DE1038972B

DE1038972B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Filzen oder Matten aus mineralischen Fasern, insbesondere aus Glasfasern

Info

Publication number: DE1038972B
Application number: DEA19005A
Authority: DE
Inventors: Aldo Ceretti; Elio Marsella
Original assignee: ALGEMEENE KUNSTVEZEL MIJ NV
Current assignee: ALGEMEENE KUNSTVEZEL MIJ NV
Priority date: 1952-10-22
Filing date: 1953-10-17
Publication date: 1958-09-11
Also published as: BE523720A; NL182169B

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Filzen oder Matten aus mineralischen Fasern, insbesondere aus Glasfasern Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Filzen oder Matten aus mineralischen Fasern, insbesondere aus Glasfasern, die auf einer sich fortbewegenden Unterlage sich kreuzend in einer gewünschten Schichtdicke abgelegt und miteinander durch geeignete Bindemittel, im allgemeinen Kunstharz, gebunden werden. Die für die Herstellung der Filze oder Matten verwendeten Fasern oder Fäden können von endloser Länge oder begrenzter Länge (Fadenstücke) sein.
Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Matten aus endlosen Fäden werden letztere mechanisch in eine Anzahl von mit Druckluft oder Druckgas betriebenen Ejektoren eingeführt und von diesen in Richtung auf eine sich fortbewegende Unterlage ausgestoßen und zur Bildung der Filze oder Matten dort abgelagert. Vornehmlich sollen die Ejektoren die Fäden in Form von im wesentlichen unregelmäßigen Spiralen auf die Formungsunterlage werfen. Dieses Verfahren besitzt keine Wandlungsfähigkeit, da sich mit ihm immer nur dieselben, d. h. aus spiraligen endlosen Fäden bestehende Matten herstellen lassen.
ach einem bekannten Verfahren zur Herstellung der Matten aus kurzen Fadenstücken wird von endlosen Glasfäden ausgegangen, die fortlaufend Paaren von Walzen zugeführt -werden. die die Fäden weiterbefördern und gleichzeitig in Fadenstücke zerschneiden. Das Zerschneiden erfolgt durch auf dem Umfang der Walzen vorgesehene, längs Erzeugenden des Walzenumfanges verlaufende Schneiden. Die geschnittenen Fadenstücke fallen beim Austritt aus den Walzen auf die sich fortbewegende Mattenformungsunterlage oder werden mittels Luftströme durch Leitungen dieser Unterlage zugeführt. Wegen der Schwierigkeit einer geordneten Verteilung der Fadenstücke auf der Formungsunterlage lassen diese Matten an Regelmäßigkeit und Gleichmäßigkeit zu wünschen übrig. Außerdem ist es auch hier schwierig, Matten herzustellen, die hinsichtlich Länge, Verteilung und Richtung der Fadenstücke voneinander abweichen, weil diese Faktoren an die Ausführung der Förder-und Schneidwalzen gebunden sind.
Der Zweck der Erfindung ist es nun, Verfahren und Mittel zur Herstellung von Matten aus geschnittenen Fadenstücken derart zu verbessern, daß sich Matten erzielen lassen, die hinsichtlich Schichtstärke und Verteilung der Fasern in ihnen völlig gleichmäßig sind, ferner Matten, die aus Fadenstücken einheitlicher Länge bestehen, wobei die Länge nach Wunsch geregelt werden kann, und auch Matten, die außer geschnittenen Fadenstücken auch im wesentlichen endlose Fäden enthalten, die gerade, gewellt oder spiralig verlaufen, wobei sich in jedem Fall die Richtun gen, in welchen die Fadenstücke oder/und Fäden innerhalb der Matten verlaufen, weitgehend festlegen lassen.
Zur Erreichung dieser Ziele benutzt die Erfindung (las vorstehend an erster Stelle erwähnte Verfahren insoweit, als eine Vielzahl von endlosen Fäden auf mechanischem Wege in eine Anzahl von mit Druckluft oder Druckgas betriebenen Ejektoren eingeführt und von diesen in Richtung auf die sich fortbewegende Unterlage ausgestoßen werden, wobei jedoch erfindungsgemäß die endlosen Fäden unmittelbar an den Austrittsöffnungen der Ejektoren in Fadenstücke zerschnitten werden, ohne das Wurfvermögen der Ejektorenströme wesentlich zu beinträchtigen.
Durch Wahl eines bestimmten Verhältnisses zwischen der Zuführgeschwindigkeit der endlosen Fäden, der Schnitthäufigkeit und/oder der Geschwindigkeit der sich fortbewegenden Formungsunterlage lassen sich gleichmäßige Matten bestimmter Eigenschaften erlangen.
Nun kann man erfindungsgemäß das Verhältnis der Zuführgeschwindigkeit der endlosen Fäden und der Schnitthäufigkeit für alle oder einen Teil der Fäden ändern. Auf diese Weise lassen sich Matten herstellen, die ausschließlich Fadenstücke einer bestimmten kürzeren Länge oder nur solche einer bestimmten größeren Länge enthalten, oder auch Matten, die sowohl aus kürzeren wie aus längeren Fadenstükken bestellen.
Weiter sieht die Erfindung vor, nur einen Teil der zugeführten endlosen Fäden zu zerschneiden und die iibrigen Fäden unveränderlich zur Formungsunterlage durchgehen zu lassen, so daß sich Matten aus Fadenstücken und endlosen Fäden ergeben, in denen die letzteren das tragende Gerippe der Matten bilden und diesen eine erhöhte Steifigkeit verleihen.
Eine weitere bei dem Verfahren der Erfindung mögliche Maßnahme besteht darin, die Winkel aller oder eines Teiles der Ejektoren, unter welchen diese die Fäden auf die sich fortbewegende Unterlage ausstoßen, periodisch zu ändern, um Matten mit in gewünschten Richtungen verlaufenden Fadenstücken und/oder Fäden zu erhalten.
Zur Ausübung des Verfahrens wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung benutzt, bei der sich an zur Zuführung der endlosen Fäden dienende, beispielsweise aus Walzenpaaren bestehende mechanische Fördermittel, die einzeln oder zusammen in ihrer Geschwindigkeit regelbar sind, eine Batterie von die Fäden aufnehmenden und ausstoßenden Ejektoren an-"chliel't, vor denen in der Blasrichtung die zur Formung der Matte dienende, mit regelbarer Geschwindigkeit sich fortbewegende Unterlage angeordnet ist. wobei vor den Austrittsöffnungen der Ejektoren kreisende oder schwingende Messer angeordnet sind. die hinsichtlich ihrer Schnitthäufigkeit einzeln oder zusammen regelbar oder auch abschaltbar sind.
Wenigstens ein Teil der Ejektoren ist derart verstellbar ausgebildet. daß ihr Blaswinkel in Richtung Unterlage dauernd oder periodisch geändert werden kann.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.
Abb.1 ist eine zum Teil schematische Seitenansicht der Vorrichtung; Abb.2 ist eine Ansicht eines der Ejektoren mit der Schneidvorrichtung und deren Antrieb; A1)13.3 ist eine Endansicht der in Abb.2 gezeigten Teile; Abb.4 ist ein Teilschnitt in der Achsrichtung der Schneidvorrichtung; Abb. 5 ist eine Ausführungsform eines das Schneidmesser tragenden Schwingorgans, und Abh.6 ist ein axialer Schnitt durch einen der Ejektoren.
Durch Paare von Walzne 10 oder eine andere mechanische Fördervorrichtung werden die endlosen Glasfäden 11 einer Batterie von Ejektoren 12 mit einer bestimmten Geschwindigkeit zugeführt. Der Antrieb der Walzen 10 erfolgt beispielsweise mittels eines Riemens 13 von einem Motor 14 aus. Die Ejektoren 12 werden durch über die Leitungen 15 zugeführte Druckluft oder ein anderes Druckgas betrieben. Vor der Austrittsöffnung jedes Ejektors 12 ist ein Schneidwerkzeug 16 angebracht. Dieses Schneidwerkzeug schneidet den aus dem Ejektor austretenden Faden 11 nacheinander in eine große Anzahl Fadenstücke 11a, die von dem Luftstrom, der den Faden durch den Ejektor zieht, nach vorn geschleudert werden.
Die Bewegung des Schneidwerkzeuges erfolgt beispielsweise durch ein Kurbelgetriebe 17, das mittels eines Riemens 18 von dem bereits erwähnten Motor 14 angetrieben wird. Der Antriebsriemen 18 ist beispielsweise ein Teil eines aus den Stufenscheiben 19 und 20 bestehenden Vorgeleges, durch welches die Antriebsgeschwindigkeit geändert werden kann. Die Fadenstücke 11a werden in einer Kammer 21 auf eine Formungsunterlage geschleudert, die aus einem luftdurchlässigen Förderband 22 besteht. An der Unterseite des oberen Trums kann ein Saugkasten 23 vorgesehen sein, der die Ablagerung der Fadenstücke auf dem Förderband unterstützt. Das Förderband bewegt die Fasermatte während ihrer Entstehung vorwärts und bringt sie zu den verschiedenen Arbeitsstellen, an denen die Mitte in bekannter Weise mit Bindemittel versetzt, gepreßt oder sonstwie behandelt wird.
Mit der Vorrichtung lassen sich Matten erzielen, die aus einer großen Anzahl von Fadenstücken 11 a bestehen, wie auch Matten, die nur aus endlosen Fäden bestehen. Will nian Matten der letzteren Art herstellen, so werden die Schneidwerkzeuge einfach stillgesetzt, so daß die endlosen Fäden unverändert durch die Ejektoren 12 auf die Formungsunterlage22 geworfen werden.
Es ist auch möglich, mit der Vorrichtung aus geschnittenen Faserstücken Matten unterschiedlicher Dicke herzustellen, je nachdem die Verhältnisse zwi-:.chen der Bewegungsgeschwindigkeit der Unterlage 22 und dem Arbeitszyklus der Ejektoren 12 geändert werden. hatten, die sich durch die Länge der in ihnen befindlichen Fadenstücke unterscheiden, lassen sich dadurch erzielen, daß man die Geschwindigkeit des Zuführsystems 10 und diejenige der Schneidwerkzeuge 16 ändert. In der Batterie von Ejektoren 12 kann man einen Teil der Ejektoren mit Schneidwerkzeugen 16 arbeiten lassen, die dauernd oder periodisch mit anderen Schnitthäufigkeiten arbeiten als ein anderer Teil der Ejektoren, so daß man gleichzeitig oder nacheinander bzw. abwechselnd Fadenstücke von verschiedenen Längen erhält.
Außerdem können die Ejektoren alle oder zum Teil auf Trägern angeordnet werden, die derart verstellbar sind, daß man die Blasrichtungen der Ejektoren zueinander und zur Unterlage22 hin nach Belieben ändern kann.
Die Schneidwerkzeuge bestehen zweckmäßig aus einem oder mehreren Messern, die in einem gewünschten Arbeitstakt an den Austrittsöffnungen der Ejektoren 12 vorbei bewegt werden.
Wie in der Zeichnung dargestellt, bestehen die Schneidwerkzeuge beispielsweise aus einem in schwingende Bewegung versetzten Messer 24, das sich vor dem Ejektor 12 hin- und herbewegt, indem es auf der Vorderseite einer Platte 25 gleitet, die eine Bohrung 26 (Abh.4) aufweist, welche eine Verlängerung der Mündung des Ejektors bildet. Das Messer wird beispielsv#eise von einer Welle27 getragen, die durch einen entsprechenden Antrieb in hin- und hergehende Teildrehung versetzt wird. Der Antrieb besteht beispielsweise aus einer Kurbe128 und einem Pleuel29, dessen Kopf mit dem Zapfen einer Kurbelscheibe 30 verbunden ist, die eine gleichmäßige oder periodisch veränderliche Drehung durch einen Antrieb erhält, der beispielsweise aus der schon erwähnten Stufenscheibe 19 besteht.
Bei der Ausführung nach Abb. 4 sitzt das eigentliche Messer 24 auf einem Schwingarm 31, der nicht drehbar, aber v erschieblich auf dem Zapfen 32 der bereits erwähnten Welle 27 gehalten ist und unter der Wirkung von Federn 33 steht, die den Arm 31 auf den Ejektor zu und damit das eigentliche Messer 24 gegen die Vorderseite der Platte 25 drücken, so daß ein sicherer und sauberer Schnitt der durch die Ejektoren 12 mittels der Druckluft gestreckt hindurchgeführten Fäden erfolgt. Das eigentliche Messer 24 besteht vorzugsweise aus einem kleinen Block aus hochwiderstandsfähigem Stahl.
Die Ejektoren können von irgendeiner geeigneten Ausführung sein, wie eine solche in Abb.6 dargestellt ist. Hiernach besteht der Ejektor aus einem Düsenkörper 35 mit einer in der Arbeitsrichtung sich verjüngenden Düsenöffnung 36, die in Verbindung mit der Bohrung 37 eines Stutzens 38 steht, der mit der Druckluft- oder Druckgasquelle verbunden ist. Gleichachsig mit der Düse 35, 36 ist in diese die Zuführdüse 39 eingesetzt, die einen ebenfalls in der Arbeitsrichtung sich verjüngenden Düsenkanal 40 besitzt.
Der endlose Faden wird durch die Düse 40 eingeführt und gelangt in der Düse 36 unter die Wirkung des Druckmittels, das seine Wirkung auch in der Bohrung 26 der Platte 25 auf den Faden ausübt, so daß dieser geradlinig und von dem Druckmittel gestreckt unter die Wirkung des Messers kommt.
Der aus den Ejektoren austretende Druckmittelstrom schleudert die von den Messern 24 geschnittenen Fadenstücke in einer Richtung, die von der Einstellung des Ejektors abhängt, und über eine Strecke, die von dem Druck des den Ejektoren zugeführten Druckmittels abhängig ist.
An Stelle von schwingenden Messern können auch kreisende Messer zur Verwendung gelangen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Filzen oder Matten aus mineralischen Fasern, insbesondere aus Glasfasern, bei dem endlose Fäden mechanisch fortbewegt, in eine entsprechende Anzahl von mit Druckluft cder Druckgas betriebenen Ejektoren eingeführt und von diesen in Richtung auf eine sich fortbewegende Unterlage ausgestoßen und zur Bildung der Filze oder Matten dort abgelagert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die endlosen Fäden unmittelbar an den Austrittsöffnungen der Ejektoren in Fadenstücke zerschnitten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführgeschwindigkeit der endlosen Fäden, die Schnitthäufigkeit und/oder die Geschwindigkeit der sich fortbewegenden Unterlage in ein gewünschtes Verhältnis zueinander gebracht werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Zuführgeschwindigkeit der endlosen Fäden und der Schnitthäufigkeit für alle oder einen Teil der Fäden so geändert wird, daß sich Matten aus kürzeren oder aus längeren Fadenstücken. oder aus kürzeren und aus längeren Fadenstücken ergeben.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der endlosen Fäden zerschnitten wird, so daß sich Matten aus Fadenstücken und endlosen Fäden ergeben.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel aller oder eines Teiles der Ejektoren, unter welchen diese die Fäden in Richtung auf die sich fortbewegende Unterlage ausstoßen, periodisch geändert werden, um Matten mit in gewünschten Richtungen verlaufenden Fadenstücken zu erhalten.
6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, da.ß an zur Zuführung der endlosen Fäden dienende, beispielsweise aus Walzenpaaren (10) bestehende mechanische Fördermittel, die einzeln oder zusammen in ihrer Geschwindigkeit regelbar sind, eine Batterie von die Fäden aufnehmenden und ausstoßenden Ejektoren (12) angeschlossen ist, vor denen in, der Blasrichtung die zur Formung der Matte dienende, mit regelbarer Geschwindigkeit sich fortbewegende Unterlage (22) angeordnet ist, wobei vor den Austrittsöffnungen der Ejektoren kreisende oder schwingende Messer (24) angeordnet sind, die hinsichtlich ihrer Schnitthäufigkeit einzeln oder zusammen regelbar oder auch abschaltbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Ejektoren (12) derart verstellbar ausgebildet ist, daß ihre Blasrichtung dauernd oder periodisch geändert werden kann. B.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet. daß die Messer (24) zu den Ejektoren (12) so angebracht sind, daß ihre vorzugsweise aus hochwiderstandsfähigem Stahl od. dgl. bestehenden Schneiden über die Flächen der Ejektoren gleiten, in denen die Enden der Austrittsöffnungen liegen.
9. Filze oder Matten aus mineralischen Fasern, insbesondere aus Glasfasern, gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus aus längeren Fäden geschnittenen Fadenstücken verschiedener Längen bestehen.
10. Filze oder Matten aus mineralischen Fasern, insbesondere aus Glasfasern, gemäß den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus aus längeren Fäden geschnittenen Fadenstücken und aus im wesentlichen endlosen Fäden bestehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 816 215, 809 950, 869113.