DE1164773B

DE1164773B - Verfahren zur Herstellung von hochbiegeelastischen Rohr-Waermeisolierteilen

Info

Publication number: DE1164773B
Application number: DEG12988A
Authority: DE
Inventors: Glenn Walter Kerr; Joseph Francis Stephens
Original assignee: Gustin Bacon Manufacturing Co
Current assignee: Gustin Bacon Manufacturing Co
Priority date: 1952-11-05
Filing date: 1953-11-02
Publication date: 1964-03-05
Also published as: GB777823A

Description

Verfahren zur Herstellung von hochbiegeelastischen Rohr-Wärmeisoliertei Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung von hochbiegeelastischen Rohr-Wärme isolierteilen aus durch Einwirkung eines heißen Gasstromes aus Glas gewonnenen Glasfasern, die mit einem thermoplastischen Bindemittel besprüht und fortlaufend zu einer Fasermatte mit wirr liegenden Fasern gesammelt werden, worauf Abschnitte dieser Matte zur Bildung eines Hohlzylinders um einen perforierten Hohldorn gewickelt werden, wobei ein radialer Druck auf den sich bildenden Hohlzylinder aufrechterhaIten wird, unter dem sich die benachbarten Schichten der Matte miteinander verfilzen, und schließlich dieser Hohlzylinder unter Anwendung von Druck und Wärme getrocknet und ausgehärtet sowie zuletzt der Länge nach aufgeschlitzt wird.
Zur Herstellung solcher Isolierkörper sind verschiedene Verfahren bekannt. Meistens werden hierzu die Glasfasern zunächst zu einer Matte gesammelt, dabei mit einem Bindemittel besprüht und hierauf diese Matte unter Anwendung von Druck und Wärme gehärtet. Nach einem besonderen Verfahren ist es auch bekannt, die Glasfasern durch Einwirkung eines heißen Gasstromes auf ein durch Formdüsen austretendes Glas zu gewinnen, diese Glasfasern mit einem thermoplastischen Bindemittel zu besprühen und fortlaufend zu einer Fasermatte mit wirr liegenden Fasern zu sammeln. Von dieser Matte abgeschnittene Teile werden dann zur Bildung eines Hohlzylinders um einen perforierten Hohl dorn gewickelt und ein radialer Druck auf den sich bildenden Hohlzylinder ausgeübt, wodurch die Schichten der Matte miteinander verfilzen. SchließIich werden diese Hohlzylinder auf dem Dorn getrocknet und ausgehärtet sowie zuletzt der Länge nach aufgeschlitzt. Es ist auch bekannt, die Glasfasern im Durchmesser und den Bindemittelgehalt im Prozentsatz des Endgewichtes und in der Dichte zu variieren.
Es wurde gefunden, daß allein mit der Variierung der Maß- und Mengenangaben die für die gestellte Aufgabe erforderliche Steigerung der Hochelastizität der Isolierkörper nicht erreichbar ist, sondern auch mechanische und physikalische Einflüsse von Bedeutung sind. So ist von wesentlicher Bedeutung, daß feine Glasfasern in möglichst gleichmäßiger Dicke und in verstärkter Wirrlage zur Bildung der Matte verwendet werden. An sich ist es schon bekannt, besonders feine Glasfasern dadurch herzustellen, daß dickere Glasfäden einem starken und heißen Gasstrom ausgesetzt und auf diese einfache.Weise im Durchmesser stark reduziert werden. Dieses Verfahren ermöglicht es, feinste Glasfasern von gleichmäßiger Beschaffenheit und unter genauer Kontrolle der Fadenstärke herzustellen. Die Anwendung dieses Verfahrens beschränkte sich aber bisher auf andere Anwendungsgebiete. Weiterhin ist noch bekannt, eine zu Rohrisolierkörpern zu verarbeitende Fasermatte in Schalenhälften auszuformen und die Matte von beiden Seiten durch Locher in den Formeiementen zu beheizen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, Verfahren der im ersten Absatz dieser Beschreibung dargestellten Art insoweit zu verbessern, daß die Hochelastizität der fertigen Isolierteile noch besser als bisher erreicht wird, ohne die wärmetechnischen Eigenschaften dabei zu vernachlassigen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vereinigung folgender Merkmale vorgesehen: a) Die Glasfasern werden in an sich bekannter Weise aus verhältnismäßig dicken Glasfasern durch den die Fasern erzeugenden Gasstrom gewonnen und zur Matte gesammelt. b) Beim Pressen des Hohlzylinders wird ein ebenfalls perforierter Formmantel verwendet, so daß zum Trocknen und Aushärten das Heizgas in an sich bekannter Weise durch die Löcher zweier das Glasfasermaterial einschließender Mantelflächen hindurchgeführt wird. c) Während des Härteprozesses wird ein von allen radialen Richtungen gleichmäßig wirkender Druck auf den Hohlzylinder ausgeübt, wobei in an sich bekannter Weise der Formling bei der Wärmebehandlung in der Form mit dem bei der Formgebung gleichen Druck gepreßt wird.
Ein nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellter Rohr -Wärmeisolierteil zeichnet sich neben seiner Wärmeisolierfähigkeit vor allem durch besondere mechanische Eigenschaften aus. So ist seine Elastizität so hoch, daß die einseitig aufgeschlitzten Isolierwerkstücke auf Rohrleitungen aufgeklappt werden können, und zwar ohne besondere Hilfsmittel, worauf sie von selbst Isoliermäntel bilden. Die Isolierteile sind trotz dieser Nachgiebigkeit aber genügend fest und steif, um formbeständig und gegenüber Stößen und sonstigen Beanspruchungen widerstandsfähig zu sein. Dieser Fortschritt ergibt sich vor allem durch Bildung einer Matte aus weitgehend gleich starken, feinsten Glasfasern, die sich mittels des Gasstromes in eine verstärkte Wirrlage von großer Gleichmäßigkeit bringen lassen.
Durch die Anwendung perforierter Formmäntel auf beiden Seiten läßt sich die zum Rohrzylinder gewikkelte Matte in einfacher Weise verdichten und gleichzeitig unter Wärmeeinfluß härten, wobei die radial gleichmäßige Druckanwendung einen Isolierkörper von durchgehend gleichmäßiger Beschaffenheit gewährleistet, dessen an allen Stellen gleich hohe Elastizität Voraussetzung zum Überklappen auf Rohre und folgendem, selbständigem Schließen der Isolierkörper ist.
Die Isolierung, die ein verhältnismäßig geringes Gewicht aufweist, ist leicht zu verlegen. Sie ist nicht zerbrechlich und widersteht auch grober Behandlung. Man kann, ohne sie zu beschädigen, auf sie treten oder sie fallen lassen. Ihre Maßhaltigkeit ist eine günstige Eigenschaft und von außerordentlichem Vorteil.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel mit einer Vorrichture zur Herstellung desselben veranschaulicht. Es stellen dar F i g. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der F i g. 1, F i g. 3 eine schaubildliche Ansicht eines quergeschnittenen Stückes einer Rohrisolierung in der normalen Gestalt und F i g. 4 eine schaubildliche Ansicht eines quergeschnittenen Stückes der Rohrisolierung nach dem Auflegen auf ein Rohr.
Nach F i g. 1 wird geschmolzenes Glas aus einem (nicht dargestellten) Vorratsbehälter einem elektrisch beheizten Zerteilungsbehälter 10 zugeführt. Aus einer Vielzahl von Öffnungen, die am Boden des Behälters 10 angeordnet sind, werden Glasfäden 12 mittels Abzugrollen 14 ausgezogen. Diese Fäden verlassen den Behälter 10 mit einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit. Diese Ausgangsfäden werden durch Fadenführungen 16 geleitet, die die Aufgabe haben, die Fäden in Längsrichtung zu verteilen und in einer gemeinsamen Ebene zu halten. Beim Austritt der Ausgangsfäden aus den Führungen 16 werden sie einem mit hoher Geschwindigkeit aus einer Gebläseeinrichtung 18 kommenden, hocherhitzten Gasstrom ausgesetzt. Die heißen Gase verwandeln die Ausgangsfäden in feinste sekundäre Glasfasern 20.
Die so gebildeten Fasern werden sodann vom Gebläsestrom getragen und fallen auf einen Förderer 22, der aus einem endlosen Band aus durchbrochenen Metallteilen, die über Walzen 24, 26 laufen, besteht.
Ein Vakuumkasten 28 ist zwischen diesem durchbrochenen Förderband angeordnet, um die Fasermatte auf dem Band zu halten. Die im Luftstrom gebildeten feinen Glasfasern werden aus einer Vielzahl von Sprüheinrichtungen 30 mit einem Bindemittel besprüht. Dadurch werden die Glasfasern mit einer unzusammenhängenden Schicht eines Bindemittels umkleidet.
Der Luftblasstrom bewirkt, daß ein erheblicher Teil der Fasern, zumal diese außerordentlich fein sind, nach verschiedenen Richtungen gelenkt wird.
Anders gesagt: die Orientierung der Fasern auf der Matte ist ganz wirr.
Die aus Glasfasern und Bindemittel geformte Matte wird dann durch eine Schere 32 abgelängt. Die Mattenabschnitte kommen hierauf auf einen Förderer 34, der sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie der Förderer 22. Von dort werden sie von einem Förderer 36 übernommen, der sich mit der Geschwindigkeit der Biegevorrichtung 38 fortbewegt. Die Biegevorrichtung umfaßt ein endloses Band 40, das von einer Antriebswalze 42 in Lauf gesetzt und über lose Walzen 44, 46, 48 und 50 geleitet wird. Eine Walze 52 bildet den Dorn, um den die Glasfasermatte in noch ungehärtetem Zustand herumgewunden wird. Eine Walze 54 dient als Spannwalze, um das Herumwinden der Matte um den Dorn 52 unter bestimmter Spannung durchzuführen.
Der Dorn 52 ist hohl und seine Wandung durchbrochen. Die um ihn gewundene Matte 60 (F i g. 2) haftet infolge der klebrigen Beschaffenheit des noch unbehandelten Bindemittels am Dorn. Letzterer wird nun samt der aufgewundenen Matte durch Tragteile 56, auf denen der Dorn 52 drehbar gelagert ist, von der Umwindungsstelle wegbewegt und in eine Form 62 gelegt, die aus zwei Hälften besteht und ringsum Durchbrechungen 64 aufweist. In Fig. 2 erkennt man, wie die ungehärtete Matte von zylindrischer Form zwischen dem durchbrochenen Dorn 52 und der durchbrochenen Form 62 liegt. Die Form wird durch geeignete (nicht dargestellte) Befestigungsmittel geschlossen. Das Formvolumen ist sorgfältig bemessen, um dem Fertigprodukt die geeignete Dichte zu geben.
Nachdem die ungehärtete Matte in die Form gelegt ist, wird das eine Ende 66 in geeigneter Weise verschlossen. Heiße Gase eines Ofens 68 werden nun in das Innere 70 des Dornes 52 eingeleitet. Die heißen Gase festigen das Harz, führen die Feuchtigkeit ab und härten die Isolierhülle.
Nachdem das Isolierrohr gehärtet ist, wird es abgekühlt und schließlich aus der Form genommen.
Beim Herausnehmen oder hinterher wird ein Längsschlitz 74 (F i g. 3) eingeschnitten. Dieser Schlitz kann genau radial oder auch schräg geführt werden. Das fertige Isolierrohr kann dann der Länge nach aufgespreizt und von der Seite her über eine zu isolierende Rohreinheit 76 (F i g. 4) aufgeschoben werden.
Die Isolierung springt nach dem Loslassen wieder in eine im wesentlichen zylindrische Form (nach F i g. 3) zurück. Der Schlitz 74 kann auf einfache und billige Weise durch U-förmige Klammern 80 überbrückt und dadurch die Isolierung befestigt werden.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von hochbiegeelastischen Rohr-Wärmeisolierteilen aus durch Einwirkung eines heißen Gasstromes aus Glas gewonnenen Glasfasern, die mit einem thermoplastischen Bindemittel besprüht und fortlaufend zu einer Fasermatte mit wirr liegenden Fasern gesammelt werden, worauf Abschnitte dieser Matte zur Bildung eines Hohlzylinders um einen perforierten Hohldorn gewickelt werden, wobei ein radialer Druck auf den sich bildenden Hohlzylinder aufrechterhalten wird, unter dem sich die benachbarten Schichten der Matte miteinander verfilzen, und schließlich dieser Hohlzylinder unter Anwendung von Druck und Wärme getrocknet und ausgehärtet sowie zuletzt der Länge nach aufgeschlitzt wird, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h die Vereinigung folgender Merkmale: a) Die Glasfasern werden in an sich bekannter Weise aus verhältnismäßig dicken Glasfasern durch den die Fasern erzeugenden Gasstrom gewonnen und zur Matte gesammelt. b) Beim Pressen des Hohlzylinders (60) wird ein ebenfalls perforierter Formmantel (62) verwendet, so daß zum Trocknen und Aushärten des Heizgases in an sich bekannter Weise durch die Löcher zweier das Glasfasermaterial einschließenden Mantelflächen hindurchgeführt wird. c) Während des Härteprozesses wird ein von allen radialen Richtungen gleichmäßig wirkender Druck auf den Hohlzylinder (60) ausgeübt, wobei in an sich bekannter Weise der Formling bei der Wärmebehandlung in der Form mit dem bei der Formgebung gleichen Druck gepreßt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 809 846, 835 099, 895 272; USA.-Patentschriften Nr. 2 206 059, 2 101 921, 2331 145, 2331 146, 2 350 996, 2 457 784, 2 604 427, 2 610 337; Aufsatz von K. Seiffert in der Zeitschrift des »Vereins Deutscher Ingenieure«, 1949, Nr. 7, S. 149 bis 153 »Künstliche Mineralfasern für Wärmeschutzzwecke«; Referat »Entwicklungen neuer Kunststoffe« in der Zeitschrift »Kunststoffe«, Heft 8, Ausgabe 1953, S. 296; Broschüre »Die Glasfaser«, herausgegeben von der Glasfaser GmbH, Düsseldorf, eingegangen beim Deutschen Patentamt am 12. 7. 1940; Zeitschrift »Modern Plastics«, vom Mai 1952, S. 75 bis 82; Zeitschrift »Kunststoff«, Bd. 43, 1953, Heft 3, S. 112.