CH654281A5 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von fuellungsmaterial. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE nuten (36,47) ausgeformt sind, dass die Filament-Biegeglieder

(37) einen Fussteil (38) besitzen und gleitfähig in die in einem der

1. Verfahren zur Herstellung von Füllungsmaterial, gekenn- Endlosriemen (31) ausgeformten Gleitführungsnuten (36) eingezeichnet durch die Verfahrensschritte: setzt sind, dass die Filament-Einfügeglieder (48) auch einen

- Einführen eines aus einer Vielzahl gerichteter Fasern gebil- 5 Fussteil (49) sowie eine Stange (50) an dem dem Fussteil gegen-detes Filamentbündels (21) zwischen mehrere, an Filament- überliegenden Ende aufweisen und gleitfähig in die am anderen Einfügeglieder (11) angrenzend vorgesehene Filament-Biege- Endlosriemen (46) ausgebildeten Gleitführungsnuten (47) einge-glieder (5), derart, dass das Filamentbündel (21) in Berührung setzt sind, und dass zwei Sätze mit je einem Schub- und einem mit den Endabschnitten der Filament-Biegeglieder (5) gehalten Zug-Steuerflächenelement (40,41 ; 52,53) jeweils an einem wird, um zick-zack-förmig abgebogen zu werden, und 10 Maschinenrahmen (42,43; 54,55) angeordnet sind, derart, dass

- Erwärmen und Schmelzschneiden des Filamentbündels (21) die Steuerflächen im linearen Bewegungsbereich einem jeden an mit den Endabschnitten der Filament-Biegeglieder (5) in Endlosriemen gegenüberliegen und mit den Fussteilen (38) der Berührung gehaltenen Partien, um zweifach gefaltete Filament- Filament-Biegeglieder (37) oder den Fussteilen (49) der Fila-bündel kurzer Faserlänge auszubilden und gleichzeitig die End- ment-Einfügeglieder (48) im Eingriff stehen.

bereiche der gefalteten Filamentbündel in derNähe derschmelz-15

geschnittenen Partien zusammenzuschmelzen, wodurch ein Fül-

Iungsmaterial erhalten wird, das aus einer Vielzahl von Füllungspartikeln (25) besteht, welche Partikel schlaufenförmig gebogen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung sind und bei welchen die Enden der Filamente an einem Punkt von Füllungsmaterial sowie auf eine Vorrichtung zur Durchfüh-zusammenlaufen und dort zusammengeschmolzen sind. 20 ning des Verfahrens.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Als Füllungen für Kissen, Polster und Steppdecken werden Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei jeweils auf Umlenkrol- häufig Naturdaunen und -federn verwendet. Heutzutage kann len (2,3,4,8,10; 33,35,44,45) geführte Endlosriemenglieder (1, jedoch die Erzeugung von Daunen und Federn nur noch mühsam 7; 31,46), mehrere Filament-Biegeglieder (5,37), die nebenein- , mit dem steigenden Bedarf Schritt halten und deren Preise anderliegend am ersten Endlosriemenglied (1; 31) vorgesehen "5 steigen merklich. Somit ist es wünschenswert, Füllungen, die sind, mehrere Filament-Enfügeglieder (11; 48), dienebeneinan- Naturdaunen und -federn ähnlich sind, zu entwickeln, die als derliegend am zweiten Endlosriemenglied (7 ; 46) vorgesehen Ersatz dienen können. Mit der vorliegenden Erfindung wird ein sind, wobei die Filament-Biegeglieder (5; 37) und die Filament- neuartiges Füllungsmaterial geschaffen, das aus einer Vielzahl Einfügeglieder (11 ; 48) so angeordnet sind, dass sie zwischen von schleifenförmig gebogenen Filamenten zusammengesetzt ist. einer Stelle, an der die Kopfenden (6; 60) der Filament-Biege- 30 Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, mit hoher Effektivi-glieder (5 ; 37) den Kopfenden (13 ; 50) der Filament-Einfügeglie- tät aus einer Anzahl gekräuselter synthetischer Faserfilamente der (11 ; 48) gegenüberstehen und einer Stelle, an der die tropfenförmige oder kleine kreisringförmige Füllungen kontinu-Kopfenden der Filament-Biegeglieder zu den Kopfenden der ierlich herzustellen, wobei die Füllungen eine wählbare Grösse Filament-Einfügeglieder abwechselnd stehen, vorwärtsbeweg- besitzen und die Enden der Faserbündel in einem Punkt zusam-lich sind, und durch ein Heizelement (17; 58) eines Schmelz- 35 menlaufen sollen.

schneid- und -Verbindungsgliedes (15; 56), welches in einem Das erfindungsgemässe Verfahren ist durch die im Patentan-

Bereich, in dem die Kopfenden (6; 60) der Filament-Biegeglieder sprach 1 definierten Merkmale gekennzeichnet; die erfindungs-(5 ; 37) zu den Kopfenden (13 ; 50) der Filament-Einfügeglieder gemässe Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist (11; 48) abwechselnd stehen, so angeordnet ist, dass seine durch die im Patentanspruch 2 gekennzeichneten Merkmale

Oberfläche in Berührung mit den Kopfenden (6; 60) der Fila- 40 dargestellt. Spezielle Ausführungsformen der Erfindung ergeben ment-Biegeglieder (5; 37) gehalten wird. sich aus den abhängigen Ansprüchen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, Als Ausgangsmaterial für das Füllungsmaterial nach der Erfin-dass ein Abschnitt der Endlosriemenglieder (1,7) parallel zuein- düng werden synthetische Faserbündel verwendet, die eine ander, einstellbar auf verschiedene gegenseitige Abstände vor- . geeignete Anzahl von Filamenten umfassen, beispielsweise Fila-wärts beweglich ist und dass die Filament-Biegeglieder (5) und 43 mentbündel aus Polyester, Nylon oder Polyacrylnitril mit einer die Filament-Einfügeglieder (11) auf gleich grosse Abstände Feinheit von 0,16-16 mg/m (1,5-15 den), insbesondere etwa verteilt am Umfang eines jeden Endlosriemengliedes (1,7) 0,45-0,67 mg/m (4 bis etwa 6 den). Polyesterfilamente werden angeordnet sind, und dass die Filamentbiege- und -Einfügeglie- speziell bevorzugt, da ihr Elastizitätsmodul sehr hoch ist. Unter der (5,1) von den Endlosriemengliedern im wesentlichen senk- dem Gesichtspunkt der Voluminösität und nicht verfilzender recht abstehen. 50 Eigenschaften wird ein Querschnitt für die Filamente bevorzugt,

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, der kreisringförmig, dreifingrig, dreieckig, fünffingrig, fünfeckig dass das Filament-Biegeglied (5) aus einem biegsamen Material °der sechseckig ist.

gefertigt ist und dass das Filament-Einfügeglied (12) mit einer an Wenn solche Filamente zu Füllungen geformt werden, wird seinem Kopfende angeformten Stange (13) versehen ist, die vom zum Verhindern eines gegenseitigen Verhakens der Füllungen Seitenbereich des Filament-Einfügeglieds parallel zu den Rota- 55 und zum Erzeugen eines zufriedenstellenden Faltenwurfs ein tionsachsen der zugeordneten Umlenkrollen (8,9,10) absteht, so Glättungsstoff oder ein glättungserleichternder Zusatz auf die dass sich die Filament-Biegeglieder (5) der Endlosriemenglieder Oberflächen der Filamente aufgebracht. Ferner können auch (1,7) mit den Stangen der Filament-Einfügeglieder (12) in dem nach bekannten Kräusel verfahren gekräuselte Filamente bei der Bereich abwechseln, in welchem die Endlosriemenglieder parai- Erfindung verwendet werden.

lei zueinander verlaufen. 60 Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

dass jedes Endlosriemenglied ein Endlosriemen (31,46) ist, dass Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer einer der Endlosriemen (31) an einer Umlenkrolle (35) aufge- Vorrichtung nach den Merkmalen der Erfindung,

hängt ist, die fest mit einer Welle (34) verbunden ist, welche eine Fig.2 eine teilperspektivische Ansicht zur Veranschaulichung gemeinsame Welle für eine Umlenkrolle (45) des anderen End- 65 des Kopfendabschnitts eines Filament-Biegeglieds und eines Iosriemens (46) darstellt, dass in den Umfangsflächen eines jeden Filament-Einfügeglieds einer ersten Ausführungsform, Endlosriemens (31,46) auf gleichmässige Abstände verteilt und Fig. 3 eine zum Teil geschnittene Ansicht eines Schmelzparallel zur Welle (34) der Umlenkrollen (35,45) Gleitführungs- schneid- und -Verbindungsgliedes der ersten Ausführungsform,

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Fig. 4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung nach den Merkmalen der Erfindung,

Fig. 5 eine Schnittansicht bei einer Schnittführung entlang der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6A eine Seitenansicht eines Filament-Einfügegliedes der zweiten Ausführungsform,

Fig. 6B eine Aufsicht auf das Filament-Einfügeglied nach Fig. 6A

Fig. 7A eine Seitenansicht eines Filament-Biegeglieds und Fig. 7B eine Aufsicht auf das Filament-Biegeglied nach Fig.

7A.

Die erste Ausführungsform ist in den Fig. 1 bis 3 dargestellt. Ein Endlosriemen 1, der aus einer Kette oder einem Riemengurt besteht, wird über Umlenkrollen 2,3 und 4 derart geführt, dass ein Teil des Endlosriemens 1 in vertikaler Richtung vorwärtsbewegt wird. Auf dem Umfang des Endlosriemens 1 sind in gleichmässigen Abständen Filament-Biegeplattenglieder 5 angeformt, welche vom Umfang des Endlosriemens 1, im wesentlichen unter einem rechten Winkel von diesem, abstehen. Das Ende 6 eines jeden Filament-Biegeglieds 5 kann aufgrund der Eigenelastizität des Biegeglieds 5 in geeigneter Weise schwingen.

Ein Endlosriemen 7, der ebenfalls aus einer Kette oder einem Riemengurt, wie auch der Endlosriemen 1, bestehen kann, ist über Umlenkrollen 8,9 und 10 derart geführt, dass ein Teil des Endlosriemens 7 in vertikaler Richtung parallel zum vertikalen Bewegungsabschnitt des Endlosriemens 1 sich vorwärtsbewegt. Die Umlenkrollen 2 und 8 werden von einem nicht gezeigten Hauptantrieb gedreht und die Endlosriemen 1 und 7 werden mit derselben Geschwindigkeit bewegt.

Am Endlosriemen 7 sind in derselben Unterteilung wie die der Filamentbiegeglieder 5, welche am Endlosriemen 1 vorgesehen sind, Filament-Einfügeglieder 11 angebracht. Jedes Filament-Einfügeglied 11 besteht aus einem Plattenglied 12, das vom Umfang des Endlosriemens 7, im wesentlichen rechtwinklig zu diesem, absteht und einer am Kopfende des Plattenglieds 12 angeformten Stange 13. Die Stange 13 steht vom Seitenabschnitt des Plattenglieds 12 vor und ist parallel zu den Rotationsachsen der Umlenkrollen 2,3,4,8,9 und 10 ausgerichtet. Der Abstand zwischen den Endlosriemen 1 und 7 wird so eingestellt, dass dann, wenn die Endlosriemen 1 und 7 parallel zueinander stehen, sich die Filament-Biegeglieder 5, die sich in diesem Abschnitt des Endlosriemens 1 befinden, mit den Stangen 13 der Filament-Einfügeglieder 11, die in diesem Abschnitt des Endlosriemens 7 liegen, abwechseln.

Die Grösse der Schleife derfederförmigen, nachstehend beschriebenen Füllung bestimmt sich durch den Abstand zwischen dem Ende 6 des Filament-Biegeglieds 5 und der Stange 13 des Filament-Einfügeglieds 11.

Ein Schmelzschneid- und -Verbindungsglied 15 umfasst einen Tragteil 16 aus Isoliermaterial, der an einem nicht abgebildeten Rahmen befestigt ist und ein U-förmiges Heizelement 17, das am Tragteil 16 angebracht ist. Die Vorderkante 18 des Heizelements 17 wird in Berührung mit dem Ende 6 des Filament-Biegeglieds gehalten. Ein Anschlusskabel 19 steht mit einer Stromquelle in Verbindung. Eine Führung 20 dient zum Hindurchleiten eines Filamentbündels 21, welches am Ausgang der Vorrichtung die Form eines Füllungspartikels 25 besitzt.

Das Filamentbündel 21 wird der Vorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau durch die Führung 20 hindurch zugeführt. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird das Filamentbündel 21 abwechselnd zick-zack-förmig an den Enden 6 der Filament-Biegeglieder 5 und den Stangen 13 der Filament-Einfügeglieder 11, die im parallellaufenden Bereich der Endlosriemen 1 und 7 liegen, erfasst. Wenn beide Endlosriemen 1 und 7 mit derselben Geschwindigkeit in Richtung der eingezeichneten Pfeile bewegt werden, stopfen die Stangen 13 der Filament-Einfügeglieder 11 bei der Bewegung der Endlosriemen 1 und 7 das Filament zwischen zwei benachbarte Filament-Biegeglieder 5, wodurch im

Filamentbündel 21 zwischen jeweils zwei benachbarten Fila-ment-Biegegliedern 5 aufeinanderfolgende U-förmige Biegungen geformt werden und somit das Filamentbündel 21 zick-zack-förmig gebogen wird.

5 Eine solche U-förmige Biegung 23 wird mit der Bewegung der Endlosriemen 1 und 7 dicht an das Schmelzschneid- und -Verbindungsglied 15 herangeführt und zwar so, dass die Biegung 23 am Kopfende 6 des Filament-Biegeglieds 5 gehalten ist. Wenn das Ende 6 des Filament-Biegeglieds 5 in die Nähe des Heizelements io 17 gelangt, wird das herumgebogene Filament 21 vom Kopfende 6 seines Filament-Biegeglieds 5 an das Heizelement 17 angedrückt, dieser Abschnitt des Filamentbündels wird durch Schmelzen geschnitten und die neben dem schmelzgeschnittenen Abschnitt liegenden Bereiche des Filamentbündels werden, wie 35 mit 24 angedeutet, zusammengeschmolzen, wodurch das U-förmig gebogene Filamentbündel durch Schmelzschweissen zu einer Schlaufe geformt wird. Jedes U-förmig gebogene Filamentbündel wird somit zu einem Füllungspartikel 25 ausgebildet, bei dem die Enden des U-förmig gebogenen Filaments zum schmelz-20 geschweissten Abschnitt als Schnittpunkt zusammenlaufen.

Mit der weiteren Bewegung der Endlosriemen 1 und 7 wird das Ende 6 des Filament-Biegeglieds 5 vom Heizelement 17 freigegeben und kann frei schwingen. Das Filament-Einfügeglied 11 wird weiterbewegt, wobei die Stange 13 den Füllungspartikel 25 trägt. 25 Wenn der Partikel 25 im Drehbereich der Umlenkrolle 8 die am weitesten unten liegende Stellung erreicht, wird von der Stange 13 abgenommen und gesammelt.

In den Fig. 4 bis 7 ist die zweite Ausführungsform dargestellt. Ein Endlosriemen 31 ist auf einer Umlenkrolle 33, die integral 30 mit einer Welle 32 verbunden ist und auf einer Rolle 35, die einstückig mit einer Welle 34 verbunden ist, geführt. Die Welle 32 wird durch einen nicht gezeigten Antrieb gedreht. Auf der Umgangsfläche des Endlosriemens 31 sind über seine gesamte Breite und in gleich grossen Abständen parallel zu den Wellen 32 35 und 34 verlaufende Gleitführungsnuten 36 ausgebildet. In diese Gleitführungsnuten 36 sind Filament-Biegeglieder 37 gleitfähig eingesetzt. Jedes Filament-Biegeglied 37 ist L-förmig und biegsam und wird durch Stanzen aus einer Platte geformt.

Lediglich ein Fussteil 38 ragt aus der Gleitführungsnut 36 40 heraus. Ein biegsames Rückhalteglied 39 dient zum Verhindern des Herausfallens der Filament-Biegeglieder 37 und ist auf den Umfang des Endlosriemens 31 aufgesetzt. An einem nicht dargestellten Maschinenrahmen sind an Stützfüssen 42 und 43 eine Schub-Steuerfläche 40 und eine Zug-Steuerfläche 41 befestigt, 45 so, dass diese Steuerflächen 40 und 41 dem Endlosriemen 31 in seinem linearen Bewegungsabschnitt gegenüberliegen und an den Fussteilen 38 der Filament-Biegeglieder 37 angreifen.

Auf den Wellen 32 und 34 sind Umlenkrollen 44 und 45 befestigt, und zwar so, dass sie von den Umlenkrollen 33 und 35 50 einen Abstand besitzen. Auf den Umlenkrollen 44 und 45 ist ein Endlosriemen 46 aufgesetzt. Dieser Endlosriemen 46 besitzt eine dem Endlosriemen 31 entsprechende Struktur und weist an seiner Umfangsfläche parallel zu den Wellen 32 und 34 verlaufende, in der gleichen Unterteilung, wie am Endlosriemen 31 55 ausgebildete Gleitführungsnuten 47 auf. In diese Gleitführungsnuten 47 sind gleitfähig Filament-Einfügeglieder 48 eingesetzt. Jedes Filament-Biegeglied 48 ist L-förmig, wie auch das Filament-Biegeglied 37, und die Glieder werden durch Ausstanzen aus einer Platte geformt; eine Stange 50 wird an dem, einem 60 Fussteil 49 gegenüberliegenden Ende angeformt. Ferner ist ein Rückhalteglied 51 vorgesehen, das genauso aufgebaut ist wie das Rückhalteglied 39. An einem nicht gezeigten Maschinenrahmen sind über Stützfüsse 54 und 55 eine Schub-Steuerfläche 52 und eine Zug-Steuerfläche 53 angeordnet, und wenn die Schub-65 Steuerfläche 52 in Eingriff mit dem Fussteil 49 gelangt, steht das Filament-Einfügeglied 48 am Seitenabschnitt des Endlosriemens 46 vor. Die Filament-Biegeglieder 37 und die Filament-Einfügeglieder 48 sind so angeordnet, dass dann, wenn das Filament-

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Einfügeglied 48 in der genannten Weise vorsteht, sich die Schiene 50 zwischen den vorstehenden Filament-Biegegliedern 37 befindet.

Ein Schmelzschneid- und -Verbindungsglied 56 umfasst eine Abstützung 57 aus Isoliermaterial, die an einem nicht gezeigten 5 Rahmen befestigt ist und ein plattenförmiges Heizelement 58, das an der Abstützung 57 angebracht ist. Die Vorderkante 59 des Heizelements 58 ist dicht an die Enden 60 der Filament-Biegeglieder 37 herangebracht. Ein Anschlusskabel 61 dient zur Verbindung mit einer Stromquelle ; durch eine Führung 62 wird 10 ein Filamentbündel 21 hindruchgeleitet und ein Füllungspartikel ist mit 25 bezeichnet.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung gemäss der zweiten Ausführungsform zur Herstellung von Füllungsmaterial wird nun beschrieben.

Das Faserbündel 21 wird durch die Führung 62 der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zugeführt. Mit der Drehung der Welle 32 werden die Endlosriemen 31 und 46 in der durch die Pfeile angezeigten Richtung bewegt. Im Endlosriemen 31 steht 20 dann, wenn der Fussteil 38 des Filament-Biegeglieds 37, das in die Gleitführungsnut 36 eingepasst ist, in Kontakt mit der Schub-Steuerfläche 40 gelangt, das Filament-Biegeglied 37 nach links in Fig. 4 vor.

Gleichzeitig gelangt der Fussteil 49 des in die Gleitführungsnut 47 des Endlosriemens 46 eingesetzten Filament-Einfügeglieds 48 in Berührung mit der Schub-Steuerfläche 52 und das Filament-Einfügeglied 48 steht nach rechts in Fig. 4 vor. Das Filamentbündel 21 wird zwischen die Enden 60 der Filament-Biegeglieder 37 durch die Stange 50 des Filament-Einfügeglieds 48 eingeführt. 30 Dementsprechend wird das Filamentbündel 21 aufeinanderfolgend zick-zack-förmig gebogen, um so U-förmige Schlaufen 23 auszubilden. Eine solche U-förmige Schlaufe 23 wird zusammen mit der Bewegung der Endlosriemen 31 und 46 dicht an das Schmelzschneid- und -Verbindungsglied 56 herangebracht und zwar in einem Zustand, in dem die Schlaufe 23 am Kopfende 60 des Filament-Biegeglieds 37 gehalten wird. Sobald das Ende 60 des Filament-Biegeglieds 37 mit dem Heizelement 58 in engen Kontakt gelangt, wird das um dieses Kopfende herumgebogene Filamentbündel 21 zum Ende des Heizelements 58 hin vorge- 40

schoben, wobei der umgebogene Bereich des Filamentbündels 21 durch Schmelzen aufgeschnitten wird. Die Endabschnitte des Filamentbündels 21 in der Nähe dieses Schnittbereichs werden miteinander verschmolzen, um so eine U-förmig gebogene Schlinge aus dem Filamentbündel 21 zu bilden. Wie auch bei der ersten Ausführungsform wird ein Füllungspartikel 25 geschaffen, bei dem die Enden der U-förmig gebogenen Filamentschlinge im Schmelzabschnitt 24 als Verknüpfungspunkt zusammenlaufen.

Gemeinsam mit der Bewegung der Endlosriemen 36 und 46 wird der Füllungspartikel 25 weiterbewegt, wobei er von der Stange 50 nach unten hängt. Wenn die Fussteile 38 und 49 des Filament-Biegeglieds 37 und des Filament-Einfügeglieds 48 in Berührung mit den Zug-Steuerflächen 41 und 53 gelangen,

gleiten die Glieder 37 und 48 in den Führungsnuten 36 und 47 der Endlosriemen 31 und 46 entlang und das Filament-Biegeglied 37 sowie das Filament-Einfügeglied 48 werden nach rechts bzw.

nach links bewegt und in ihre Ausgangspositionen zurückverlagert. Der Füllungspartikel 25 befindet sich in einem Zustand, in dem er nach abwärts von der Stange 50 während der vorstehend erläuterten Bewegung hängt und der Partikel 25 wird von der Stange 50 entfernt und gesammelt.

Die Grösse der Schleife des Füllungspartikels 25 ist frei wählbar durch eine Veränderung des Abstands zwischen den Umlenkrollen 33 und 44-und dem Abstand zwischen den Umlenkrollen 35 und 45 oder durch eine Veränderung der Form der geneigten Flächen der Schub-Steuerflächen 40 und 52.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, dass mittels der Stangen der Filament-Einfügeglieder das Filamentbündel in den U-förmigen Biegezustand zwischen die Filament-Biegeglieder, die parallel zueinander angeordnet sind, gelegt wird, und die Filamentabschnitte, die in Berührung mit den Enden der Filament-Biegeglieder gelangen, werden durch Schmelzen aufgetrennt und durch Aufschmelzen zusammengeschweisst. Dadurch lassen sich federartige Füllungen in Tropfenform ausbilden, bei denen die Enden der Filamente zum Schmelzabschnitt als Knotenpunkt zusammenlaufen. Diese Füllungen lassen sich kontinuierlich in grosser Anzahl herstellen. Ferner lässt sich durch ein Verändern des Einführungsgrads der Filament-Einfügglieder in die Filament-Biegeglieder die Grösse der Schlingen der Filamente in geeignetem Masse einstellen.

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3 Blatt Zeichnungen