und wirksam mechanisch stabilisiert werden und lässt sich anschließend leichter und sicherer führen und transportieren. Unerwünschte Verformungen der Warenbahn auf Transport strecken hinter der Heizeinrichtung können vermieden werden.
Ein besonderer Vorteil der beanspruchten Prägetechnik liegt in der Möglichkeit zur Leistungssteigerung und zur Erhöhung der Geschwindigkeit der laufenden Warenbahn.
Durch die bereits in der Warenbahn enthaltene Wärmeenergie genügt für den Prägeprozess eine räumlich und zeitlich kurze Beaufschlagung der Warenbahn mit dem Prägewerkzeug und dem fluidischen Unterdruck und/oder Überdruck. Die eingebrachten Verformungen in der Warenbahn werden durch ein thermisches Anhaften oder ein Verschmelzen der Fasern schnell fixiert. Hierfür ist die eingangs genannte
Temperaturdifferenz zwischen Warenbahn und Prägewerkzeug und/oder Fluidströmung besonders günstig. Die Fasern in der Warenbahn können dadurch ohne Anhaftgefahr von der Fluidströmung mitgenommen bzw. verformt und erst am Ende des Prägevorgangs fixiert werden. Außerdem wird Faserflug durch den Prägekörper und ggf. den Gegegenkörper
verhindert, insbesondere wenn die Warenbahn bereits durch die Heizeinrichtung vorverfestigt und die enthaltenen Fasern gebunden sind.
Die vorbekannten Prageemrichtungen mit beheizten
Prägewalzen haben demgegenüber eine wesentlich reduzierte Leisungsfähigkeit und Effizienz. Der Wärmeeintrag aus der Prägewalze in die Warenbahn braucht eine gewisse Zeit, was die mögliche Warenbahngeschwindigkeit deutlich reduziert. in den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
Figur 1: eine schematische Darstellung einer
Faserbehandlungsanlage mit einer
Prägeeinrichtung und einer
Wärmebehandlungseinrichtung, Figur 2: eine Variante der Faserbehandlungsanlage von
Figur 1,
Figur 3: eine abgebrochene Darstellung einer
Prägeeinrichtung an einer Heizeinrichtung,
Figur 4: eine ausschnittsweise und vergrößerte
Darstellung der Prägeeinrichtung von Figur 3,
Figur 5: eine Variante einer Walzenpaarung und
Figur 6: eine Variante der Prägeeinrichtung von Figur 3 und 4.
Die Erfindung betrifft eine Prägeeinrichtung (4) und ein Prägeverfahren für eine Warenbahn (2) . Die Erfindung betrifft ferner eine Wärmebehandlungseinrichtung (1), die von einer Prägeeinrichtung (4) und einer Heizeinrichtung (3) gebildet wird sowie ein Wärmebehandlungsverfahren. Schließlich betrifft die Erfindung auch eine
Faserbehandlungsanlage (29) mit einer solchen
Prägeeinrichtung (4) sowie ggf. auch einer
Wärmebehandlungseinrichtung (1) . Zur Erfindung gehört außerdem ein in der Faserbehandlungsanlage (29)
durchgeführtes Behandlungsverfahren für Fasern. Die Warenbahn (2) besteht in den gezeigten
Ausführungsbeispielen aus einem textilen Fasermaterial. Vorzugsweise handelt es sich um ein Nonwoven- Fasermaterial , z.B. ein Nonwoven-Faservlies . Das
Fasermaterial besteht vorzugsweise aus kurzen
geschnittenen Fasern. Die Fasern können Kunstfasern, insbesondere sogenannten BiCo-Fasern oder zwei- Komponenten-Fasern, sein. Alternativ sind auch Naturfasern oder Fasergemische möglich.
Figur 1 und 2 zeigen Varianten einer
Faserbehandlungsanlage (29) zur Herstellung und
Verarbeitung einer solchen Warenbahn (2) . In einem
eingangsseit igen Florerzeuger (30), z.B. einer Karde oder Krempel oder einer Airlay-Maschine, wird ein einlagiger oder mehrlagiger Faserflor hergestellt, der die Warenbahn (2) im Frühstadium bildet. Der Faserflor wird anschließend einem Vliesleger (31), z.B. einem Kreuzbandleger,
zugeführt und dort zu einem mehrlagigen Faservlies
abgelegt. Dieses kann anschließend in einer
Heizeinrichtung (3) termisch verfestigt werden. Dieser Prozess wird auch als Thermobonding bezeichnet. Die erhitzten Fasern in der Warenbahn (2) schmelzen zumindest partiell und haften aneinander oder verbinden sich
miteinander.
Anschließend durchläuft die in Transportrichtung (25) bewegte heiße Warenbahn (2) eine Prägeeinrichtung (4), in der die Warenbahn (2) einem mechanischen Prägeprozess unterworfen wird, der mit fluidischen Unterdruck und/oder Überdruck in der nachfolgend beschriebenen Weise
durchgeführt wird. Hierbei können Einprägungen in die Warenbahn (2) eingebracht werden. Die Warenbahn (2) kann auch perforiert werden. An die Prägeeinrichtung (4) kann sich eine Kühlstrecke (28) für die Warenbahn (2)
anschließen. Ferner ist eine beliebige Weiterverarbeitung, insbesondere auch ein Zuschneiden, Aufwickeln, Bevorraten oder dgl . möglich.
In der Variante von Figur 1 ist die Prägeinrichtung (4) in unmittelbarer Nähe der Heizeinrichtung (3) angeordnet. Sie kann dabei direkt hinter der Heizeinrichtung (3)
angeordnet oder an die Heizeinrichtung (3) angebaut sein. Bei der Variante von Figur 2 ist eine größerer Abstand zwischen der Heizeinrichtung (3) und der Prägeinrichtung (4) vorhanden. Falls dies zu einer übermäßigen Abkühlung der Warenbahn (2) führen sollte, kann ein zusätzliches Heizmittel (34) im Zwischenraum angeordnet und der
Prägeeinrichtung (4) vorgeschaltet sein. Alternativ oder zusätzlich können eine oder mehrere andere Maßnahmen zur Aufrechterhaltung der für den Prägeprozess vorteilhaften Warenbahntemperatur getroffen werden.
In Figur 1 ist außerdem schematisch eine
Positioniereinrichtung (33) für die Prägeeinrichtung (4) dargestellt. Damit lässt sich die Prägeeinrichtung (4) in einer oder mehreren Raumachsen, insbesondere in der Höhe und/oder im horizontalen Abstand verstellen und an die Heizeinrichtung (3) und ggf. die Lage der Warenbahn (2) anpassen. Die Positioniereinrichtung (33) kann auch bei den anderen Ausführungsbeispielen vorhanden sein.
Die Heizeinrichtung (3) und die Prägeinrichtung (4) können miteinander eine Wärmebehandlungseinrichtung (1) bilden. Die Prägeeinrichtung (4) kann dabei einen integralen Bestandteil der Wärmebehandlungseinrichtung (1)
darstellen. Sie kann alternativ eine separate Baueinheit bilden .
Figur 3 und 4 zeigen die Wärmebehandlungseinrichtung (1) . Die Heizeinrichtung (3) ist z.B. als Ofen mit einem umgebenden Gehäuse (26) ausgebildet und heizt die
Warenbahn (2) auf. Die kann z.B. mit einem Heißgas erfolgen. Die Heizeinrichtung (3) und/oder die Prägeeinrichtung (4) weist eine Fördereinrichtung (22) für die bevorzugt kontinuierliche Förderung der Warenbahn (2) auf. Alternativ kann die Förderbewegung diskontinuierlich, insbesondere intermittierend sein. Die Warenbahn (2) wird in Transportrichtung (25) transportiert und verlässt die
Heizeinrichtung (3) und das Gehäuse (26) durch einen
Auslauf (27). Das zusätzliche Heizmittel (34) kann
ebenfalls als Ofen oder alternativ als Strahlungsheizung oder in anderer Weise ausgebildet sein.
Die Fördereinrichtung (22) kann mehrteilig ausgebildet sein. Sie weist z.B. im Ofenbereich ein umlaufend bewegtes und bevorzugt kontinuierlich angetriebenes endloses
Transportband (24) auf, auf dem die Warenbahn (2)
aufliegt. Im Bereich der Prägeeinrichtung (4) weist die
Fördereinrichtung (22) eine Bahnführung (23) mit mehreren und zumindest teilweise angetriebenen Umlenk- und
Treibrollen für die Warenbahn (2) auf. Die Prägeeinrichtung (4) weist ein Prägewerkzeug (5) zur
Durchführung des Prägeprozesses an der laufenden Warenbahn (2) auf. Bei dem Prägeprozess werden auf fluidischem Weg plastische bzw. dauerhafte Verformungen in die Warenbahn (2) eingebracht. Dies sind lokale und diskrete
Verformungen. Sie können als Einprägungen an der
beaufschlagten Seite, insbesondere Oberseite, der
Warenbahn (2) ausgebildet sein. Die Einprägungen können zudem perforiert sein. Hierbei können z.B. lokal
Durchgangslöcher im End- oder Kuppenbereich der als begrenzte Vertiefungen ausgebildeten Einprägungen
eingebracht werden.
Die Prägeeinrichtung (4) ist für eine heiße Warenbahn (2) vorgesehen und ausgebildet. Das Prägewerkzeug (5) kann dabei eine niedrigere Temperatur als die heiße Warenbahn (2) haben. Die Prägeeinrichtung (4) und das Prägewerkzeug (5) sind an die Warenbahn (2) und das Bahnmaterial, vorzugsweise Fasermaterial, adaptiert.
Das Prägewerkzeug (5) prägt die Warenbahn (2) mit
fluidischem Unterdruck und/oder fluidischem Überdruck. Insbesondere prägt und ggf. perforiert das Prägewerkzeug
(5) die Warenbahn (2) mit einer Fluidströmung (6), die vorzugsweise als Gasströmung, insbesondere als
Luftströmung ausgebildet ist. Alternativ kann die
Fluidströmung (6) eine Flüssigkeit beinhalten.
Das Prägewerkzeug (5) weist einen Prägekörper (7) mit einem gelochten Korpusmantel (9) auf, an dem die Warenbahn (2) anliegt. Der Prägekörper (7) kann eine beliebig geeignete Form, z.B. eine kubische bzw. quaderartige Form, aufweisen. In der gezeigten und bevorzugten
Ausführungsform ist der Prägekörper (7) als rotierende Prägewalze mit einem gelochten Zylindermantel (9)
ausgebildet . in der gezeigten Ausführungsform tritt die Warenbahn (2) aus dem Auslauf (27) der Heizeinrichtung (3) mit
vorzugsweise gerader Erstreckung und z.B. in horizontaler Richtung aus. Sie kann nach dem Auslauf (27) vom
Transportband (24) abgelöst werden und gelangt dann an oder auf den in Transportrichtung (25) folgenden
Prägekörper (7). An der gezeigten rotierenden Prägewalze
(7) kann die Warenbahn (2) dabei über einen größeren
Winkelbereich bzw. Umschlingungswinkel von z.B. ca. 90° oder mehr anliegen und umgelenkt werden. Figur 3, 4 und 6 zeigen verschiedene Ausführungsformen.
Das Prägewerkzeug weist in den gezeigten und bevorzugten Ausführungsformen einen Gegenkörper (8) auf, der dem
Prägekörper (7) quer zur Warenbahn (2) gegenüberliegend angeordnet ist. Zwischen Prägekörper (7) und Gegenkörper
(8) wird ein Spalt gebildet, durch den die Warenbahn (2) geführt ist. Hier kann eine Kontaktstelle (32) der Körper (7,8) und der Warenbahn (2) gebildet werden, an der die Warenbahn (2) geführt und ggf. eingespannt sein kann. Die Kontaktstelle (32) kann je nach Körpergeometrie als
Kontaktfläche oder Kontaktlinie ausgebildet sein. Der Prägekörper (7) kann oberhalb oder unterhalb der Warenbahn
(2) angeordnet sein. Dies gilt auch, wenn kein Gegenkörper (8) vorhanden ist. Einem Prägekörper (7) können mehrere Gegenkörper (8,8') zugeordnet sein. Der Gegenkörper (8) hat ebenfalls eine zylindrische Form und kann als rotierende Gegenwalze ausgebildet sein. Er kann ferner einen gelochten Korpusmantel (11) aufweisen. Der Gegenkörper (8) kann als Hohlkörper ausgebildet sein. In Abwandlung der gezeigten Ausführungsform kann der
Gegenkörper (8) eine andere und z.B. kubische bzw.
quaderartige Form aufweisen.
Die Kontaktstelle (32) bzw. der Spalt befindet sich z.B. etwa in der Mitte der Bahnumschlingung an der Prägewalze (7) . Die Gegenwalze (8) ist dabei z.B. schräg unterhalb der Prägewalze (7) angeordnet. Die Walzen (7,8) rotieren gegensinnig und bewegen sich umfangseitig an der
Kontaktstelle (32) in Laufrichtung (25) der Warenbahn (2) . Die rotationssymmetrischen Körper (7,8) können einander z.B. radial gegenüber liegen. Die Korpusmäntel (9,11) beider Körper (7,8) weisen in den gezeigten
Ausführungsformen an der zur Warenbahn (2) bzw. zur
Kontaktstelle (32) gerichteten Außenseite eine glatte Wandung oder Oberfläche auf.
Die Prägeeinrichtung (4) weist eine bevorzugt steuerbare Unterdruckquelle (14) auf, die mit dem bevorzugt hohlen Prägekörper (7) strömungstechnisch verbunden ist. Die Unterdruckquelle (14) ist z.B. als Saugeinrichtung
ausgebildet. Von der Unterdruckquelle (14) wird ein
Unterdruck an der Lochung (10) des Korpusmantels (9) angelegt, der das anliegende Warenbahnmaterial in die Lochung (10) saugt und dabei wulstartig verformt. Die Hohlraumausbildung kann im Prägekörper (7) oder ggf. nur im Korpusmantel (9) vorhanden sein. In der gezeigten Ausführungsform von Figur 3 weist die
Prägeeinrichtung (4) außerdem eine bevorzugt steuerbare Überdruckquelle (15) auf, die eine Fluidströmung (6) gegen den Prägekörper (7) und die dort anliegenden Warenbahn (2) richtet. Die Fluidströmung (6) kann unterschiedlich ausgebildet sein, z.B. als zusammenhängender Vorhang oder in Form von diskreten Strömungssträngen oder
Fluidstrahlen . Die Überdruckquelle (15) ist z.B. als
Blaseinrichtung ausgebildet, die eine Gasströmung,
insbesondere eine Luftströmung, emittiert. Die
Fluidströmung (6) kann alternativ in der vorerwähnten Weise von einer Flüssigkeit gebildet werden.
Die Unterdruckquelle (14) und die Überdruckquelle (15) können getrennt voneinander angeordnet und hinsichtlich der Fluidführung sowie ggf. auch der Temperierung
unabhängig voneinander sein. Figur 3 zeigt eine solche Ausbildung .
In der anderen Ausführungsform von Figur 4 können die Unterdruckquelle (14) und die Überdruckquelle (15) durch eine Fluidrückführung (18) miteinander strömungstechnisch verbunden sein. Die Fluidströmung (6) wird dadurch in einem im Wesentlichen geschlossenen Kreislauf umgewälzt. Die Unterdruckquelle (14) und die Überdruckquelle (15) können auch zu einer Umwälzeinrichtung (16) verbunden sein. Sie können dabei eine bauliche und
vorrichtungstechnische Einheit bilden, z.B. in Form eines Gebläses oder Ventilators mit Saug- und Blasseite. Die Fluidströmung (6) kann in einer Variante eine
niedrigere Temperatur als die beaufschlagte Warenbahn (2) aufweisen. Sie hat z.B. die äußere Umgebungstemperatur außerhalb der Heizeinrichtung (3) oder kann mit einem Kühler, z.B. einem Wärmetauscher, gekühlt werden. Die niedrigere Temperatur ist zur Ausbildung und anschließende Verfestigung der erwähnten Warenbahnverformungen an der Lochung (10) des Prägekörpers (7) von Vorteil. Die gegen die Lochung (10) gerichtete Fluidstromung (6) kann die Verformung des dort anliegenden Warenbahnbereichs
unterstützen. Sie kann hierfür einen relativ großen
Strömungsquerschnitt aufweisen.
Die Prägeeinrichtung (4) kann ferner eine Kühleinrichtung (20) für das Prägewerkzeug (5) aufweisen. Dies kann z.B. eine Luft- oder Wasserkühlung sein, mit der der
Prägekörper (7) und/oder der Gegenkörper (8), insbesondere deren jeweiliger Korpusmantel (9,11), gekühlt wird. Die Kühleinrichtung (20) kann zusätzlich zu der ggf.
vorhandenen Kühlung der Fluidstromung (6) vorhanden sein.
Die Prägeeinrichtung (4) kann eine Fluidaufbereitung (19) für die zugeführte oder umgewälzte Fluidstromung (6) aufweisen. Die Fluidaufbereitung (19) kann z.B. eine
Filterung oder eine anderweitige Reinigung der zugeführten oder umgewälzten Fluidstromung (6) bewirken. Sie kann bedarfsweise auch für deren Konditionierung, insbesondere Kühlung, Entfeuchtung oder dgl . sorgen.
Die Überdruckquelle (15), insbesondere die
Blaseinrichtung, ist z.B. mit einer gegen den Prägkörper (7) und die dort anliegende Warenbahn (2) gerichteten Düse (17) strömungstechnisch verbunden. In den gezeigten
Ausführungsbeispielen ist die Düse (17) im hohlen
Gegenkörper (8) bevorzugt stationär angeordnet und ist auslassseitig gegen die Kontaktstelle (32) von Prägekörper (7), Gegenkörper (8) und Warenbahn (2) gerichtet. Die Düse (17) emittiert die besagte Fluidströmung (6) durch die Lochung (12) des Gegenkörpers (8) und die
Warenbahn (2) sowie die Lochung (10) des Prägekörpers (7) . Die Düse (17) ist hierfür mit ihrer Mündungsöffnung vorzugsweise radial gegen den Korpusmantel (11) der
Gegenwalze (8) gerichtet. Die Mündungsöffnung kann in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. Sie kann dabei auch an die Lochung (en) (10,12) angepasst sein. Sie kann z.B. als durchgehender Schlitz oder als Reihe von
diskreten kleinen punktförmigen oder schlitzartigen
Mündungsöffnungen gestaltet sein. Die Mündungsöffnung kann einzeln oder mehrfach vorhanden sein.
Die Lochung (10,12) des Prägekörpers (7) und des
Gegenkörpers (8) können aufeinander abgestimmt sein. Sie weisen eine oder mehrere Durchlassöffnungen im
Korpusmantel (9,11) für die Fluidströmung (6) auf. Sie können ferner für den Durchläse der Fluidströmung (6) eine gleichartige Öffnungsverteilung haben und fluchtend angeordnet sein. Für den Durchläse der Fluidströmung (6) kommen die Öffnungen der Lochungen (10,12) bei den
bevorzugt synchron rotierenden Walzen (7,8) an der
Kontaktstelle (32) jeweils zur Deckung.
Die Öffnungen der Lochung (10) des Prägekörpers (7) können in der gezeigten Ausführungsform von Figur 4 größer als die Öffnungen der Lochung (12) des Gegenkörpers (8) sein. In der Variante von Figur 5 sind die Öffnungen der
Lochungen (10,12) gleich groß. Die Größenverhältnisse der Öffnungen der Lochungen (10,12) können zur Erzielung der gewünschten Verformung bzw. Perforation variiert und angepasst werden.
Die Größe und Form der Öffnungen der prägeseitigen Lochung (10) bestimmen die Formgebung der beim Prägevorgang erzeugten plastischen Warenbahnverformungen . Die
Formgebung kann beliebig sein, z.B. punktförmig mit kreisrunder, ovaler oder primatischer Außenkontur oder stabförmig oder kreuzförmig oder in Wellenform etc..
Durch den Unterdruck und/oder den Überdruck bzw. Blasdruck wird die Warenbahn in die Öffnungen der Lochung (10) hineingedrückt und dabei wulstartig verformt. Die
Fluidströmung (6) kann dabei in der erwähnten Weise die verformten Warenbahnbereiche auch durchströmen und ggf. perforieren . Figur 5 zeigt diese Anordnung von Prägekörper (7),
Gegenkörper (8) und einer dazwischen an der Kontaktstelle (32) befindlichen Warenbahn (2) . Figur 5 verdeutlicht außerdem an der linken Seite die Ausbildung der
wulstartigen Verformung der Warenbahn (2) durch die
Fluidströmung (6) in eine Öffnung der Lochung (10) des Prägekörpers (7) . Bei den anderen Öffnungen ist diese Verformung der Übersicht halber nicht dargestellt.
Figur 5 zeigt auch eine vornehmlich zum Prägen von
wulstartigen Verformungen vorgesehene Paarung und
Gestaltung von Präge- und Gegenkörper (7,8) und deren Lochung (10,12) .
Die Lochung (10) des Prägekörpers (7) und ggf. die Lochung (12) des Gegenkörpers (8) können zur Ausbildung eines gewünschten Prägemusters angeordnet und ausgebildet sein. Die Lochungen (10,12) können insbesondere aus einer gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Matrix der
Lochungsöffnungen bestehen. Die Lochungsöffnungen sind dabei flächig über den jeweiligen Korpusmantel (9,11) verteilt angeordnet. Die Verteilung kann z.B. gemäß Figur 4 und 5 gleichmäßig sein, wobei mehrere axiale und über die gesamte Korpuslänge sich erstreckende Lochreihen gleichmäßig über den Korpus- bzw. Zylinderumfang verteilt angeordnet sind. In einer anderen Ausführung können die
Lochreihen sich nur über einen Teilbereich der Korpuslänge erstrecken oder ggf. auch unterbrochen sein. Ferner können mehrere Lochungsöffnungen in einem anderen Muster und einer anderen Verteilung angeordnet sein, die ggf. nur lokal am Korpusmantel angeordnet und von massiven
Mantelbereichen umgeben ist. Solche lokalen Cluster von Lochungsöffnungen können mehrfach über den Korpusmantel mit einem einachsigen oder mehrachsigen Versatz, z.B. mit Versatz in Axial- und Umfangsrichtung der Walzen (7,8) angeordnet sein. Die Lochungsausbildung kann bedarfsweise auch geändert werden. Die jeweilige Ausbildung der
Lochungsanordnung kann sowohl Verformungs- und
Verfestigungszwecken, als auch dekorativen Zwecken dienen.
Der Prägekörper (7) und der Gegenkörper (8) können einen gemeinsame oder synchronisierte Antriebstechnik (13) für ihre Bewegung, insbesondere Rotation, aufweisen. Durch die Antriebstechnik (13) und den Anlage- oder Klemmkontakt wird einerseits die Warenbahn (2) angetrieben und
weiterbewegt. Andererseits wird die vorerwähnt fluchtende Anordnung der Lochungen (10,12) an der Durchtrittsstelle der Fluidströmung (6) sichergestellt.
Die Antriebstechnik (13) kann einen oder mehrere Antriebe, insbesondere Drehantriebe, aufweisen. Zur Ansteuerung der Antriebstechnik (13) bzw. deren Antrieb (e) kann eine geeignete Steuerung (nicht dargestellt) vorhanden sein. An diese Steuerung können auch die anderen Komponenten der Prägeeineichtung (4), insbesondere die Überdruck- und/oder Unterdruckquelle (14,15) angeschlossen sein. in den gezeigten Ausführungsformen von Figur 3 und 4 richtet die Düse (17) lokal eine definierte Fluidströmung (6) gegen den gelochten Korpusmantel (11) des bevorzugt rotierenden Gegenkörpers (8) . Aus den Öffnungen der
Lochung (12) treten dabei diskrete und jeweils gegen eine Öffnung der Lochung (10) gerichtete Strömungsstränge aus. Durch einen Unterdruck im Prägekörper (7) oder dessen Korpusmantel (9) kann außerdem Umgebungsluft angesaugt werden .
Der Unterdruck im Prägekörper (7) erzeugt eine wulstartige Verformung in dessen Lochung (10), die mit einer scharfen Fluidströmung (6) aus der Düse (17) zusätzlich perforiert werden kann. Bei einer Lochung (12) des Gegenkörpers (8) mit relativ kleinen Öffnungen ist die wulstartige
Verformung kleiner bzw. flacher als bei einer größeren Lochung (12) gemäß Figur 5.
Die Umgebungsluft kann durch den Spalt an der
Kontaktstelle (32) und/oder aus einem hohlen Gegenkörper
(8) durch dessen Lochung (12) angesaugt werden. Ein
Ansaugen von Umgebungsluft außerhalb des Kontaktbereichs (32) der Körper bzw. Walzen (7,8) kann verhindert werden, z.B. durch eine entsprechende Abdeckung der Lochung (en)
(10,12) des Prägekörpers (7) und/oder des Gegenkörpers
(8) . in einer anderen und in Figur 6 dargestellten
Ausführungsform kann der gleiche Effekt durch eine im hohlen Gegenkörper (8) angeordnete Blende (35) erzielt werden, welche nur eine lokale Blendenöffnung an der besagten Kontaktstelle (32) der Körper (7,8) bzw. der Durchtrittsstelle der Fluidströmung (6) aufweist. In diesem Fall kann die Überdruckquelle (15) einen Überdruck im gesamten hohlen Innenraum des Gegenkörpers (7) oder eines ggf. mehrlagigen und hohlen Korpusmantels (11) aufbauen .
In einer weiteren Ausführungsvariante kann der Gegenkörper (7) entfallen, wobei nur die Düse (17) vorhanden ist.
Ferner ist es möglich, nur eine Überdruckquelle (15) oder nur eine Unterdruckquelle (14) vorzusehen. Im
letztgenannten Fall kann durch den Unterdruck im
Prägekörper (7) oder dessen Korpusmantel (9) vor allem Umgebungsluft angesaugt werden. In einer weiteren Ausführungsform gemäß Figur 4 kann die Überdruckeinrichtung (15), insbesondere deren Düse (17), eine scharfe und bevorzugt strahlartige Fluidströmung (6) emittieren. Gleiches kann mit einer entsprechenden
Gestaltung einer Öffnung der Blende (35) erreicht werden.
Die diskreten und jeweils gegen eine Öffnung der Lochung (10) gerichteten Fluidstrahlen haben einen sehr kleinen Durchmesser und können eine besonders hohe Geschwindigkeit haben. Dies kann durch einen besonders kleinen
Öffnungsdurchmesser der Lochung (12) des Gegenkörpers (8) und/oder durch eine entsprechende Mündungsgestaltung der Düse (17) bzw. der Blende (35) erreicht werden.
Die Fluidstrahlen zielen gegen den mittleren Bereich der wesentlich, z.B. um den Faktor 10, größeren Öffnungen der Lochung (10) am Prägekörper (7) und die dortige
vornehmlich durch Unterdruck erzeugte und ggf. durch
Umgebungsluft abgekühlte und verfestigte lokale Verformung der Warenbahn (2) . Die scharfe Fluidströmung (6) bzw. die Fluidstrahlen können beheizt sein und eine hohe Temperatur aufweisen, welche die getroffenen Fasern der Warenbahn auch thermisch verformt und z.B. anschmilzt. Sie können die getroffenen Verformungsbereiche perforieren. Die scharfe Fluidströmung (6) bzw. die Fluidstrahlen können wie ein Strahlmesser wirken. Hierfür ist eine
Beaufschlagung der Warenbahn (2) im mittleren Bereich der Umschlingung am Prägekörper (7) vorteilhaft.
Außerdem ist in einer weiteren und nicht dargestellten Variante eine andere Form und Anordnung des Gegenkörpers (8) möglich, der z.B. als Prägewalze mit bevorzugt
radialen stift- oder nadelartigen Vorsprüngen mit
abgestimmter Zahl und Verteilung ausgebildet ist. Diese greifen in die Öffnungen der Lochung (10) und unterstützen mechanisch den fluidisch und durch Unterdruck am Prägekörper (7) bewirkten Verformungsvorgang und/oder bewirken eine Perforation der Verformungen.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die
Komponenten des Prägewerkzeugs (5) jeweils einzeln
vorhanden. Alternativ sind Mehrfachanordnungen möglich. Insbesondere können auch mehrere Düsen (17) im Gegenkörper (8) oder freistehend angeordnet sein. Die Prägeeinrichtung (4) kann eine Stelleinrichtung (21) für die Zustellung des Prägewerkzeugs (5) an die Warenbahn (2) aufweisen. Hierdurch kann der Prägekörper (7) und/oder der Gegenkörper (8) bedarfsweise verstellt werden. Die steuerbaren Stelleinrichtungen (21) sind in Figur 4 schematisch durch Pfeile angedeutet.
Wie Figur 3 und 4 verdeutlichen, ist die Prägeeinrichtung (4) in Transportrichtung (25) der bewegten Warenbahn (2) hinter der Heizeinrichtung (3) angeordnet. Sie befindet sich dabei nahe am Auslauf (27) . In den gezeigten und bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die Prägeeinrichtung (4) direkt hinter der Heizeinrichtung (3) angeordnet.
Vorzugsweise ist dabei die Prägeeinrichtung (4) an die
Heizeinrichtung (3) und deren Gehäuse (26) angebaut. Die aus dem Auslauf (27) austretende Warenbahn (2) läuft dadurch unmittelbar in die Prägeeinrichtung (4) ein. Die
Warenbahn (2) kühlt auf diesem kurzen Weg nicht oder nur unwesentlich ab. Die Prägeeinrichtung (4) bildet eine
Verfestigungseinrichtung für die Warenbahn (2). Die
Warenbahn (2) wird in der eingangs erwähnten Weise durch die mechanischen Einprägungen und/oder Perforationen mechanisch stabilisiert und verfestigt. In
Transportrichtung (25) hinter dem Prägewerkzeug (5) ist die mechanische Festigkeit, insbesondere auch die
Zugfestigkeit in Laufrichtung, so groß, dass die Warenbahn (2) über Umlenk- und Treibrollen der Bahnführung (23) geführt und mit Klemmschluss oder ggf. auch bei
entsprechender Walzenausbildung mit Formschluss
angetrieben werden kann.
Die Prägeeinrichtung (4) und/oder die
Wärmebehandlungseinrichtung (1) kann eine in Figur 3 angedeutete Erfassungseinrichtung (32) für einen oder mehrere Prozessparameter aufweisen. Dies kann z.B. die Temperatur der Warenbahn (2) und/oder des Prägewerkzeugs (5) sein. Ferner kann die Bahn- und/oder
Werkzeuggeschwindigkeit, die Bahnstruktur etc. detektiert werden. Die Erfassungseinrichtung (32) kann für die
Parametererfassung einen oder mehrere geeignete Sensoren oder dgl . Erfassungsmittel aufweisen, z.B. einen
Temperaturfühler, eine Wärmebildkamera oder dgl.. Ferner ist eine nicht dargestellte Steuerung vorhanden, an welche die Erfassungseinrichtung (32) und die anderen
angetriebenen Komponenten der Prägeeinrichtung (4)
angeschlossen sind. Eine Anschlussmöglichkeit kann auch für die weiteren Komponenten der
Wärmebehandlungseinrichtung (1) bzw. der gesamten Anlage bestehen. Die Steuerung steuert und regelt den
Prägeprozess und ggf. weitere Prozesse bzw. Vorrichtungen.
Figur 6 zeigt eine Variante der Prägeeinrichtung (4) bzw. des Prägewerkzeugs (5), bei der einer Prägewalze (7) zwei oder mehr Gegenwalzen (8,8') zugeordnet sind. Die
Gegenwalzen (8,8') sind dabei in Laufrichtung der
Warenbahn (2) und am Umfang der Prägewalze (7) verteilt hintereinander angeordnet. Die Gegenwalzen (8,8') können eine unterschiedliche Lochung (12,12') aufweisen. Die Größe und Verteilung der Öffnungen der Lochung (12) der einen Gegenwalze (8) kann z.B. in der vorbeschriebenen und in Figur 5 gezeigten Weise der Lochung (10) des
Prägekörpers (7) entsprechen. Die Öffnungen der Lochung (12') der in Bahnlaufrichtung nachfolgenden Gegenwalze (8') sind kleiner als die Öffnungen der Lochung (10) der Prägewalze (7) . Sie können der Ausführungsform von Figur 4 entsprechen. Die kleinen Öffnungen der Lochung (12) sind an der Kontaktstelle (32) jeweils in Überlappung,
vorzugsweise in zentrischer Deckung, gegenüber den
Öffnungen der Lochung (10) angeordnet. Die kleinen
Öffnungen und/oder eine Düse (17) (nicht dargestellt) emittieren jeweils einen scharfen Fluidstrahl, der die jeweils zugeordnete und bereits vorhandene Verformung der Warenbahn (2) durchdringt und perforiert.
Figur 6 zeigt auch die stationäre Anordnung einer Blende (35) statt einer Düse (17) an der Gegenwalze (8) . Die Gegenwalzen (8,8') sind in Figur 6 an eine
Umwälzeinrichtung (16) angeschlossen und werden gemeinsam mit einem bevorzugt unter Druck zugeführten und im
Kreislauf bewegten Fluid, insbesondere Luft, versorgt.
Die zugeführten Fluide können, wie in Figur 6 dargestellt, gleichartig konditioniert, insbesondere temperiert sein. Alternativ kann das der Gegenwalze (8') für das
Perforieren zugeführte Fluid eine höhere Temperatur aufweisen . Ferner kann in Abwandlung zu Figur 6 statt der
Umwälzeinrichtung (16) den Gegenwalzen (8,8') jeweils eine eigene Überdruckquelle (15) zugeordnet sein. In weiterer Abwandlung ist es möglich, auf eine gesondere
Fluidzuführung oder eine eigene Überdruckquelle (15) für eine Gegenwalze (8) zu verzichten und die Fluidströmung (6) nur mit dem Unterdruck in der Prägewalze (7) zu erzeugen. In die Gegenwalze (8) wird dabei Umgebungsluft durch diesen Unterdruck eingesaugt. Zur Richtung und
Kontrolle der Fluidströmung (6) ist es nützlich, die
Umgebungsluft axial zuzuführen und die in Figur 6 gezeigte Blende (35) einzusetzen. In weiterer Variation ist in einer hohlen rotierende Gegenwalze ( 8 , 8 ' ) eine Fluidzuführung mit Überdruck über eine Blaseinrichtung und zusätzlich eine Zuführung von Umgebungsluft möglich.
Ferner ist es möglich, die Anordnung von Figur 6 auch auf andere z.B. kubische Formen von Präge- und Gegenkörpern
(7,8,8') mit entsprechender Anpassung zu übertragen.
Hierbei kann die Warenbahn (2) auch diskontinuierlich bewegt werden. Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen
Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale der Ausführungsbeispiele und ihrer Abwandlungen beliebig miteinander kombiniert, insbesondere auch vertauscht werden.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die
Prägeeinrichtung (4) ein einzelnes Prägewerkzeug (5) auf. Alternativ kann eine Mehrfachanordnung von Prägewerkzeugen
(5) vorhanden sein.
Der Prägekörper (7), insbesondere die Prägewalze, ist bereichsweise von der Warenbahn (2) bedeckt bzw.
umschlungen. Alternativ ist eine tangentiale Ausrichtung möglich. Der Prägekörper (7) und ggf. der Gegenkörper (8) müssen nicht Bestandteil der Warenbahnführung (23) sein. Sie können ferner einen im Kontaktbereich anders
geformten, insbesondere ebenen, Korpusmantel (9,11) aufweisen. Sie können an die Warenbahn (2), insbesondere einen ebenen Warenbahnbereich, zum Prägen taktweise zugestellt und wieder entfernt werden. Die Warenbahn (2) kann in diesem und in anderen Fällen diskontinuierlich bewegt werden. Es ist außerdem möglich, die
Unterdruckquelle (14) und/oder die Überdruckquelle (15) zu schalten und intermittierend wirken zu lassen. Ferner ist es möglich, die Prägeeinrichtung (4) als eigenständige und separate Baueinheit auszubilden. Sie kann auch weiter als in den gezeigten
Ausführungsbeispielen von der Heizeinrichtung (3) in
Transportrichtung (25) der Warenbahn (2) distanziert werden. Die Fördereinrichtung (22) ist hierfür
entsprechend angepasst.
Bei einer eigenständigen Anordnung der Heizeinrichtung (34) kann der Abstand zur Heizeinrichtung (3) gerade so groß gewählt werden, dass kein für den Prägeprozess abträglicher Wärmeverlust in der Warenbahn (2) eintritt. Eine Wärmedämmung kann Wärmeverluste der Warenbahn (2) vermeiden oder minimieren und größere Abstände
ermöglichen. Zwischen der Prägeeinrichtung (4) und der Heizeinrichtung (3) können in Abwandlung der
Ausführungsbeispiele ggf. auch weitere Maschinenteile oder Komponenten angeordnet sein, welche die Warenbahn (2) einer Zusatzbehandlung unterziehen.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen durchläuft eine einzelne Warenbahn (2) die Heizeinrichtung (3) und die Prägeeinrichtung (4) . In Abwandlung hierzu ist eine
Mehrfachanordnung von Warenbahnen (2) möglich.
Insbesondere können mehrere Warenbahnen (2) voneinander getrennt durch die Heizeinrichtung (3) transportiert und an der Prägeeinrichtung (3) für einen gemeinsamen
Prägeprozess zusammengeführt werden. Ferner ist es möglich, eine Prägeeinrichtung (4) mehreren
Heizeinrichtungen (3) zuzuordnen.
Die Warenbahn (2) hat in den Ausführungsbeispielen eine zusammenhängende, mattenartige Struktur, wobei deren
Breite größer als die Dicke ist. Sie kann vor Eintritt in die Prägeeinrichtung (3) eine im wesentlichen ebene und homogene Oberfläche an einer Breitseite haben. Die
Warenbahn (2) kann alternativ von einzelnen parallelen Strängen gebildet werden. Die beanspruchte Prägetechnik sowie ggf. die Wärmebehandlungstechnik eignet sich in entsprechender Anpassung auch für Warenbahnen (2), die aus einem anderen Material, z.B. einem Band- oder Folien aus Metall, Kunststoff oder dgl . bestehen.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Wärmebehandlungseinrichtung
2 Warenbahn, Vlies
3 Heizeinrichtung, Ofen
4 Prägeeinrichtung, Verfestigungseinrichtung
5 Prägewerkzeug
6 Fluidströmung, Gasströmung
7 Prägekörper, Prägewalze
8 Gegenkörper, Gegenwalze
8' Gegenkörper, Gegenwalze
9 Korpusmantel, Zylindermantel Prägewalze
10 Lochung
11 Korpusmantel, Zylindermantel Gegenwalze 12 Lochung
12 ' Lochung
13 Antrieb
14 Unterdruckquelle, Saugeinrichtung
15 Überdruckquelle, Blaseinrichtung
16 Umwälzeinrichtung
17 Düse, Blasdüse
18 Fluidrückführung
19 Fluidaufbereitung
20 Kühleinrichtung
21 Stelleinrichtung
22 Fördereinrichtung
23 Bahnführung
24 Transportband
25 Transportrichtung, Laufrichtung
26 Gehäuse
27 Auslauf
28 Kühlstrecke
29 Faserbehandlungsanlage
30 Florzeuger, Karde
31 Vliesleger
32 Kontaktstelle
33 Positioniereinrichtung Heizmittel Blende
Next Patent: FILM-LIKE LIGHTING DEVICE