WEINHOLD, Jens (Rabenssteinerstrasse 29, Chemnitz, 09117, DE)
HEYMANN, Frank (Orthstrasse 4, Chemnitz, 09131, DE)
HUFSCHMIDT, Klaus (Müllersberg 4, Remscheid, 42897, DE)
WEINHOLD, Jens (Rabenssteinerstrasse 29, Chemnitz, 09117, DE)
HEYMANN, Frank (Orthstrasse 4, Chemnitz, 09131, DE)
| Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines Grasgarns für Kunstrasen, bei wel- chem in einem ersten Extrusionsprozess mehrere Monofilen oder Bändchen aus einem ersten Polymermaterial erzeugt werden, bei welchem in einem zweiten Extrusionsprozess mehrere Monofilen oder Bändchen aus einem zweiten Polymermaterial erzeugt werden und bei welchem das Grasgarn durch einen Verbund aus mehreren Mono- filen oder Bändchen des ersten Extrusionsprozesses und mehreren Monofilen oder Bändchen des zweiten Extrusionsprozesses gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Monofilen oder Bändchen eines der Extrusionsprozesse vor dem Zusammenführen gekräuselt werden, wobei die gekräuselten Monofilen oder Bändchen und die glatten Monofilen oder Bändchen parallel nebeneinander erzeugt und gemeinsam in einer Umwindungs Station mit einem Umwindefaden zusammengeführt werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gekräuselten Monofilen oder Bändchen in dem Extrusionsprozess vor der Kräuselung mit einer höheren Produktionsgeschwindigkeit als die glatten Monofilen oder Bändchen erzeugt werden. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gekräuselten Monofilen oder Bändchen durch eine Stauchkam- mertexturierung oder eine Lufttexturierung gekräuselt werden, wobei die Produktionsgeschwindigkeit der gekräuselten Monofilen oder Bändchen nach dem Kräuseln gleich der Produktionsgeschwindigkeit der glatten Monofilen oder Bändchen ist. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gekräuselten Bändchen vor dem Kräuseln in einer zusätzlichen Behandlungsstufe fibrüliert werden. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Grasgarn nach dem Zusammenführen der Monofilen und/oder Bändchen zu einer Spule aufgewickelt wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gekräuselten Monofilen oder Bändchen aus dem Polymermaterial Polyamid und die glatten Monofilen oder Bändchen aus dem Polymermaterial Polyethylen, insbesondere aus dem Polyethylentyp LLDPE erzeugt werden. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die glatten Monofilen oder Bändchen durch eine Coextrusion aus zwei Polymermaterialien auf Basis von Polyethylen in unterschiedlicher Färbung erzeugt werden. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gekräuselten Monofilen oder Bändchen in eine Vielzahl von Faserbündeln mit jeweils einer bestimmten Anzahl von gekräuselten Monofilen oder Bändchen aufgeteilt werden, dass die glatten Monofi- len oder Bändchen in eine Vielzahl von Faserbündeln mit jeweils einer bestimmten Anzahl von glatten Monofilen oder Bändchen aufgeteilt werden und dass jeweils ein Faserbündel mit gekräuselten Monofilen und/oder Bändchen und ein Faserbündel mit glatten Monofilen und/oder Bändchen gemeinsam zum Umwinden und Aufwickeln geführt werden. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit zwei nebeneinander angeordneten Extrusionsan- lagen (1.1, 1.2) zur Erzeugung von Monofilen oder Bändchen und mit einer Verbundeinrichtung (15) zum Zusammenführen von mehreren Monofilen und/oder Bändchen zu einem Grasgarn (21), dadurch gekennzeichnet, dass einer der Extrusionsanlagen (1.1, 1.2) eine Kräuseleinrichtung (11) zum Kräuseln der Monofilen oder Bändchen nachgeordnet ist, wobei die Extrusionsanlagen (1.1, 1.2) und die Verbundeinrichtung (15) zu einer kontinuierlichen Prozessfolge angeordnet sind. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusionsanlagen (1.1, 1.2) jeweils zumindest ein Galettenliefer- werk (9.1, 9.2) aufweisen und dass die Galettenlieferwerke (9.1, 9.2) der beiden Extrusionsanlagen (1.1, 1.2) unabhängig voneinander antreibbar und steuerbar sind. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kräuseleinrichtung (11) als eine Stauchkammertexturierung (12, 24, 25) ausgebildet ist, in welcher ein Faserbündel (29.2) oder eine Faserschar (28.2) kräuselbar sind. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundeinrichtung (15) eine Umwindungsstation (16) aufweist, in welcher ein Verbundfaden (32) um die zusammengeführten Monofi- len (29.1, 29.2) und/oder Bändchen (29.1, 29.2) gewickelt wird. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundeinrichtung (15) eine Aufwickeleinrichtung (17) nachgeordnet ist, durch welche das Grasgarn (21) zu einer Spule (22) aufwickelbar ist. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusionsanlagen (1.1, 1.2) jeweils ein oder zwei Extruder (2.1, 2.2, 2.3) zum Aufschmelzen von Polymermaterialien aufweisen. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundeinrichtung (15) eine Vielzahl von Umwindestationen (16) aufweist und dass den Umwinde Stationen (16) eine Vielzahl von Auf- Wickelstationen (18) der Aufwickeleinrichtung (17) nachgeordnet sind. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Grasgarnes für Kunstrasen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei der Herstellung von Kunstrasen werden sogenannte Grasgarne verwendet, die einen Verbund von mehreren Monofilamenten oder mehreren Bändchen aufweisen. Das Grasgarn wird hierzu in einem Tuftingprozess zu einem Kunstrasenteppich verarbeitet. Innerhalb des Kunstrasens werden die künstlichen Gräser durch die Monofilamente bzw. den Bändchen gebildet. Hierbei wird angestrebt, dass die künstlichen Fasern möglichst Eigenschaften der natürlichen Gräser nachbilden. So ist es bekannt, die Querschnitte, Farbgebung sowie die Struktur der Monofilen oder Bänd- chen entsprechend den natürlichen Gräsern zu beeinflussen. Um die Eigenschaften von Kunstrasen insbesondere in der Elastizität und dem Wiederaufrichtvermögen der einzelnen Fasern zu verbessern, hat sich herausgestellt, dass dies insbesondere durch Grasgarne ermöglicht werden kann, die durch einen Verbund mehrerer Monofilamente aus unter- schiedlichen Polymermaterialien hergestellt sind.
So ist aus der EP 0 996 781 Bl ein Grasgarn bekannt, das aus Monofilamenten oder Bändchen aus unterschiedlichen Polymermaterialien gebildet ist, die in zwei parallel betriebenen Extrusionsprozessen erzeugt wer- den. Bei dem bekannten Verfahren werden jedoch nur die unterschiedlichen Eigenschaften der Polymermaterialien genutzt, um bestimmte Verbesserungen an dem Kunstrasen zu erhalten. Damit werden insbesondere die visuellen Eigenschaften sowie Verschleißbeständigkeit beeinflusst.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Grasgarnes für Kunstrasen der gattungsgemäßen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaf- fen, mit welchem ein Grasgarn bereitgestellt wird, das bei einem Kunstrasen eine hohe Dauerelastizität bewirkt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach An- spruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 9 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Eigenschaften des Grasgarnes innerhalb des Kunstrasens insbesondere auch durch Strukturunterschiede in dem Faserverbund beeinflussbar sind. So werden die Monofilen oder Bändchen eines der Extrusionsprozesse vor dem Zusam- menführen gekräuselt, wobei die gekräuselten Monofilen oder Bändchen oder die glatten Monofilen oder Bändchen parallel nebeneinander erzeugt und gemeinsam in einer Umwindungsstation mit einem Umwindefaden zusammengeführt werden. Damit lassen sich die auf zwei separaten Ex- trusionsanlagen erzeugten Monofilen oder Bändchen parallel nebenei- nander herstellen und am Ende zu dem Grasgarn zusammenführen. Jedes Grasgarn enthält somit gekräuselte Monofilen oder Bändchen und glatte Monofilen oder Bändchen in jeweils unterschiedlichen Polymermaterialien. Durch das Umwinden der Monofilen wird einerseits ein ausreichender Zusammenhalt für einen anschließenden Tuftingprozess gewährleis- tet und andererseits das Auflösen des Verbundes innerhalb des Kunstrasenteppichs erleichtert.
So wurde nach dem Tuften im fadenspannungsfreien Zustand festgestellt, dass sich die gekräuselten Monofilamente aufgrund ihrer Einkräuselung zurückziehen, um somit ein Grundflor in dem Kunstrasen zu bilden. Dies führt zu einer hohen Dauerelastizität des Kunstrasens. Die glatten Monofilen bilden dagegen die Grasfaser und stechen in ihrer Weichheit hervor. Zudem wird das Wiederaufrichtverhalten der glatten Monofilen durch die gekräuselten Monofilen im Grundflor unterstützt. Somit ergeben sich längere Nutzungsdauern derartiger Kunstrasen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind besonders vorteilhaft, um ein derartiges Grasgarn in einer einzigen Prozessfolge herzustellen.
Um unabhängig von dem Kräuselverfahren die gekräuselten Monofilen und die glatten Monofilen kontinuierlich zusammenzuführen, ist die Verfahrensvariante bevorzugt eingesetzt, bei welcher die gekräuselten Monofilen oder Bändchen in dem Extrusionsprozess vor der Kräuselung mit einer höheren Produktionsgeschwindigkeit als die glatten Monofilen oder Bändchen erzeugt werden. Die gekräuselten Monofilen oder Bändchen werden dabei durch eine Stauchkammertexturierung gekräuselt, so dass die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Extrusionsprozessen genutzt werden kann, um eine intensive Einkräuselung der gekräuselten Monofilen zu erhalten.
Hierbei lässt sich die Geschwindigkeitsdifferenz der Produktionsgeschwindigkeiten beider Extrusionsprozesse in Abhängigkeit von der Stauchkammertexturierung derart wählen, dass nach dem Stauchkammertexturieren die gekräuselten Monofilen oder Bändchen und die glatten Monofilen oder Bändchen mit gleicher Produktionsgeschwin- digkeit abgezogen und einer Umwindungsstation zugeführt werden können.
Für den Fall, dass das Grasgarn im Verbund mit gekräuselten Bändchen gebildet wird, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei wel- eher die Bändchen vor dem Kräuseln in einem zusätzlichen Behandlungsschritt fibrilliert werden. Die Fibrillierung erzeugt an den Bändchen eine netzartige Struktur, die in der Weiterverarbeitung zu besonderen Effekten führt. So hat sich gezeigt, dass in einem Tuftingprozess zur Herstellung eines Rasenteppichs sich derartige netzförmige Strukturen lösen und die Grashalme als Monofilen erscheinen lassen.
Das durch Zusammenführen der gekräuselten und glatten Monofilen oder Bändchen erzeugte Grasgarn wird nach dem Umwinden zu einer Spule aufgewickelt. Das Grasgarn lässt sich so unmittelbar einem nachfolgenden Tuftingprozess zuführen. An dieser Stelle wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das Grasgarn nicht nur durch Zusammenführen von Monofilen oder durch Zusammenführen von Bändchen gebildet wird, sondern auch vorteilhaft durch Zusammenführen von Monofilen und Bändchen entstehen kann. So lassen sich Extrusionsprozesse von Monofilen und Bändchen ohne Probleme zur Grasgarnherstellung kombinieren.
Die für ein Grasgarn erforderlichen Garneigenschaften, wie beispielsweise die Verschleißfestigkeit, Biegsamkeit und das Aufrichtvermögen wird insbesondere noch dadurch verbessert, indem die gekräuselten Monofila- mente oder Bändchen aus dem Polymermaterial Polyamid und die glatten Monofilen oder Bändchen aus dem Polymermaterial Polyethylen, insbe- sondere einen linearen Polyethylen mit geringer Dichte (LLDPE) verbessert. Selbstverständlich sind auch andere Materialkombinationen möglich, bei welchen die gekräuselten Monofilen oder Bändchen nicht aus einem Polyamid sondern aus einem anderen Polymer extrudiert sind.
Die glatten Monofilen oder Bändchen, die in dem Kunstrasen die eigentliche Grasfaser bilden, lassen sich vorteilhaft nach der Verfahrensvariante herstellen , bei welcher die glatten Monofilen oder Bändchen durch eine Coextrusion aus zwei Polymermaterialien auf Basis von Polyethylen in unterschiedlicher Färbung erzeugt werden. So lassen sich beispielsweise die visuelle Erscheinungsform durch zwei unterschiedliche gefärbte Seiten an dem Monofil oder dem Bändchen derart gestalten, dass beispiels- weise eine Grasfaser mit einer dunkelgrünen Seite und einer hellgrünen Seite entsteht.
Neben Monofilen mit zwei unterschiedlich gefärbten Seiten kann auch eine Mischung verschieden gefärbter Monofilen verwendet werden. Hierbei sind einige der Monofilen oder Bändchen im Verbund z. B. dunkelgrün und die übrigen Monofilen oder Bändchen des Verbunds z. B. hellgrün.
Desweiteren besteht die Möglichkeit die Monofilen aus zwei verschiede- nen Rohstoffen herzustellen, um eine Kern-Mantel-Konstruktion zu erzeugen. Zusätzlich verbessert ein Profil der Monofilen das Wideraufrichtvermögen in allen vorstehend genannten Varianten.
Um das Grasgarn in einer großen Menge herstellen zu können, wird die Verfahrensvariante bevorzugt verwendet, bei welcher die gekräuselten Monofilen oder Bändchen in eine Vielzahl von Faserbündeln mit jeweils einer bestimmten Anzahl von gekräuselten Monofilen oder Bändchen aufgeteilt werden, wobei die glatten Monofilen oder Bändchen in eine Vielzahl von Faserbündeln mit jeweils einer bestimmten Anzahl von glat- ten Monofilen oder Bändchen aufgeteilt werden und wobei jeweils eine Faserbündel mit gekräuselten Monofilen oder Bändchen und ein Faserbündel mit glatten Monofilen oder Bändchen gemeinsam zum Umwinden und Aufwickeln geführt werden. Somit lassen sich parallel mehrere Grasgarne herstellen.
Die Aufteilung der gekräuselten Monofilen oder Bändchen zu einer Vielzahl von Faserbündeln kann hierbei in Abhängigkeit von dem Kräuselungsverfahren sowohl vor dem Kräuseln oder nach dem Kräuseln erfolgen. Es besteht grundsätzlich die Möglichkeit, die Vielzahl der Faserbün- del jeweils durch Kräuseleinrichtungen zu kräuseln, die die Faserbündel unabhängig voneinander texturieren. Es besteht jedoch auch die Möglich- keit, die Schar der Monofilen oder Bändchen gemeinsam durch eine Kräuseleinrichtung zu kräuseln.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsge- mäßen Verfahrens weist zwei nebeneinander angeordnete Extrusionsan- lagen zur Erzeugung von Monofilen oder Bändchen auf, denen unmittelbar eine Verbundeinrichtung zum Zusammenführen von mehreren Monofilen oder Bändchen zu einem Grasgarn nachgeordnet ist. Um die Monofilen oder Bändchen einer der Extrusionsanlagen zu kräuseln, ist einer der Extrusionsanlagen eine Kräuseleinrichtung nachgeordnet. Somit lässt sich vorteilhaft ein Grasgarn aus einem Verbund von glatten und gekräuselten Monofilen oder Bändchen in einem Verfahrensschritt herstellen.
Zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeiten in den Extrusionsanla- gen ist jeweils ein Galettenlieferwerk vorgesehen, wobei die Galettenlie- ferwerke der beiden Extrusionsanlagen unabhängig voneinander antreibbar und steuerbar sind. So lassen sich Produktionsgeschwindigkeitsdiffe- renzen zwischen den Extrusionsanlagen einstellen, um nachfolgend unterschiedliche Behandlungen an den Monofilen oder Bändchen ausführen zu können.
Insoweit wird zur Kräuselung der Monofilen oder Bändchen bevorzugt eine Stauchkammertexturierung verwendet, bei welcher die Monofilen oder Bändchen in eine Stauchkammer gefördert werden. Je nach Ausbil- düng der Kräuseleinrichtung können hier die Monofilen oder Bändchen gemeinsam über einen Walzenspalt zweier Kräuselwalzen in eine Stauchkammer geführt werden oder alternativ jeweils als einzelne Faserbündel durch eine Förderdüse in eine Stauchkammer geführt werden. Als Fördermittel wird dann bevorzugt eine erwärmte Druckluft verwendet, die mittels der Förderdüsen gemeinsam mit den Monofilen oder Bändchen in die Stauchkammer gefördert und zu einem Pfropfen aufgestaut werden. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Kräuselverfahren möglich, um eine gekräuselte Struktur an den Monofilen oder Bändchen zu erzeugen. So könnte beispielsweise in bestimmten Fällen auch eine Lufttexturierung genutzt werden, bei welcher die Kräuselung durch eine Verwirbelung der Monofilen oder Bändchen mittels Druckluft erzeugt wird.
Der Verbund der einzeln Monofilen wird bevorzugt durch einen Umwindefaden sichergestellt, so dass die Verbundeinrichtung eine Umwin- dungsstation aufweist. Zum Aufwickeln des Grasgarnes ist der Verbundeinrichtung unmittelbar eine Aufwickeleinrichtung nachgeordnet.
Für den Fall, dass eine Gruppe der Monofilen oder Bändchen aus mehreren Polymermaterialien gebildet werden muss, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass eine der Extrusionsanlagen oder beide Extrusionsanlagen ein oder zwei Extruder zum Aufschmelzen vor Polymaterialien aufweist. Damit lassen sich sowohl Monofilen als auch Folien durch eine Coextrusion herstellen.
Zur Erzeugung vieler Grasgarne parallel nebeneinander ist den Extrusionsanlagen bevorzugt eine Verbundeinrichtung und eine Aufwickeleinrich- tung mit mehreren Umwindestationen und Aufwickelstationen zugeordnet. So lässt sich eine Vielzahl von Spulen mit Grasgarn parallel erzeugen.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung werden nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung näher beschrieben. Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
Fig. 2 schematisch eine Draufsicht der Umwindungsstationen und Aufspulstationen des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1
Fig. 3 schematisch eine Seitenansicht einer Umwindungs- und Aufspuls- tation des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1
Fig. 4 schematisch eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
In den Fig. 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Grasgarnes schematisch dargestellt. In Fig. 1 ist das Ausführungsbeispiel in einer Gesamtansicht, in Fig. 2 in einer Draufsicht der Umwindungsstationen und Aufspulstationen und in Fig. 3 in einer Teilansicht der Umwindungsstationen und Aufspulstationen schematisch gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung gilt für alle Figuren, insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist.
In Fig. 1 ist das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Gesamtansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel weist zwei nebeneinander angeordnete Extrusionsanlagen 1.1 und 1.2 auf, um jeweils aus einem thermoplastischen Polymermaterial eine Vielzahl von Monofilamenten herzustellen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Extrusionsanlagen 1.1 und 1.2 beispielhaft mit gleichen Vorrichtungstei- len ausgestattet, so dass der Aufbau der Extrusionsanlagen 1.1 und 1.2 an dem Beispiel der Extrusionsanlage 1.1 nachfolgend erläutert wird. Die Extrusionsanlage 1.1 weist einen Extruder 2.1 und einen mit dem Extruder 2.1 verbundenen Extrusionskopf 3.1 auf. Dem Extrusionskopf 3.1 ist ein Kühlbad 4.1 zugeordnet. Zum Abzug und Verstrecken der extru- dierten Monofilen sind mehrere Galettenlieferwerke 7.1 und 9.1 mit ange- triebenen Galetten hintereinander angeordnet. Dabei werden die Monofi- lamente am Umfang der angetriebenen Galetten der Galettenlieferwerke 7.1 und 9.1 im parallelen Lauf nebeneinander mit einfacher Umschlingung geführt.
Zwischen dem Kühlbad 4.1 und dem ersten Galettenlieferwerk 7.1 ist ein Umlenkwerk 5.1 mit mehreren Umlenkrollen vorgesehen, an deren Umfang die Monofilen mit einfacher Umschlingung geführt sind. Das Umlenkwerk 5.1 ist unmittelbar dem Kühlbad 4.1 nachgeordnet, um die an den Monofilen haftende Kühlflüssigkeit des Kühlbades 4.1 abzustreifen. Die Trocknung der Monofilen lässt sich üblicherweise noch durch zusätzliche Absaugungen verbessern, die als Saugschlitze an stationären Umlenkzylinder ausgebildet sind. So können die Umlenkrollen auch in dem Umlenkwerk 5.1 durch Umlenkzylinder mit integrierter Absaugung ersetzt sein.
Zwischen den Galettenlieferwerken 7.1 und 9.1 ist eine Heizeinrichtung 8.1 angeordnet. Die Heizeinrichtung 8.1 könnte beispielsweise durch einen Umluftofen gebildet sein, in welchem die Monofilen auf eine Verstrecktemperatur erwärmt werden. Zum Verstrecken der Monofilen wer- den die Galetten der Galettenlieferwerke 7.1 und 9.1 mit einer Geschwindigkeitsdifferenz angetrieben.
Dieser Aufbau der in Fig. 1 dargestellten Extrusionsanlagen 1.1 und 1.2 zur Herstellung zweier Monofilamentscharen 27.1 und 27.2 ist beispiel- haft. Grundsätzlich kann bei beiden Extrusionsanlagen oder nur einer der Extrusionsanlagen eine Thermofixierzone mit einem weiteren Galettenlieferwerk nachgeordnet sein. Unabhängig von der Ausbildung der Extrusionsanlagen sind jedoch die den Extrusionsanlagen 1.1 und 1.2 zugeordneten Galettenlieferwerk 7.1, 7.2 und 9.1, 9.2 mit ihren Galetten unabhängig voneinander antreibbar und steuerbar. Somit lässt sich die Monofilamentschar 27.1 in der Extru- sionsanlage 1.1 mit einer gegenüber der Monofilamentschar 27.2 der zweiten Extrusionsanlage 1.2 mit unterschiedlichen Produktionsgeschwindigkeiten herstellen. Wesentlich ist hierbei, die vorgesehene Nachbehandlung an den Monofilen.
Wie aus der Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist der Extrusionsanlage 1.2 zur Nachbehandlung der Monofilen eine Kräuseleinrichtung 11 nachgeordnet. Die Kräuseleinrichtung 11 ist in diesem Beispiel durch eine Mehrzahl von Texturierstationen 12 gebildet, in welchem jeweils ein Faserbündel von Monofilen gekräuselt wird. So ist aus der Draufsicht in Fig. 2 zu erkennen, dass die Monofilamentschar 27.2 auf der Auslassseite der Extrusionsanlage 1.2 mittels der Führungsleiste 10.2 in eine Vielzahl von Faserbündeln 29.2 geteilt wird. Jedes der Faserbündel enthält eine bestimmte Anzahl von Monofilen, so lassen sich beispielsweise drei, vier, fünf oder sechs Monofilen der Monofilamentschar 27.1 zu einem Faserbündel 29.1 zusammenführen. Das Faserbündel 29.1 wird in einer der nachfolgenden Texturierstationen 12 gekräuselt und einer Verbundeinrichtung 15 zugeführt.
Die in der Extrusionsanlage 1.1 erzeugte Monofilamentschar 27.1 wird ebenfalls zu einer Vielzahl von Faserbündeln 29.1 aufgeteilt. Die Faserbündel 29.1 werden unmittelbar der Verbundeinrichtung 15 zugeführt, so dass jeweils ein Faserbündel 29.1 mit glatten Monofilen und ein Faserbündel 29.2 mit gekräuselten Monofilen zusammenlaufen.
Die Verbundeinrichtung 15 ist durch eine Vielzahl von Umwinde Stationen 16 gebildet, in denen jeweils zwei zusammen geführte Faserbündel 29.1 und 29.2 mit einem Umwindefaden umwickelt werden. Somit entsteht das gewünschte Grasgarn. Das Grasgarn 21 enthält somit glatte Monofilen und gekräuselte Monofilen. So lässt sich beispielsweise das Grasgarn 21 aus vier einzelnen glatten Monofilen 19 und vier einzelnen gekräuselten Monofilen bilden. Die glatten Monofilen und die gekräuselten Monofilen sind in den Faserbündeln 29.1 und 29.2 geführt und werden vor dem Umwinden zu einem Gesamtbündel zusammengeführt.
Der Fadenlauf ist insbesondere aus der Darstellung in Fig. 3 zu entneh- men. So wird das Faserbündel 29.2 zum Kräuseln durch die Galettenein- heit 14.2 und 14.3 geführt. Zwischen den Galetteneinheiten ist die
Texturierstation 12 gezeigt, die durch eine Texturiereinheit 24 und eine
Ablaufwalze 25 beispielhaft gezeigt ist. Die Texturiereinheit 24 könnte beispielsweise durch eine Texturierdüse und eine nachgeordnete Stauch- kammer gebildet sein.
Das Faserbündel 29.1 mit den glatten Monofilen wird über eine dritte Ga- letteneinheit 14.1 unmittelbar der Umwindestation 16 zugeführt. Vor der Umwindestation 16 werden die Faserbündel 29.1 und 29.2 zusammenge- führt und über eine Umlenkrolle 19 der Umwindestation 16 zugeführt. Innerhalb der Umwindestation 16 werden die Faserbündel 29.1 und 29.2 mit einem Verbundfaden 32 umwunden. Hierzu weist die Umwindestation 16 eine angetriebene Hohlspindel 36 auf, an deren Umfang eine Verbundspule 37 mit dem Verbundfaden 32 gehalten ist.
Wie aus den Figuren 1, Fig. 2 und Fig. 3 hervorgeht, wird die Aufwickeleinrichtung 17 zum Aufspulen der Grasgarne 21 durch eine Vielzahl von Aufwickelstationen 18 gebildet. In jeder der Aufwickelstationen 18 wird das Grasgarn 21 zu einer Spule 22 gewickelt, die an einem angetriebenen Spulenhalter 20 gehalten ist. Zur Fadenführung weist die Aufwickelstation 18 eine Tänzerarmregelung 33, eine Changierung 34 und eine Andrückwalze 35 auf. Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Grasgarn 21 hergestellt, das in einem Weiterverarbeitungsprozess zu einem Kunstrasen bearbeitet wird. Das aus glatten Monofilen und gekräu- selten Monofilen gebildete Grasgarn kann hierbei durch unterschiedliche Polymermaterialien und Kombinationen von Polymermaterialien gebildet werden. So lassen sich in den Extrusionsprozessen der Extrusionsanlagen 1.1 und 1.2 beispielsweise verschiedene thermoplastische Materialien wie beispielsweise PP, LLDPE, HDPE oder PA verarbeiten. Besonders vorteil- haft ist jedoch die Kombination, bei welcher in dem Extrusionsprozess der Extrusionsanlage 1.1 glatte Monofilen aus einem Polyethylen hergestellt werden. In dem parallel betriebenen Extrusionsprozess der Extrusionsanlage 1.2 wird dagegen ein Granulat aus Polyamid oder gleichartigen Polymertypen aufgeschmolzen und extrudiert, um die gekräuselten Monofilen zu erzeugen.
Um insbesondere beim Umwinden und Aufwickeln des Grasgarnes 21 keine Geschwindigkeitsunterschiede zwischen den Faserbündeln 29.1 und 29.2 zu erhalten, wird der Extrusionsprozess der Extrusionsanlage 1.2 mit einer höheren Produktionsgeschwindigkeit betrieben, als der Extrusionsprozess der Extrusionsanlage 1.1. Somit werden insbesondere die letzten Galettenlieferwerke 9.1 und 9.2 der Extrusionsanlagen 1.1 und 1.2 mit einer Differenzgeschwindigkeit betrieben. So wird das Galettenliefer- werk 9.2 gegenüber dem Galettenlieferwerk 9.1 mit einer höheren Um- fangsgeschwindigkeit der Galetten angetrieben, so dass die Monofila- mentschar 27.2 die Extrusionsanlage 1.2 mit einer höheren Produktionsgeschwindigkeit geführt wird. Die Differenz der Produktionsgeschwindigkeiten zwischen den Extrusionanlagen 1.1 und 1.2 ist vorteilhaft derart eingestellt, dass nach dem Kräuseln der Faserbündel 29.2 die nachfolgen- den Behandlungsschritte an beiden Faserbündeln 29.1 und 29.2 mit gleichen Führungsgeschwindigkeiten ausführbar sind. In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Grasgarnes schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so dass nachfolgend nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel werden in den Extru- sionsanlagen 1.1 und 1.2 jeweils eine Flachfolie extrudiert und zu Bänd- chen zerschnitten. So weisen die Extrusionsanlagen 1.1 und 1.2 jeweils Extrusionsköpfe 3.1 und 3.2 auf, durch welche eine Flachfolie extrudier- bar ist.
Bei der Extrusionsanlage 1.1 wird in dem Extrusionskopf 3.1 jeweils zwei Polymermaterialien durch eine Coextrusion zu der Flachfolie extrudiert.
Hierzu sind dem Extrusionskopf 3.1 die Extruder 2.1 und 2.3 zugeordnet.
Die Extruder 2.1 und 2.3 könnten beispielsweise ein Polymermaterial in jeweils unterschiedlicher Färbung extrudieren, um beispielsweise ein zweifarbige Flachfolie zu extrudieren. Es ist jedoch auch möglich, zwei unterschiedliche Polymermaterialien durch die Extruder 2.1 und 2.3 zu extrudieren.
Um die in den Extrusionsanlagen 1.1 und 1.2 extrudierten Flachfolien zu jeweils einer Bändchenschar 28.1 und 28.2 zu zerschneiden ist dem ers- ten Galettenlieferwerk 7.1 und 7.2 jeweils eine Folienschneideinrichtung
23.1 und 23.2 vorgeordnet. In den Folienschneideinrichtungen 23.1 und
23.2 wird jeweils eine zugeführte Flachfolie in eine Vielzahl von einzelnen Bändchen zerschnitten.
Die nachfolgende Behandlung der Bändchenschar 28.1 und 282. in den Extrusionsanlagen 1.1 und 1.2 ist identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel, so dass die Bändchenschar 28.1 zwischen den Galetten- lieferwerken 7.1 und 9.1 und die Bändchenschar 28.2 zwischen den Galet- tenlieferwerken 7.2 und 9.2 verstreckt werden.
Um an der Bändchenschar 28.2 der Extrusionsanlage 1.2 eine Kräuselung zu erzeugen, ist bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel die Kräuseleinrichtung 11 durch Kräuselwalzen 24 und einer Stauchkammer 25 gebildet, die unmittelbar dem zweiten Galettenlieferwerk 9.2 nachgeordnet sind. Dadurch lassen sich alle Bändchen der Bändchenschar 28.2 gemeinsam kräuseln. Die Bändchenschar 28.2 wird hierzu durch einen Walzenspalt zwischen den Kräuselwalzen 24 geführt und in die Stauchkammer 25 gefördert.
Auf der Auslassseite der Kräuseleinrichtung 11 wird die Bändchenschar 28.2 durch ein drittes Galettenlieferwerk 26 mit mehreren angetriebenen Galetten angezogen und zum Umwickeln und Aufwickeln der nachfolgenden Verbundeinrichtung 15 und Aufwickeleinrichtung 17 zugeführt.
Auf der Auslassseite der Extrusionsanlage 1.1 wird die Bändchenschar 28.1 mittels der Führungsleiste 10.1 und auf der Auslassseite der Extru- sionsanlage 1.2 die Bändchenschar 28.2 mittels der Führungsleiste 10.2 zu einer Vielzahl von Faserbündeln aufgeteilt. Die der Bändchenschar 28.1 zugeordnete Faserbündel sind jeweils aus mehreren glatten Bändchen gebildet. Die Faserbündel der Bändchenschar 28.2 enthalten dagegen mehrere gekräuselte Bändchen. Beide Faserbündel werden jeweils einer Umwinde Station 16 zum Zusammenführen zu dem Grasgarn zugeführt. Nach dem Umwinden beider Faserbündel mit einem Verbundfaden wird das Grasgarn in einer nachfolgenden Aufwickelstation 18 zu einer Spule aufgewickelt.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Bändchenschar 28.1 und 28.2 mit derartiger Einstellung der Galettenlieferwerke hergestellt, dass die Umfangsge- schwindigkeit des zweiten Galettenlieferwerkes 9.1 der Extrusionsanlage 1.1 gleich der Umfangsgeschwindigkeit des dritten Galettenlieferwerkes 26 auf der Auslassseite der Extrusionsanlage 1.2 ist. Damit kann die Nachbehandlung beider Bändchenscharen 28.1 und 28.2 mit gleichen Führungsgeschwindigkeiten ausgeführt werden.
Der Aufbau der in Fig. 4 dargestellten Extrusionsanlagen zur Herstellung der Bändchenscharen 28.1 und 28.2 ist beispielhaft. Grundsätzlich können zusätzliche Behandlungsstufen wie beispielsweise eine Heißfixierung oder eine weitere Verstreckungsstufe vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft zur Erzeugung von Spezialeffekten im Grasgarn ist ein Fibrillierung der Bändchenschar 28.2 vor dem Kräuseln. So könnte die Extrusionsanlage 1.2 eine Fibrilliereinrichtung aufweisen, die im Fadenlauf der Kräuseleinrichtung 11 vorgeordnet ist, durch welche an jedem einzelnen Band der Bändchenschar eine netzförmige Struktur erzeugt wird. Diese Struktur bleibt während der Kräuselung erhalten und öffnet sich erst in einem Tuftingprozess bei der Herstellung eines Rasenteppichs. So prägen sich monofile Eigenschaften des Grasgarns heraus.
Ebenso ist die Nachbehandlung durch Umwinden und Aufwickeln der Faserbündel beispielhaft. So besteht beispielsweise auch die Möglichkeit, den Verbund zwischen den Faserbündeln durch eine Texturierung oder Verwirbelung herzustellen. Ebenso können Aufspulstationen verwendet werden, bei welchen ein kontinuierliches Aufwickeln der Spulen möglich ist.
Die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Extrusionsanlagen sind paarweise zur Herstellung von Monofilen oder Bändchen eingesetzt. Diese Ausführungen sind ebenfalls nur beispielhaft. Grundsätzlich ist eine Kombination der Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 und Fig. 4 in derart möglich, dass in einer der Extrusionsanlagen nur Monofilen hergestellt werden und in der zweiten Extrusionsanlage nur Bändchen hergestellt werden, so dass das Grasgarn aus einem Verbund von Monofilen und Bändchen gebildet wird.
Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Anzahl der Umwindestationen und Aufwickelstationen beispielhaft. So ist es bei Großanlangen üblich, eine Vielzahl solcher Stationen nebeneinander entlang einer Maschinenlängsseite anzuordnen.
Bezugszeichenliste
1.1, 1.2 Extrusionsanlagen
2.1, 2.2, 2.3 Extruder
3.1, 3.2 Extrusionskopf
4.1, 4.2 Kühlbad
5.1, 5.2 Umlenkwerk
6.1, 6.2 Streckwerk
7.1, 7.2 erstes Galettenlieferwerk
8.1, 8.2 Heizeinrichtung
9.1, 9.2 zweites Galettenlieferwerk
10.1, 10.2 Führungsleiste
11 Kräuseleinrichtung
12 Texturierstation
13 Kühlwalze
14.1, 14.2, 14.3 Galetteneinheit
15 Verbundeinrichtung
16 Umwindestation
17 Aufwickeleinrichtung
18 Aufwickelstation
19 Umlenkrolle
20 Spulenhalter
21 Grasgarn
22 Spule
23.1, 23.2 Folienschneideinrichtung
24 Texturiereinheit
25 Ablauf walze
26 drittes Galettenlieferwerk
27.1, 27.2 Monofilamentschar
28.1, 28.2 Bändchenschar
29.1, 29.2 Faserbündel 30 Stauchkammer
31 Kräuselwalzen
32 Verbundfaden
33 Tänzer armregelung
34 Changierung
35 Andrückwalze
36 Hohlspindel
37 Verbundspule
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Next Patent: DEVICE FOR AXIAL TENSIONING OF A STATOR COIL OF AN ELECTRICAL MACHINE