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Patent Searching and Data


Title:
JET MANIFOLD AND METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/155104
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a jet manifold (10) and a method for a hydroentanglement device (1). The jet manifold (10) has a hollow housing (11) that includes a housing shell (12), an opening (13) in the housing shell, and a nozzle strip (16) that is located in the housing (11) and has a tub-shaped cross-section with a nozzle body (19) which is recessed in the opening (13) in the housing shell.

Inventors:
RICHTER, Christian (Kappeneck 9, Augsburg, 86152, DE)
MOOSHAMMER, Anton (An der Lehmkuhle 17, Aschersleben, 06449, DE)
Application Number:
EP2015/057254
Publication Date:
October 15, 2015
Filing Date:
April 01, 2015
Export Citation:
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Assignee:
AUTEFA SOLUTIONS GERMANY GMBH (Paul-Lenz-Str. 1, Friedberg, 86316, DE)
International Classes:
D04H18/04; B05B1/14; B05B1/20; D04H1/46; D04H1/492
Domestic Patent References:
2003-08-07
Foreign References:
GB2319266A1998-05-20
DE202010009563U12010-09-09
GB2237824A1991-05-15
EP2302119A12011-03-30
EP2301671A12011-03-30
DE202008010204U12008-10-16
US20020179744A12002-12-05
US5737813A1998-04-14
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
ERNICKE, Klaus, Stefan (Ernicke & Ernicke, Schwibbogenplatz 2b, Augsburg, 86153, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1.) Düsenbalken für eine Fluidstrahlbehandlungs- vorrichtung (1), insbesondere Wasserstrahl¬ verfestigungsvorrichtung, wobei der Düsenbalken (10) ein hohles Gehäuse (11) mit einem Gehäusemantel (12) und einer Mantelöffnung (13) sowie einem im Gehäuse (11) angeordneten Düsenstreifen (16) aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der

Düsenstreifen (16) einen wannenförmigen Querschnitt mit einem Düsenkorpus (19) aufweist, der in der Mantelöffnung (13) versenkt angeordnet ist.

2.) Düsenbalken nach Anspruch 1, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass der Düsenstreifen (16) als Profil (17), insbesondere als Metallprofil, ausgebildet ist.

3. ) Düsenbalken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass der Düsenkorpus (19) einen im wesentlichen U- oder V-förmigen

Querschnitt mit einer seitlichen Korpuswandung (20) und mit einem Korpusboden (21) aufweist, in dem Düsenöffnungen (24) für den dortigen Austritt eines Fluidstrahls (5) , insbesondere Wasserstrahls, angeordnet sind.

4. ) Düsenbalken nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass der Korpusboden (21) im Bereich des außenseitigen Rands der

Mantelöffnung (13) angeordnet ist.

5. ) Düsenbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der

Gehäusemantel (12) an der Gehäuseaußenseite konisch ausgebildet ist.

6.) Düsenbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der

Düsenstreifen (16) ein randseitig am Düsenkorpus (19) angeordnetes Halteelement (18), insbesondere einen Halteflansch, aufweist.

Düsenbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. )

dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das

Halteelement (18) neben der Mantelöffnung (13) am Gehäusemantel (12) abgestützt ist. 8.) Düsenbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass an der Zugangsöffnung des Düsenkorpus (19) eine gelochte Abdeckung (32) angeordnet ist. 9.) Düsenbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass im

Düsenkorpus (19) eine Querversteifung angeordnet ist . 10.) Düsenbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das

Gehäuse (11) eine schlitzartige und entlang der Gehäuselängsachse sich erstreckende Mantelöffnung

(13) aufweist. 11.) Düsenbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die

Mantelöffnung (13) und der Düsenkorpus (19) einander entsprechende, vorzugsweise konische,

Querschnittskonturen aufweisen. 12.) Düsenbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der

Düsenkorpus (19) mit seiner seitlichen Korpuswandung (20) am seitlichen Rand der Mantelöffnung (13) anliegt und hier abgestützt ist.

13.) Düsenbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der

Düsenkorpus (19) mit einer vorzugsweise schrägen

Stirnseite (22) seiner Korpuswandung (20) an einem stirnseitigen Rand der länglichen Mantelöffnung (13) anliegt und hier abgestützt ist. 14.) Düsenbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die

Düsenöffnungen (24) in einer oder mehreren,

bevorzugt parallelen, Lochreihen (23) angeordnet sind .

15.) Düsenbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die

Düsenöffnung (24) im Längsschnitt eine zumindest bereichsweise konische Form aufweist.

16.) Düsenbalken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die

Mantelöffnung (13) und der Düsenstreifen (16) über die Gehäuselänge durchgehend oder unterbrochen angeordnet sind.

17.) Fluidstrahlbehandlungsvorrichtung, insbesondere

Wasserstrahlverfestigungsvorrichtung, mit einem Düsenbalken (10), der ein hohles Gehäuse (11) mit einem Gehäusemantel (12) und einer Mantelöffnung

(13) sowie einem dort angeordneten Düsenstreifen (16) aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Düsenstreifen (16) einen wannenförmigen Querschnitt aufweist und in der Mantelöffnung (13) angeordnet ist.

18.) Fluidstrahlbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der

Düsenbalken (16) nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 16 ausgebildet ist.

19.) Fluidstrahlbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass sie eine Strahleinrichtung (8) mit dem Düsenbalken (16) und mit einer Druckwasserversorgung (9) aufweist.

20.) Fluidstrahlbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass sie einen Träger (3) und eine

Transporteinrichtung (27) für eine zu verfestigende

Materialbahn (2), insbesondere eine Faservliesbahn, aufweist .

21.) Fluidstrahlbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass der Träger (3) fluiddurchlässig, insbesondere als Siebwalze (29), ausgebildet ist. 22.) Fluidstrahlbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass sie im Bereich eines Düsenbalkens (16) eine jenseits des Trägers (3) angeordnete Saugeinrichtung (4) aufweist.

23.) Fluidstrahlbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass mehrere

Düsenbalken (10) verteilt am Umfang eines

zylindrischen Trägers (3) verteilt angeordnet sind.

24.) Fluidstrahlbehandlungsvorrichtung nach einem der

Ansprüche 17 bis 23, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass ein oder mehrere Düsenbalken (10) an der Unterseite des Trägers (3) angeordnet sind.

25.) Fluidstrahlbehandlungsvorrichtung nach einem der

Ansprüche 17 bis 24, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen dem

Düsenbalken (10) und dem Träger (3) eine

Stelleinrichtung (34) zur Veränderung des Abstands und der freien Strahllänge des emittierten

Fluidstrahls (5) angeordnet ist. 26.) Verfahren zur Fluidstrahlbehandlung, insbesondere Wasserstrahlverfestigung, wobei mittels eines

Düsenbalkens (10), der ein hohles Gehäuse (11) mit einem Gehäusemantel (12) und einer Mantelöffnung (13) sowie einem im Gehäuse (11) angeordneten

Düsenstreifen (16) aufweist, Fluidstrahlen (5) gegen eine Materialbahn (2) gerichtet werden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Fluidstrahlen (5) von einem Düsenstreifen (16) emittiert werden, der einen wannenförmigen Querschnitt mit einem

Düsenkorpus (19) aufweist, der in der Mantelöffnung

(13) versenkt angeordnet ist.

27.) Verfahren nach Anspruch 26, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass die Materialbahn (2) auf einem gelochten und vorzugsweise

hintersaugten Träger (3) abgestützt wird.

28.) Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch

g e k e n n z e i c h n e t, dass ein oder mehrere Düsenbalken (10) Fluidstrahlen (5) gegen die

Schwerkraft vertikal oder schräg nach oben gegen die Materialbahn (2) emittieren.

Description:
BESCHREIBUNG

Düsenbalken und Verfahren

Die Erfindung betrifft einen Düsenbalken und ein Verfahren für eine Fluidstrahlbehandlungsvorrichtung, insbesondere Wasserstrahlverfestigungsvorrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und

Vorrichtungshauptanspruchs .

Aus der Praxis ist ein Düsenbalken für eine

Wasserstrahlverfestigungsvorrichtung bekannt, der ein rohrartiges Gehäuse mit einem Gehäusemantel und einer dortigen schlitzartigen, axialen Mantelöffnung aufweist. Innenseitig im Gehäuse und über der Mantelöffnung ist ein flacher Düsenstreifen angeordnet. Die hier austretenden Wasserstrahlen werden durch die Mantelöffnung und nach Austritt an der Öffnungsmündung weiter zu einer zu

verfestigenden Materialbahn gerichtet. Die in der Praxis mit solchen Düsenbalken erzielbaren Ergebnisse sind noch nicht optimal.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Düsentechnik aufzuzeigen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch.

Die beanspruchte Düsentechnik, d.h. der Düsenbalken und das Bedüsungsverfahren sowie der Düsenstreifen haben verschiedene Vorteile. Einerseits lässt sich eine

wesentlich bessere Strahlführung und Strahlwirkung

erzielen. Die austretenden Fluidstrahlen, insbesondere Wasserstrahlen, können eng und scharf gebündelt werden. Zudem wird die freie Strahllänge bis zum Auftreffen auf der zu behandelnden, insbesondere zu verfestigenden

Materialbahn verkürzt. Dies führt zu einer Verringerung von Divergenzerscheinungen und zu einer Optimierung der an der Materialbahn eingebrachten Strahlenergie.

Diffusoreffekte und damit verbundene Energieverluste können weitestgehend vermieden werden.

Im Weiteren kann ein seitliches Anziehen von Kondenswasser in den Strahlaustrittsbereich am Düsenbalken vermieden werden. Auch die Einwirkungen von zurückgeworfenem

Spritzwasser werden verringert. Ferner ergeben sich

Verbesserungsmöglichkeiten für die Luftführung im Falle einer Wasserstrahlbehandlungsvorrichtung, die eine

Saugeinrichtung jenseits der Materialbahn aufweist, welche auf die am Düsenbalken austretenden Fluid- bzw.

Wasserstrahlen und auf die Umgebungsluft wirkt.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Düsenbalkens und des Düsenstreifens kann die Austrittsstelle der Fluid ¬ bzw. Wasserstrahlen am Düsenbalken weiter nach außen gelegt werden, wodurch in der vorerwähnten Weise die freie Strahllänge verkürzt wird.

Die verbesserte Strahlführung erlaubt auch eine Anordnung und Ausrichtung von Düsenbalken und austretenden Fluid ¬ bzw. Wasserstrahlen, die bislang nicht möglich waren.

Insbesondere können die austretenden Fluid- bzw.

Wasserstrahlen von unten nach oben gerichtet werden, was eine dichtere Düsenbalkenanordnung an der Materialbahn und eine kompaktere Bauform der Wasserstrahlverfestigungs ¬ vorrichtung erlaubt.

An einem Düsenstreifen können dank der erfindungsgemäßen wannenförmigen Ausbildung mehrere Lochreihen von feinen Düsenöffnungen nebeneinander angeordnet sein. Hierdurch kann einerseits die Strahldichte erhöht werden.

Andererseits stören sich dank der verkürzten freien

Strahllänge und der Strahlenkonvergenz die austretenden Wasser- oder Düsenstrahlen nicht gegenseitig. Die beanspruchte Düsengestaltung kann die Konstanz der unter hohem Druck austretenden Fluidstrahlen verbessern. Eine gelochte Abdeckung auf dem Düsenkorpus kann sich ebenfalls qualitätssteigernd auswirken. Der mit der

erfindungsgemäßen Düsentechnik erzielbare

Verfestigungseffekt kann dadurch gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verbessert und optimiert werden.

Weitere Vorteile bestehen in einer Verringerung der

Luftverwirbelungen im Strahlaustrittsbereich zwischen

Düsenbalken und Materialbahn. Die nun an der Außenseite des Düsenbalkens beginnende freie Strahllänge erlaubt andererseits eine größere Distanzierung des Düsenbalkens von der Materialbahn, was für die besagte

Wirbelreduzierung von Vorteil ist.

Der Fachmann hat bei der Auslegung und Anordnung des

Düsenbalkens eine größere Variations- und

Gestaltungsbreite als beim Stand der Technik. Er kann z.B. in der genannten Art die freie Strahllänge minimieren oder die freie Strahllänge in der gleichen Größe wie beim Stand der Technik belassen und dafür den Abstand zwischen

Düsenbalken und Materialbahn erhöhen. Bei der

erfindungsgemäßen Düsentechnik geht die Dicke des

Gehäusemantels nicht mehr oder kaum mehr in die freie Strahllänge ein. Außerdem verbessert sich durch die wannenartige Querschnittsform des Düsenstreifens der

Verdichtungs- und Druckeffekt im Inneren des Gehäuses. Im Innenraum des Gehäuses können Leitmittel das zugeführte Fluid besser verteilen und für konstante Drücke über die Düsenlänge und an den Strahlaustrittsöffnungen sorgen.

Günstig ist auch das dank besserer Energieausnutzung verbesserte Reflexionsverhalten der Fluid- bzw.

Wasserstrahlen an einem Träger für die Materialbahn. Dies verbessert den Verfestigungseffekt. Außerdem ist eine Vorbefeuchtung der Materialbahn, insbesondere einer Nonwoven-Faservliesbahn erreichbar. Die Vorbefeuchtung führt zu einem besseren Verkleben und Haften der Fasern in der Materialbahn. Ferner ergibt sich als Vorteil eine Verringerung des

Schleppwassers an der Materialbahn. Hierdurch können auch die von Schleppwasser ausgehenden Strahlstörungen

verringert werden. Die dank der verbesserten Düsentechnik optimierte Luftführung erlaubt außerdem einen besseren Abtransport des Wassers. Besonders bei einer

Strahlrichtung senkrecht oder schräg von unten nach oben kann das von der Materialbahn und vom Träger reflektierte Spritzwasser oder Sprühwasser besser weggeführt werden. Die Schwerkraftwirkung kann hierfür vorteilhaft genutzt werden.

Die beanspruchte Düsentechnik führt außerdem zu einer deutlichen Verringerung des Fluid- bzw. Wasserverbrauchs an der Wasserstrahlverfestigungsvorrichtung. Insgesamt kann Letztere im Platzbedarf und in der Leistungsfähigkeit optimiert werden, wodurch sich auch der Kostenaufwand verringert und andererseits die Wirtschaftlichkeit

gegenüber vorbekannten Konstruktionen deutlich steigt. Günstig ist außerdem noch die dank der beanspruchten Düsentechnik verbesserte Dichtungstechnik.

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 Wasserstrahlverfestigungseinrichtung mit mehreren Düsenbalken in einer schematischen Ansicht ,

Figur 2: eine schematische Querschnittsdarstellung eines

Düsenbalkens nebst Materialbahn und Träger,

Figur 3: eine Draufsicht auf einen Düsenstreifen,

Figur 4: einen Schnitt durch den Düsenstreifen gemäß

Schnittlinie IV-IV von Figur 3 zusammen mit einem Teil des Düsenbalkens,

Figur 5: einen abgebrochenen Längsschnitt durch den

Düsenstreifen und den Düsenbalken am stirnseitigen Endbereich gemäß Schnittlinie V-V von Figur 4,

Figur 6: einen Längsschnitt durch eine Düsenöffnung im

Düsenstreifen,

Figur 7: eine ausschnittsweise Draufsicht auf eine

Reihenanordnung von Düsenöffnungen an einem Düsenstreifen, Figur 8: eine Variante des Düsenstreifens und Figur 9: eine weitere Variante des Düsenstreifens.

Die Erfindung betrifft einen Düsenbalken (10) und ein Bedüsungsverfahren für eine

Fluidstrahlbehandlungsvorrichtung (1). Die Erfindung betrifft ferner eine Fluidstrahlbehandlungsvorrichtung (1) mit ein oder mehreren solcher Düsenbalken (10) und ein Verfahren zur Fluidstrahlbehandlung einer Materialbahn (2) .

Das Fluid ist vorzugsweise Wasser. Es kann alternativ eine andere Flüssigkeit sein. Nachfolgend wird auf Wasser und auf eine Wasserstrahlbehandlung Bezug genommen, wobei die technische Lehre mit entsprechender Adaption auch für andere Flüssigkeiten gilt.

Die Wasserstrahlbehandlung und die

Wasserstrahlbehandlungsvorrichtung (1) können das

Verfestigen einer Materialbahn (2) betreffen. Sie können alternativ eine Oberflächenbehandlung, insbesondere ein Finish, oder andere Behandlungen einer Materialbahn (2) betreffen. Nachfolgend werden ein Verfahren zur

Wasserstrahlverfestigung und eine

Wasserstrahlverfestigungsvorrichtung (1) beschrieben. Die technische Lehre gilt mit entsprechender Anpassung auch für andere Wasserstrahlbehandlungen und Einsatzzwecke. Die Wasserstrahlverfestigungsvorrichtung (1) und das Verfahren werden auch als spunlace oder hydroentanglement

bezeichnet .

Die Materialbahn (2) kann aus einem beliebigen, mit

Wasserstrahlen (5) behandelbaren, insbesondere

verfestigungsfähigen Material bestehen. Im gezeigten und bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Materialbahn (2) aus Textilfasern, insbesondere Naturfasern und/oder Kunstfasern in geschnittener kurzer Form (sog.

Stapelfaser) oder in langer Form (sog. Tow) . Sie ist bevorzugt als Nonwoven-Faservliesbahn ausgebildet. Ein solches Faservlies wird bisweilen auch als Faserflor bezeichnet. In Figur 2 ist der durch die

Wasserstrahlverfestigung eintretende Kompaktierungseffekt der Materialbahn (2) schematisch angedeutet. Alternativ sind auch andere textile, z.B. gewebte, Materialbahnen (2) möglich .

Zwischen der Materialbahn (2) und der

Wasserstrahlverfestigungsvorrichtung (1) findet eine

Relativbewegung in einer Förderrichtung (28) mittels einer Transporteinrichtung (27) statt. In der gezeigten

Ausführungsform wird die Materialbahn (2) relativ zu einer bevorzugt stationären Wasserstrahlverfestigungsvorrichtung (1) bewegt. Die Transportvorrichtung (27) weist z.B.

Walzen zur Führung und ggf. auch zum Antrieb der

Materialbahn (2) auf. In Figur 1 sind solche Walzen schematisch und nur zum Teil dargestellt. Für die Abstützung der Materialbahn (2) bei der

Wasserstrahlverfestigung und beim Transport ist ein Träger (3) vorgesehen. Dieser kann eine ebene oder gekrümmte Form haben. Der Träger (3) kann außerdem mehrere

Durchlassöffnungen aufweisen. Er kann z.B. als Siebband, Siebmantel oder Gitter ausgebildet sein.

In Figur 1 wird der Träger (3) z.B. von benachbarten

Walzen (29) und deren Siebmantel gebildet. In Figur 2 ist schematisch die Möglichkeit eines zumindest bereichsweise ebenen Siebbandes (3) dargestellt, welches formstabil oder biegelastisch ausgebildet sein kann. Der Träger (3) kann stationär oder beweglich ausgebildet sein. In Figur 1 rotieren z.B. die Walzen, insbesondere Siebwalzen (29), und sind mit entsprechenden Antrieben ausgestattet.

Die Wasserstrahlverfestigungseinrichtung (1) weist eine Strahleinrichtung (8) auf, die einen oder mehrere,

vorzugsweise eine Vielzahl von Wasserstrahlen (5) gegen die Materialbahn (2) und den darunter liegenden Träger (3) emittiert. Ferner kann eine Saugeinrichtung (4) vorhanden und jenseits der Materialbahn (2) auf der anderen Seite des Trägers (3) angeordnet sein. Unter dem genannten Medium Wasser werden außer H20 auch andere zur

Strahlverfestigung einer Materialbahn (2) geeignete

Fluide, insbesondere Flüssigkeiten, verstanden. Die Strahleinrichtung (8) weist einen Düsenbalken (10) und eine in Figur 1 schematisch angedeutete

Druckwasserversorgung (9) auf. Der Düsenbalken (10) kann mehrfach vorhanden sein. Dabei können mehrere Düsenbalken (10) an eine gemeinsame Druckwasserversorgung (9)

angeschlossen sein oder könnten alternativ jeweils eine eigene Druckwasserversorgung haben. In der

Druckwasserversorgung (9) wird das zur Strahlverfestigung benutzte Wasser aufbereitet und mit Druck in den

innenseitig hohlen Düsenbalken (10) eingespeist. Das nach der Materialbestrahlung ablaufende Wasser wird gesammelt und kann ggf. nach einer Aufbereitung im Kreislauf der Druckwasserversorgung (9) wieder zugeführt werden.

Alternativ kann mit Frischwasser gearbeitet werden. Der Düsenbalken (10) hat eine längliche Balkenform und erstreckt sich quer über die Materialbahn (2) . In der gezeigten Ausführungsform ist er relativ ortsfest

gegenüber der bewegten Materialbahn (2) angeordnet. Der Düsenbalken (10) weist ein hohles Gehäuse (11) mit einem Innenraum (31) und einem umgebenden Gehäusemantel (12) auf. Der Gehäusemantel (12) kann einteilig oder mehrteilig sein. Er kann z.B. von mehreren miteinander verbundenen Seitenwänden gebildet werden. Stirnseitig ist der

Düsenbalken (10) in geeigneter Weise durch Deckel oder dgl . verschlossen. Im hohlen Innenraum (31) wird ein hoher Wasserdruck aufgebaut.

Das Gehäuse (11) kann eine Formgebung und eine

Wassereinspeisung in einer beliebigen geeigneten

Ausführung haben. Es kann z.B. rohrartig ausgebildet sein und eine oder zwei stirnseitige Gehäuseöffnungen zur Wassereinspeisung haben. Alternativ oder zusätzlich sind eine oder mehrere Mantelöffnungen zur Wassereinspeisung möglich. Im hohlen Innenraum (31) des Gehäuses (11) können Leitmittel für die Wasserströmung und deren Verteilung vorhanden sein. Durch geeignete Maßnahmen zur Erzeugung und Führung einer gleichmäßigen, insbesondere laminaren

Strömung wird erreicht, dass am Düsenstreifen (16) über die Länge überall der gleiche Wasserdruck und an den

Düsenöffnungen (24) gleiche Austrittsbedingungen

herrschen .

Der Düsenbalken (10) kann eine beliebige

Querschnittsgeometrie haben. In der gezeigten

Ausführungsform ist der Querschnitt rechteckig,

insbesondere quadratisch. Alternativ kann er gerundet, insbesondere kreisrund oder oval ausgebildet sein. Ferner sind beliebige andere prismatische Querschnittsformen oder dgl . möglich.

Im Gehäusemantel (12) ist an der zur Materialbahn (2) weisenden Seite eine Mantelöffnung (13) angeordnet. Sie kann sich in Längsrichtung des Düsenbalkens (10)

erstrecken. Die Mantelöffnung (13) kann auch mehrfach vorhanden sein, z.B. in Parallelanordnung. Die

Mantelöffnung (13) kann über die Balkenlänge in einem Stück durchgehen oder kann unterbrochen sein. Sie hat vorzugsweise eine gerade und längs der Balkenachse

ausgerichtete Erstreckung.

Innerhalb des Gehäuses (11) sowie an und vorzugsweise in der Mantelöffnung (13) ist ein Düsenstreifen (16)

angeordnet. Dieser weist einen wannenförmigen Querschnitt auf. Der Düsenstreifen (16) wird auch als Düsenleiste bezeichnet. Er besteht bevorzugt aus einem dünnwandigen Material . Figur 2 bis 5 verdeutlichen die gewölbte, omega-förmige Querschnittsgeometrie des Düsenstreifens (16). Dieser weist einen zentralen gewölbten Düsenkorpus (19) und ggf. an dessen Rand einseitig oder beidseitig angeordnete und seitlich abstehende Halteelelemente (18) auf. Letztere können z.B. als abgebogene Halteflansche ausgebildet sein.

Die Mantelöffnung (13) ist in den gezeigten

Ausführungsbeispielen schlitzförmig ausgebildet und stellt eine Durchbrechung im Gehäusemantel (12) dar. Der

Düsenstreifen (16) hat vorzugsweise eine über seine Länge gleichbleibende Querschnittsform und ist als dünnwandiges Profil (17) ausgebildet. Vorzugsweise besteht er aus

Metall, insbesondere aus Stahl oder einem

Nichteisenmetall.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist das

Metallprofil (17) einteilig aus einem dünnwandigen

Blechstreifen gebogen. Alternativ kann es sich um ein gezogenes oder gepresstes Metallprofil handeln. Der

Düsenstreifen (16) bzw. das Profil kann auch aus einem Vollmaterial spanabhebend oder auf andere Weise

hergestellt sein. Alternativ sind auch andere Werkstoffe, z.B. ein hochfester Kunststoff oder dgl . möglich. Der Düsenstreifen (16) bzw. das Profil (17) kann auch

mehrteilig ausgebildet sein.

Wie Figur 3 bis 5 verdeutlichen, weist der Düsenkorpus (19) einen im Wesentlichen U-förmigen oder V-förmigen Querschnitt auf. Der V-förmige oder konische Querschnitt verjüngt sich in Strahlemissionsrichtung (5) . Der

Düsenkorpus (19) ist hohl und zum Innenraum des

Düsenbalkens (10) hin offen. Er besitzt eine seitliche Korpuswandung (20) und einen Korpusboden (21) mit mehreren Düsenöffnungen (24) für den dortigen Austritt eines

Wasserstrahls (5) . Der Korpusboden (21) ist bevorzugt eben ausgebildet. Er kann parallel zur Materialbahn (2) bzw. zum Träger (3) ausgerichtet sein.

Wie Figur 2, 4 und 5 verdeutlichen, ist der Düsenkorpus (19) in der Mantelöffnung (13) versenkt angeordnet. Die Halteelemente (18) liegen beidseits der Mantelöffnung (13) auf dem angrenzenden Gehäusemantel (12) auf und sind hier abgestützt. Unter den Halteelementen (18) und/oder der Korpuswandung (20) kann eine Dichtung (30) angeordnet sein .

In Figur 2 ist gestrichelt auch der Stand der Technik dargestellt, bei dem ein ebener und mit einer Lochreihe versehener Düsenstreifen innenseitig auf dem Gehäusemantel (12) und über der Mantelöffnung (13) liegt. Der an dem vorbekannten Düsenstreifen austretende Wasserstrahl (5) muss erst die gegenüber der Lochreihe erweitere

Mantelöffnung passieren, bevor er aus dem Düsenbalken (10) austritt. Der Gehäusemantel (12) bzw. die seitliche

Gehäusewand hat wegen des hohen Wasserdrucks und der erforderlichen Festigkeit eine gewisse Wanddicke, die merklich in die Öffnungstiefe und die freie Strahllänge eingeht .

In den gezeigten Ausführungsbeispielen ragt der

Düsenstreifen (16) mit seinem Korpusboden (21) über den außenseitigen Rand der Mantelöffnung (13) hinaus und steht ein Stück über die Balkenaußenseite vor. Alternativ kann der Düsenstreifen (16) mit dem außenseitigen Rand der Mantelöffnung (13) bündig abschließen oder ggf. auch vor diesem Rand enden.

Figur 4 verdeutlicht außerdem zwei Varianten in der

Gestaltung des an die Mantelöffnung (13) angrenzenden Gehäusemantelbereichs (12). In der linken Bildhälfte hat der Gehäusemantel (12) eine gleichbleibende Dicke, wobei die Mantelaußenseite parallel zum Korpusboden (21)

ausgerichtet ist. Die rechte Bildhälfte zeigt eine Variante mit einer angeschrägten Mantelaußenseite. Bei dieser Variante ist die gleiche Mantelschräge

spiegelbildlich zur Wasserstrahlachse (5) angeordnet, sodass der Gehäusemantel (12) außenseitig konisch und zur Mantelöffnung (13) hin sich verdickend ausgebildet ist.

Wie Figur 4 und 5 verdeutlichen, endet die Mantelöffnung (13) stirnseitig jeweils mit Abstand vor dem

Düsenbalkenende bzw. dem dortigen Deckel. Die

Mantelöffnung (13) kann dabei eine sowohl im Querschnitt, wie auch im Längsschnitt konische und zur Balkenaußenseite hin sich verjüngende Form haben. Sie hat schräge

Seitenwände (14) und schräge Stirnwände (15) . Der Düsenkorpus (19) kann eine entsprechende, zur

Balkenaußenseite bzw. in Strahlemissionsrichtung sich verjüngende Konusform aufweisen und eine schräge seitliche Korpuswandung (20) sowie schräge Stirnseiten (22) haben. Die Stirnseiten (22) liegen plan an der jeweils

zugehörigen und bevorzugt ebenen Stirnwand (15) oder ggf. an einer dort eingelegten Dichtung (30) an.

Die seitliche Korpuswandung (20) und die Seitenwände (14) der Mantelöffnung (13) sind bevorzugt ebenfalls eben ausgebildet und liegen plan aneinander. Die Seitenwände (15) stützen dadurch die Korpuswandung (20) gegen den einwirkenden Wasserdruck ab. Die Konusform ist

andererseits für den Wasserstrahldruck vorteilhaft. Zudem verringert sich die Breite des Korpusbodens (21), was für dessen Festigkeit und Formstabilität günstig ist.

Im Korpusboden (21) sind eine Vielzahl von Düsenöffnungen (24) in Längsrichtung des Düsenbalkens (10) hintereinander aufgereiht. Hierbei können eine oder mehrere Lochreihen (23) gebildet werden. Deren Länge reicht zumindest über die Breite der Materialbahn (2) . Figur 7 zeigt die

Variante mit einer einzelnen Lochreihe (23) . Bei einer Mehrfachanordnung können zwei oder mehr Lochreihen (23) parallel angeordnet sein, wobei sie in Längsrichtung gleichlaufend oder um die Lochungsteilung versetzt

zueinander ausgerichtet sein können.

Figur 6 zeigt beispielhaft einen Längsschnitt durch eine Düsenöffnung (24) im Korpusboden (21). Die Düsenöffnung (24) weist z.B. einen zum hohlen Innenraum des

Düsenbalkens (10) weisenden oberen Öffnungsbereich (25) auf, der eine zylindrische Form haben kann. Hieran

schließt sich in Austrittsrichtung des Wasserstrahls (5) ein unterer und vorzugsweise längerer Öffnungsbereich (26) an, der sich in diesem Ausführungsbeispiel konisch in Strahlrichtung erweitert. Der obere Öffnungsbereich (25) kann einen sehr kleinen Durchmesser aufweisen. Dieser kann z.B. in der Größenordnung von 0,01mm bis 0,30mm,

vorzugsweise 0,07mm bis 0,17 mm, liegen.

Wie Figur 1 und 2 verdeutlichen, werden die aus den

Düsenöffnungen (24) austretenden Wasserstrahlen (5) in einem geeigneten Winkel, vorzugsweise senkrecht gegen die Materialbahn (2) gerichtet, wobei diese auf dem gelochten Träger (3) abgestützt ist. Entsprechend der

Lochreihenausbildung werden eine oder mehrere

Wasserstrahlreihen quer über die Materialbahn (2) erzeugt. Die Düsenöffnungen (24) sind mit Abstand oberhalb der Materialbahn (2) angeordnet, wobei sich zwischen dem

Austritt an der jeweiligen Düsenöffnung (24) und dem

Auftreffen auf der Materialbahn (2) eine freie Strahllänge ergibt .

Zwischen dem Düsenbalken (10) und der Materialbahn (2), insbesondere dem Träger (3) kann eine in Figur 1

schematisch mit Pfeilen angedeutete Stelleinrichtung (34) zur Veränderung des Abstands angeordnet sein.

Beispielsweise ist der Düsenbalken (10) höhenverstellbar gelagert. Über die Stelleinrichtung (34) kann die gewünschte freie Strahllänge des emittierten Fluidstrahls (5) bzw. Wasserstrahls eingestellt werden.

Die auftreffenden Wasserstrahlen (5) bewegen und verformen die Fasern in der Materialbahn (2), wobei sie den

Faserverbund kompaktieren und verfestigen. Ein Teil der Wasserstrahlen (5) wird von der Materialbahn (2) und dem Träger (3) als Spritzwasser oder Sprühwasser (7)

reflektiert. Das Sprühwasser (7) kann sich an der

Außenseite des Gehäusemantels (12) gegebenenfalls als

Kondenswasser anlagern, wobei es außerhalb des emittierten Wasserstrahlbereichs bleibt. Die bevorzugte

Ausführungsform mit einem aus der Mantelöffnung (13) ragenden oder bündig mit der Mantelaußenseite

abschließenden Düsenstreifen (16) ist hierbei von Vorteil.

Durch die unterhalb des Trägers (3) angeordnete

Saugeinrichtung (4) kann das andere Wasser an der

Rückseite des gelochten Trägers (3) abgesaugt und von der Materialbahn (2) abtransportiert werden. Hierbei kann auch Umgebungsluft durch den Spalt zwischen dem Düsenbalken (10) und der Materialbahn (2) gesaugt werden. Figur 2 zeigt schematisch die Luftströme (6) . Bei den Siebwalzen (29) von Figur 1 befinden sich die Saugeinrichtungen (4) stationär innerhalb der rotierenden Siebwalzen (29) .

Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführung einer

Wasserstrahlverfestigungsvorrichtung (1) wird die

Materialbahn (2) über zwei benachbarte und gegenläufig rotierende Siebwalzen (29) geführt und dabei in mehreren Stufen mittels mehrerer Düsenbalken (10) verfestigt. Die Düsenbalken (10) sind radial zu der jeweiligen Siebwalze (29) ausgerichtet und an deren Umfang verteilt angeordnet. Ein oder mehrere Düsenbalken (10) können dabei die

Wasserstrahlen gegen die Schwerkraft vertikal oder schräg nach oben emittieren. Sie sind z.B. an der Unterseite der unteren Siebwalze (29) angeordnet. Figur 8 zeigt eine Variante des Gehäuses (11) und der Düsenleiste (16) bzw. des Düsenstreifens. Das Gehäuse (11) hat einen Gehäusemantel (12) mit einem an der Unterseite lösbar befestigten, insbesondere angeschraubten Bodenteil

(33), welches die Mantelöffnung (13) und die Düsenleiste

(16) aufnimmt.

Bei der Variante von Figur 8 hat der Düsenstreifen (16) nur den Düsenkorpus (19), wobei auf seitliche

Halteelemente (18) verzichtet wird. Die Dichtungen (30) für den konisch in Strahlrichtung zulaufenden Düsenkorpus (19) sind an den korrespondierenden Seitenwänden (14) der

Mantelöffnung (13) angeordnet. Der ebene Korpusboden (21) mit den Düsenöffnungen (24), insbesondere den ein oder mehreren Lochreihen (23) steht auch bei dieser

Ausführungsform ein Stück über den unteren Rand bzw. die

Mündung der Mantelöffnung (13) vor. Figur 8 verdeutlicht außerdem die Anordnung einer Führung (35) für die Düsenleiste (16) an einer oder beiden

Stirnseiten. Die Führung (35) wird z.B. von einem axialen, leistenartigen Vorsprung an ein oder beiden Stirnwänden (15) der Mantelöffnung (13) und einem damit

zusammenwirkenden Teil der Düsenleiste (16) gebildet. Die Düsenleiste (16) kann eine Stirnwand mit einer dem

Vorsprung entsprechenden Aussparung für eine

formschlüssige Verbindung aufweisen. Andererseits kann der Vorsprung ein Stück nach oben distanziert sein, so dass der Korpusboden (21) gem. Figur 8 unter den Vorsprung axial eingeschoben werden kann.

Figur 9 zeigt die zweite Düsenvariante, die sich von der vorgenannten ersten Variante durch eine gelochte Abdeckung (32) an der Eintrittsöffnung des Düsenkorpus (19)

unterscheidet. Die Abdeckung (32) ist z.B. als Lochplatte ausgebildet, die an nach oben abgewinkelten, randseitigen Halteelementen (18) der Düsenleiste (16) gehalten und befestigt werden kann. Die gelochte Abdeckung (32)

befindet sich zwischen dem Innenraum (31) des Gehäuses (11) und dem Innenraum des hohlen Düsenkorpus (19) .

Ferner können in dieser und in den anderen

Ausführungsformen Querversteifungen, z.B. in Form von eingebauten bzw. eingeschweissten Querrippen, im Innenraum des Düsenkorpus (19) angeordnet sein.

Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen

Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Einzelmerkmale der

vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele und der genannten Abwandlungen beliebig miteinander kombiniert, insbesondere auch vertauscht werden.

Eine weitere Abwandlung betrifft die Querschnittsgeometrie der Mantelöffnung (13) und des Düsenstreifens (16), insbesondere seines Düsenkorpus (19) . Statt der konischen Form kann eine U-Form vorgesehen sein. Auch eine V-Form ist möglich.

Bei der Düsenöffnung (25) kann in Abwandlung von Figur 7 der untere und zur Materialbahn (2) weisende

Öffnungsbereich (26) zylindrisch oder konisch sich

verjüngend ausgebildet sein. Ferner ist eine Umkehr der Geometrien möglich, wobei der enge, insbesondere

zylindrische Öffnungsbereich an der zur Materialbahn (2) weisenden Außenseite der Düsenöffnung (24) angeordnet ist. Er kann eine kurze Länge haben. Der obere und ggf. längere Öffnungsbereich ist dann in geeigneter Weise ausgebildet, z.B. konisch, wobei er sich zum hohlen Innenraum des

Düsenbalkens (10) hin erweitert. In Abwandlung der Ausführungsform von Figur 1 kann die Wasserstrahlverfestigungsvorrichtung (1) einen ebenen Transportweg für die Materialbahn (2) und ein oder mehrere entlang des Transportwegs nebeneinander angeordnete

Düsenbalken (10) aufweisen. Diese können von einer Seite, insbesondere von der Oberseite, oder von beiden Seiten gegen die Materialbahn (2) gerichtet sein und mit den emittierten Wasserstrahlen (5) arbeiten.

BEZUGS ZEICHENLISTE

1 Wasserstrahlverfestigungs orrichtung, spunlace

2 Materialbahn, Faservliesbahn

3 Träger, Siebband, Siebmantel

4 Saugeinrichtung

5 Strahl, Wasserstrahl, Strahlemissionsrichtung

6 Luftströmung

7 Spritzwasser

8 Strahleinrichtung

9 Druckwasserversorgung

10 Düsenbalken

11 Gehäuse

12 Gehäusemantel

13 Mantelöffnung, Schlitz

14 Seitenwand

15 Stirnwand

16 Düsenleiste, Düsenstreifen

17 Leistenprofil, Metallprofil

18 Halteelement, Halteflansch

19 Düsenkorpus

20 Korpuswandung

21 Korpusboden

22 Stirnseite der Korpuswandung

23 Lochreihe

24 Düsenöffnung

25 Öffnungsbereich oben

26 Öffnungsbereich unten

27 TranSporteinrichtung

28 Förderrichtung

29 Walze, Siebwalze

30 Dichtung

31 Innenraum

32 Abdeckung, Lochplatte

33 Bodenteil

34 Stelleinrichtung

35 Führung