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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Matten aus Fasern und
Fäden Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
von Matten aus Fasern und Fäden, bei dem eine Lunte aus einer Vielzahl von kontinuierlichen,
im wesentlichen parallelen Fasern oder Fäden in Längsrichtung von einer Ausziehvorrichtung
auf eine sich geradlinig bewegende flache Sammelfläche gerichtet und die Sammelfläche
in ihrer Ebene mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Lunbengeschwindigkeit
bewegt wird, so daß sich die Lunte in Schlaufenform zu einer Matte sammelt. Ferner
richtet sich die Erfindung auf eine zur Durchführung dieses Verfahrens besonders
geeignete Vorrichtung.
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Ein Verfahren dieser Art ist bekannt, bei dem eine übliche Gebläsehaube
Verwendung findet, in der Luft oder Dampfblasstrahlen einen Glasstrom auseinanderteilen
und ausziehen, so daß feine, wollfaserartige Fasern für eine Isolationsmatte od.
dgl. erhalten- werden. Dieses bekannte Verfahren arbeitet jedoch nicht mit einer
steuerbaren, Beeinflussung des erzielten Musters, so daß sich dieses Verfahren nicht
für die Verarbeitung kontinuierlicher Fäden eignet.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines schicht-oder filzartigen
Produktes aus heterogen angeordneten Schlaufen und Schlingen, ohne daß Verpackungs-oder
Webvorgänge bzw. sonstige Arbeiten erforderlich sind.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Abzug der
Lunte mit solcher Geschwindigkeit erfolgt, daß die Lunte durch ihren Impuls zu einem
auf die Sammelfläche gerichteten und von den Ausziehvorrichtungen im Abstand angeordneten
Gebläse geschleudert wird, das sich quer zur Hauptbewegungsrichtung der Lunte von
einer Seite der Sammelfläche zur anderen hin- und herbewegt, so daß der vom Gebläse
gelieferte Blasstrahl die Lunte umgibt und die sich bewegende Lunte aufnimmt.
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Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkt eignet
sich insbesondere zur Verstärkung von Harzkörpern und besitzt den zusätzlichen Vorteil,
daß es sich von selbst den verschiedensten Krümmungen anzupassen vermag und auf
Grund der Verflechtung der Schlaufen und Schlingen der Lunte eine ausreichende Zugfestigkeit
aufweist.
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Weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen
aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen hervor. Diese zeigen
in Fig. 1 eine Seitenansicht einiger teilweise im Schnitt gezeichneter Teile einer
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 eine Draufsicht
im wesentlichen gemäß Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 einen stark vergrößerten-Teilausschnitt
durch die in der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 verwendete Luntenführung und Blasvorrichtungen,
Fig. 4 eine stark vergrößerte Teilansicht mit teilweise im Schnitt gezeichneten
Teilen einer Vorrichtung zur Querbewegung der Luntenführung und der Blasvorrichtung
nach Fig. 3, Fig. 5 einen Teilschnitt längs der Linse 5-5 der Fig. 4, Fig. 6 eine
Draufsicht auf einen Teil eines auf der Vorrichtung nach Fig. 1 bis 5 nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Produktes, Fig. 7 eine schematische Seitenansicht, teilweise
im Schnitt gezeichnet, durch ein gemäß der Erfindung hergestelltes Produkt.
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Die in Fig. 1 bis 5 dargestellte Vorrichtung enthält unter anderem
ein Paar zusammenwirkender, mit hoher Geschwindigkeit umlaufender Zugwalzen 10,
die auf parallelen, im Abstand angeordneten waagerechten V@Tellen 11 montiert sind,
wobei die durch die Wellen 11 gelegte Ebene gegen die Vertikale so geneigt ist,
daß die tangentiale Ebene in der Berührungsfläche der Zugwalzen 10 auf die Horizontale
zu verläuft. Die beiden Zugwalzen 10 werden -durch eine
nicht gezeichnete,
in, einem Antriebsgehäuse 12 untergebrachte Vorrichtung mit hoher Geschwindigkeit
an-(S ebracht. Durch die Walzen 10 wird eine mehrfädige, kontinuierliche Glasfaserlunte
aus Strömen geschmolzenen Glases ausgezogen, die durch Düsen am Boden einer Schmelzvorrichtung
oder eines Behälters 14 strömen. Die einzelnen kontinuierlichen Fäden werden über
eine Führung 16 zu einer Lunte 17 vereinigt, die in die Eingriffsstelle zwischen
.den. Zugwalzen 10 geführt wird. Die Umlaufgeschwindigkeit der Zugwalzen 10 und
ihre Durchmesser sind so gewählt, daß die Geschwindigkeit der Lunte 17 in der Größenordnung
von 2400 bis 3000 m/Min. liegt.
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Obwohl die Erfindung im folgenden im Zusammenhang mit der Herstellung
eines Endproduktes aus einer mehrfädigen, durch die Zugwalzen 10 kontinuierlich
ausgezogenen Glasfaserlunte beschrieben wird, ist es selbstverständlich, da.ß das
erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung vorgeschlagene Vorrichtung
auch für die Herstellung eines Endproduktes aus anderem als Glasfasermaterial oder
aus vorbereiteten Glasfäden verwendet werden kann, wobei dann eine Vielzahl von
Spulen, kontinuierlicher Lunte als Ausgangsmaterial Verwendnug findet.
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Insbesondere eignet sich aber das erfindungsgemäße Verfahren bzw.
die zu seiner Durchführung vorgeschlagene Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen
aus kontinuierlichen, mehrfädigen Glasfaserluniten, weil faserbildendes Ausgangsgut,
wie Glas, kontinuierlich aus einem geschmolzenen Vorrat mit einer Geschwindigkeit
abgezogen werden kann, die so hoch ist, daß die Herstellung des Endproduktes unmittelbar,
d. h. ohne dazwischenliegende Auf- und Abwickelvorgänge, erfolgen kann. Die unmittelbare
Anwendung kontinuierlich hergestellter, mehrfädiger Glasfaserlunte gemäß der Erfindung
hat somit -den Vorteil, daß die üblichen Aufwickel-, Albwickel- und Webvorgänge,
wie sie in der Textilindustrie üblich sind, vermieden werden.
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Die kontinuierliche, mehrfädige Lunte 17, die über zweihundert einzelne
kontinuierliche Fäden aufweisen kann, wird mit solcher Geschwindigkeit aus den Walzen
entlassen, daß sie eine erheblich offene Strecke ohne merklichen Verlust seines
Impulses überqueren kann.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nach dem erfindungsgemäßenVerfahren
die Lunte 17 zuerst geführt und läuft dann von selbst durch einen Durchlaß 18 in
einem Luftgebläse 19 (Fig. 3). Der Durchiaß 18 weist einen sich etwas erweiternden
Einlaß 20 auf und steht mit einer Innengebläseleitung 21 über eine Vielzahl schräger
Bohrungen 22 in Verbindung, die von der Leitung 21 zur Austrittsseite des Durchlasses
18 führen. Eine sich erweiternde Gewindebohrung 23 führt in die Leitung 21 und nimmt
eine gebogene Leitung 24 auf. Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt das
Gebläse 19 an seiner Unterseite einen kleinen Schirm 25.
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Die Leitung 24 dient sowohl zur Lagerung des Gebläses 19 als auch
zur Zuführung von Druckluft zur Leitung 21. Die Druckluft in der Leitung 21 tritt
durch, die Bohrungen 22 in den: Durchlaß 18 aus, wodurch die Lunte 17 mit solcher
Kraft mitgerissen. wird, daß jede Schlaffheit in der Lunte 17 aufgenommen wird und
der Zug in der Lunte 17 im Gebläse 19 erhalten bleibt, wenn das Gebläse 19 als Luntenführung
über einen im allgemeinen horizontalen Förderer 26 in Ouerrichtung hin- und herbewegt
wird.
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Das obere Ende der Leitung 24 (Fig. 5) ist in das Ende eines Kupplungsstückes
27 eingeschraubt, welches einen Stift 28 aufweist, der drehbar im unteren Ende einer
rechtwinkligen Konsole 29 montiert ist. Der oben waagerechte Arm 30 dieser Konsole
ist an einem Lenker 31 einer querverlaufenden Kette 32 angeschweißt oder in anderer
Weise befestigt. Die Kette 32 wird von einem Paar von Kettenrädern 33 unterstützt,
welche auf nicht gezeichneten, in Lagern 34 gelagerten Wellen im oberen Ende von
Lagerpfosten 35 auf dem Förderertisch 36 befestigt sind. Die Lagerpfosten 35 sind
auf beiden Seiten des Tisches 36 montiert, so daß sich die Kette 32 über dem Förderer
26 oberhalb einer Sammelfläche 37 befindet. Eines der Kettenräder 33 wird mit regelbarer
Geschwindigkeit durch einen Antriebsmotor 38 angetrieben, welcher auf einem Ouerarm
zwischen den oberen Enden der Lagerpfosten 35 befestigt ist. Beim Umlauf der Kettenräder
33 bewegt sich die Kette 32 und trägt den Lenker 31 und die daran befestigte Kon@-sole
29 über den Tisch 36 oberhalb der Sammelfläche 37. Wie man am deutlichsten aus den
Fig. 4 und 5 erkennt, liegt die Mittellinie des Stiftes 28 in der Mitte zwischen
den Mittellinien der Kettenspannweite im Ober- und Untertrum, so daß der Arm 30
der Lagerkonsole 29 sich mit der Kette 32 quer über den Tisch 36 bewegt, wobei die
Mittellinie des Stiftes 28 und damit der Kupplung 27 in der gleichen Ebene verbleibt.
Dieser gleiche Abstand ist durch die Pfeile x in Fig. 4 und 5 angedeutet. Infolge
dieser Anordnung wird die Ebene des Gebläses 19 oberhalb der Sammelfläche 37 des
Förderers 26 über den gesamten Hin-und Herweg konstant gehalten.
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Die Kupplung 27 weist einen Nippel 40 auf, über den eine Luftleitung
41 (Fig. 1) an die Druckluftquelle angeschlossen ist.
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Der Förderer 26 ist auf einem Paar von Trommeln 42 gelagert, die drehbar
in Lagerblöcken 43 montiert sind. Diese Lagerblöcke sitzen an dem Tisch 36, und
eine der Trommeln 42 wird durch einen Antriebsriemen 44 angetrieben, der mit einem
Antriebsrad 45 eines Motors 46 im Eingriff steht. Der Motor 46 treibt ferner einen
Riemen 47, der mit einem Antriebsrad an einer Aufrolltrommel 48 in Verbindung steht.
Unterhalb der Sammelfläche 37 des Förderers 26 und zwischen den Gliedern des Fördererrahmens
36 kann ein im allgemeinen waagerecht verlaufender Saugkasten 49 vorgesehen sein,
der über eine geeignete Leitung mit einem Gebläse 50 in Verbindung steht.
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Der Druck der durch die Leitung 41, -,den Nippel 40, die Kupplung
27 und die Leitung 24 dem Gebläse 19 zugeführten Luft wird so hoch gehalten, daß
die auf die Lunte 17 beim Durchgang durch das Gebläse 19 aufgebrachte Mitreißkraft
so stark ist, daß die Lunte 17 mit der Geschwindigkeit, die sie von den Zugwalzen
10 erhält, aufgenommen wird. Die von der Druckluft ausgeübten Kräfte brechen die
Lunte 17 ferner etwas auf, so daß sie aus dem Gebläse mit etwas voneinander getrennten
Fäden austritt. Außerdem wird die Lunte etwas erweicht, so daß sie beim Auftreffen
auf den Förderer 26 nicht geknickt oder gebrochen wird. Die Geschwindigkeit der
querverlaufenden, Kette 32 wird so auf -die Geschwindigkeit der Lunte 17 .abgestimmt,
daß die Lunte auf den Förderer 26 in zufälligen Schlaufen und Schlingen auftrifft
und derart bei jedem Durchgang über die Sammelfläche 37 eine Schicht solcher Schlingen
und Schlaufen bildet. Der Förderer 26 wird mit solcher Geschwindigkeit angetrieben,
daß sich jede Schicht mit der vorhergehenden Schicht etwas überlappt, und der Impuls
der Lunte ist derart gewählt, daß sich jede oder wenigstens
einige
der Schlaufen und Schlingen miteinander und mit den vorher gebildeten Schlaufen
und Schlingen verflechten.
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Fig. 6 zeigt einen kleinen Teilausschnitt aus einem Endprodukt, d.
h. der Filz- oder schichtförmigen 1@lasse aus einer mehrfädigen Glasfaserlun.te,
wie sie bei 51 in den Fig. 1 und 2 angedeutet ist. In Fi.g. 6 isst die zuerst abgelegte
Schicht aus der kontinuierlichen Lunte bei 52 angedeutet und voll ausgezogen. An
den Stellen 54 und 55 kann man erkennen, wie verschiedene Schlaufen und Schlingen
der zweiten Schicht oder Welle der Lunte 53 unter und zwischen die Schlingen und
Schichtteile der ersten Luntenlänge 52 gelangt sind.
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Wie man am deutlichsten aus Fig. 1 und 7 erkennt, treffen die unterem
Enden der Schlaufen und Schlingen, wie allgemein bei 56 in Fig. 7 angedeutet, auf
die Oberfläche der Sammelfläche 37 und werden zum Anhalten gebracht, während die
oberen Längen jeder Schicht, wie es allgemein bei 57 angedeutet ist, sich leicht
auf die vorher niedergelegten Luntenquerschi.chten legen, so daß die Fläche der
Matte 51 sich .bei ihrer Bildung neigt. Infolge der Saugwirkung über die Fördererbreite
werden die Schlaufen- und Schlingenschichten allmählich nach unten abgeflacht, wenn
sich die Sammelfläche 37 des Förderers längs des Tisches 36 vorwärts bewegt.
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Gelangt die Masse 51 aus den Schlaufen und Schlingen der kontinuierlichen
Lunte längs der Fördererfläche 37 .des Förderers 26 zum Ende des Förderers 26, dann
wird sie zu einer Rolle 58 aufgewickelt, indem eine Aufwickelrolle 48 außen auf
sie greift. Der Durchmesser der Rolle 58 wächst allmählich mit dem weiteren Aufwickeln
der Matte 51, und die Aufwickelgeschwind.igkeit muß natürlich in Übereinstimmung
mit der Geschwindigkeit der Sammelfläche 37 -des Förderers 26 gebracht werden.
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Wegender Verflechtung und Versperrung der Teile der Schlaufen und
Schlingen der Lunte in jeder aufeinanderfolgenden Lage bei :der Bildung längs der
Entstehungskante des Filzes 51, die bei 54 und 55 in den Fig. 6 und 7 angedeutet
sind, besitzt die filzartige Masse 51 eine ausreichende Zugfestigkeit in ihren Hauptabmessungen,
so daß die Rolle 58 abgerollt und ein Teil der filzartigen Masse 51 ähnlich wie
ein Gewebestück in einem zu verstärkenden plastischen Kunststof£schichtmaterial
verarbeitet werden kann. Die zufällige Anordnung der Schlaufen und Schlingen der
Lunte liefert eine große Zugfestigkeit in allen Richtungen über die Masse des harzigen
Schichtmaterials, das mit der Schicht 51 verstärkt ist.