DE1510373B2 - Glasfasermatte und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Glasfasermatte und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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- DE1510373B2 DE1510373B2 DE19641510373 DE1510373A DE1510373B2 DE 1510373 B2 DE1510373 B2 DE 1510373B2 DE 19641510373 DE19641510373 DE 19641510373 DE 1510373 A DE1510373 A DE 1510373A DE 1510373 B2 DE1510373 B2 DE 1510373B2
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Description
Das Verfahren läßt sich bevorzugt so durchführen, daß Endlosfäden aus einer Fadenbildungsquelle zugeführt
werden, die Fäden in wesentlich unterschiedlicher Anzahl in Stränge zusammengefaßt werden
und die Stränge nach einer engen Anordnung und mit ineinandergreifenden Schleifen auf eine Aufnahmefläche
geschleudert werden.
Zweckmäßig kann man aber auch so vorgehen, daß man zwei Quellen benutzt, wobei die Anzahl der
Stränge in der zweiten Anordnung sich von der der Stränge in der ersten Anordnung unterscheidet und
die durchschnittliche Fadenzahl in den Strängen der zweiten Anordnung unterschiedlich von der Fadenzahl
in den Strängen der ersten Anordnung ist, wobei dann in an sich bekannter Weise die zweite Anordnung
auf die Aufnahmefläche über die erste Anordnung abgeschieden wird.
•Neben den bereits erwähnten Vorteilen lassen sich
durch die erfindungsgemäße Maßnahme vor allen Dingen Glasfasermatten mit einer gleichmäßigen
Dicke herstellen, die die Anforderungen nach höherer Zugfestigkeit erfüllen.
Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht eines Teiles einer Produktionsanlage zur Durchführung der erfindungsgemäßen
Maßnahmen,
Fig. 2 einen etwas vergrößerten senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 1,
F i g. 3 eine weitere vergrößerte Seitenansicht der Darstellung der F i g. 2,
F i g. 4 eine im Maßstab der Darstellung nach FIj*. 3 entsprechende Vorderansicht eines Details,
Fi g. 5 und 6 vergrößerte Darstellungen der Vorrichtung
während der Schlichteaufbringung,
F i g. 7 eine schematische Darstellung des Ablegevorganges,
F i g. 8 einen Einzelstrang mit den gebildeten Schlingen und Schlaufen beim Ablegen in eine Bahn
senkrecht zur Förderrichtung,
F i g. 9 eine schematische Teildarstellung eines Niederschlagabschnittes eines Bandes aus sieben
Strängen,
Fig. 10 und 11 Schnitte durch zwei verschiedene, erfindungsgemäß hergestellte Glasfasermatten und
Fig. 12 eine schematische Darstellung der beim Ablegen einer Gruppe von zehn Strängen entstehenden
Struktur, wenn vier der zehn Stränge größer sind als die restlichen sechs.
Eine Anlage zur Herstellung einer Glasfasermatte
zeigt nach F i g. 1 nur einen Teil einer Reihe von das geschmolzene Glas zuführenden Büchsen 21, die von
den üblichen, nicht dargestellten Glasschmelzbehältern herabhängen.
Aus den kleinen öffnungen der Büchsen 21 werden endlose Fäden 23 ausgezogen. Zum Beispiel sind
in jeder Büchse 405 öffnungen vorgesehen, die hieraus
gezogenen Fäden haben einen durchschnittlichen Durchmesser zwischen 25 · 10~5 und 50 · 10~5cm.
Auf die Fäden wird über die Bänder 24 eines üblichen Schlichteapplikators 25 eine Schlichte oder
ein Bindemittel aufgebracht. Die Schlichte kann lediglich Wasser sein, um die Reibung zwischen den Fäden
beim anschließenden Zusammenfassen zu einem Strang zu vermindern. Im allgemeinen ist jedoch eine
komplexere Schlichte erforderlich, um das Haften der Fäden zu begünstigen, sobald sie zum Strang zusammengefaßt
werden. Außerdem soll die Haftung der Fadenstränge auf den Oberflächen der Ausziehräder
verbessert werden. Soll die hergestellte Matte schließlich mit einem Kunstharz vereinigt werden, so
ist es wünschenswert, in der Schlichte ein das Benetzen der Stränge durch das Harz erleichterndes
Kopplungsmittel vorzusehen. .
Ein günstiges Bindemittel behält nach dem Aushärten ausreichende Haftfähigkeit bei, um die Bindung
der Stränge in der Matte, zu der sie auf dem
ίο Förderer od. dgl. gesammelt werden, zu unterstützen.
Ein solches Bindemittel erfüllt den doppelten Zweck des Zusammenhaltens der Fäden im Strange und der
Bindung der Stränge in einem fertigen, vereinigten Körper.
Man kann auch andere Vorrichtungen zum Aufbringen des Bindemittels auf die Fäden verwenden,
z. B. Sprühvorrichtungen, Tauchbehälter oder stationäre Filzapplikatoren.
Nach dem Aufbringen des Bindemittels werden die
Nach dem Aufbringen des Bindemittels werden die
ao Fäden zur Herstellung einer Anzahl von Strängen gruppiert, die einzeln voneinander getrennt werden,
wenn sie in den Rillen über die entsprechenden Sammelschuhe 27, 27 a, 27 b laufen. Die erste Unterteilung
der Fäden in Stranggruppen erfolgt von Hand zu Beginn der Produktion.
Bei den in Fig. 1 wiedergegebenen Verfahren
werden die Fäden von den letzten drei Büchsen 21 — auf der rechten Seite des Betrachters — in zehn
Gruppen gesammelt, die als Stränge in getrennten Rillen der Sammelschuhe 27 & zusammengefaßt werden.
Bei einer gleichmäßigen Unterteilung der von den 405 öffnungen jeder Büchse kommenden Fäden
erhält jeder der zehn Stränge etwa 40 oder 41 Fäden. Die Fäden von den nächsten beiden Büchsen werden
in sechs Gruppen auf Sammelschuhen 27 gesammelt, und jeder fertige Strang ist stärker und enthält
annähernd 67 Fäden.
Von der letzten Büchse der wiedergegebenen Anordnung werden alle Fäden auf den Schuh 27 a zu
einem einzigen Strang vereinigt. Ein solcher Strang weist die übliche Breite auf, hat jedoch ein maximales
Gewicht.
Man kann verschiedene zusätzliche Büchsen und verschiedene Farbengruppierungen aus diesen Büchsen
in dem nicht gezeichneten Teil der Büchsenreihe nach F i g. 1 vorsehen. Eine mögliche Anordnung enthält
beispielsweise sechs Büchsen, wobei die Fäden in der gleichen Unterteilung gesammelt werden, wie sie
im Zusammenhang mit den sechs beschriebenen Büchsen erläutert wurde, jedoch die Gruppenunterteilungen
in umgekehrter Reihenfolge verlaufen.
Die Stränge 28 aus den letzten drei Büchsen der Reihe in Richtung auf die rechte Seite der F i g. 1
laufen nach unten über gerillte Führungsschuhe und Leerlaufräder, bevor sie über die Zugscheiben 35
ausgezogen und von dort nach unten gerichtet werden.
In ähnlicher Weise erreichen die Stränge 29 und der Einzelstrang 30 aus den verbleibenden Büchsen
der Anordnung nach F i g. 1 die Zugscheiben 36 und 37 und werden von dort nach unten gerichtet. Die
Zugscheiben oder Walzen werden durch, paarweise zwischen benachbarten Zugscheiben in Längsrichtung
der Anlage angeordneten Motoren angetrieben.
Das Zusammenwirken von Strang und Oberfläche einer Zugscheibe liefert die Zugkraft zum Ausziehen
der Glasfaden aus den kleinen Schmelzglasströmen, welche aus den öffnungen in der Ofenbüchse aus-
treten. Dieses Haften der Stränge an der Zugscheibe geht offenbar von der Klebekraft des von den Strängen
mitgenommenen Bindemittels aus, wozu noch Anziehungskräfte aus der Luft und der Oberfläche
hinzukommen.
Die von den Zugwalzen weitergeleiteten Stränge werden auf den Kettenförderer 61 zu einer kontinuierlichen
Matte 60 abgelegt. Diese Matte wird auf den Förderer 67 durch einen Ofen 65 zum Aushärten
der Bindemittelkomponente geführt, die von den Applikatoren 25 geliefert wird. Die Bindemittelkomponente
kann auch ein pulverförmiges Bindemittel sein, das in die Matte eingeführt worden ist, oder
eine Kombination von aus zwei Quellen stammenden Bindemitteln. ..
. Die; Matte 60 wird aus dem Ofen durch Zugwalzen
69 ausgezogen und nach dem Beschneiden der Kanten durch ein Paar von Schneidscheiben 71 und dazugehörigen
Rillenscheiben. 73. über einen Beobachtungstisch 75 geführt und.zu einer Rolle 76 auf einer
Abwickelvorrichtung 77 aufgewickelt.
.Einzelheiten c der Zugscheiben toder -walzen, der
Ausrichtungsschuhe.:und; der Leerlaufräder oder
Scheiben und bezüglich des Antriebes der Stränge nach iuntenndurch die Zugscheiben zur Sammlung as
auf: dem Förderer sollen im folgenden an Hand der
vergrößerten Darstellungen nach-den.Fig. 2, 3 und 4
näherbeschrieben werden. . ; ■· .
•■■ι.·In dem senkrechten,Schnitt nach Fig. 2.erkennt ,.
man das mittlere Paar der Büchsen·21 nach Fig. 1
und die dazugehörige .Vorrichtung mit jeweils einem
Paar'von Zugscheiben 35? und 36 zum Anlegen.der
Stange auf dem Förderer. Die Zugscheibe 36 mit den damit zusammenwirkenden -Elementen .<ler. Ast- ~t
lage: ist: vergrößert in;iden Fig. 3'und* 4 ^wiedergegeben.
Da die beiden Scheiben und· die dazugehör rige Apparatur vollständig im. Aufbauend in der
Funktion;identisch sind, .bezieht sich die Beschreibung
der Scheibe 36-allgemein auch.-auf die die
Scheibe 35 enthaltende Vorrichtung. ,,:.:.: P ·.·■?; ..^V--
Vom Führungsschuh 31, welcher ähnlich. dem Sammelschuh 27 gerillt ist^: um.die Stränge im "Abstand
zu halten, laufen die Stränge 29. über die nicht angetriebene Scheibe 33 und.über und um eine-Zug- , ■-scheibe
36. Die Stränge werden von der Zugscheibe an einem sich bewegenden Punkt gelöst, der sich
über einen Bogen auf dem Umfang der Scheibe hin- und herbewegt. Dieses Lösen erfolgt durch aufeinanderfolgendes
' Vorspringen von Fingern 83 des hin- und herschwingenden Speichenrades 39, das innerhalb
der Scheibe sitzt und die Finger durch die Schlitze 41 in. der Zylinderoberfläche . der Scheibe
austreten läßt·. Die Stränge werden so kinetisch nach
unten tangential von der Scheibe gerichtet, und zwar ·;
in einer Bahn, die sich über den Förderer 61 vor- und zurückbewegt.
Die Rückseite jeder Zugscheibe ist mit einer unabhängig montierten, hin- und ■ herschwingenden
Rückplatte 42 (F i g. 3) abgedeckt, auf der das zu- ■■"
geordnete Speichenrad sitzt. Die Rückplatte 42 der die Zugscheibe 36 enthaltenden Anordnung wird
bogenförmig durch einen nach rückwärts vorspringenden Finger 43 hin- und herbewegt. Letzterer wird
angetrieben. mit Hilfe eines Druckmittelzylinders oder einer anderen nicht gezeichneten Vorrichtung,
welcher über den Dreiecklenker 45 wirkt, der auf einer Schiene 47 auf dem Grundrahmen 49 schwenkbar
gelagert ist, wie man aus Fig. 2 erkennt.
Kolbenstange eines Zylinders oder eine ähnliche Vorrichtung ist an den Dreiecklenker 45 durch die Lenkerstange
46 angeschlossen. Der Träger 49 sitzt auf der Plattform 50, welche auch die andere Zugscheibe
35, den Motor 38 und weitere Einrichtungen aufnimmt. Die Plattform 50 ruht auf dem Zwischenboden
52. Über die Verbindungsanordnung 55 mit dem Spannschloß 56 wird die Querbewegung des
Dreiecklenkers 45 auf eine Stange 43 übertragen, um die Rückplatte und das Speichenrad 39 innerhalb der
Zugscheibe 35 bogenförmig hin- und herzuschwingen. Diese Schwingbewegung erfolgt vorzugsweise auf
einem Boden von annähernd 57°. Wegen der einfachen, die Schwingbewegung beider Speichenräder
hervorrufenden Mittel läßt sich ihre Zusammenarbeit sehr genau synchronisieren.
Das Band 58, welches durch die Zugscheiben nach unten gezogen wird, und die Stränge von irgendwelchen
anderen Zugscheiben vor oder hinter diesem Paar werden in einer Matte 60 auf einem laufenden
Förderer 61 gesammelt, der vorzugsweise eine Kohlenstoffstahlkettenkonstruktion
ist. Die Seitenschilde 63 definieren die Kanten der Matte 60 und verhindern ein. unerwünschtes seitliches Überlaufen der
Stränge. Im allgemeinen genügt eine Höhe von etwa 60 cm für diese Schilde.
Die Breite des von der. Matte abgedeckten Förderers beträgt in diesem Falle etwa 135 cm, kann jedoch
über einen weiten Bereich geändert werden, indem man die Schwingbogenlänge der Speichenräder
und den Abstand der Zugscheiben oberhalb des Förderers · ändert. Die Seitenschilde 63. sind einstellbar
montiert, so daß ihr Abstand geändert werden kann, um ihn der Breite des abgelegten Materials, anzupassen;^-Gewöhnlich
liegt die angewandte: Breite zwischen Extremgrenzen von 60 und 270 cm. -,, ■-■
■ Bei einer bevorzugten Ausführungsform haben die Zugscheiben einen: Durchmesser von etwa 12 cm und eine Reihe von Umfangsquerschlitzen 41 mit einer Länge -von annähernd 28,5 mm, einer Breite von etwa 4,7 mm und einen Abstand von etwa 8 mm: Für eine große Anzahl von Strängen oder zur Aufnahme eines Fächers aus Fäden im Zusammenhang mit; Strängen können die Zugscheiben beträchtlich breiter und die Schlitze entsprechend länger sein. Um den Verschleiß herabzusetzen, erhält die Strangäufnahmeoberfläche' der Zugscheiben einen harten Überzug, beispielsweise einen elektrolytischen Niederschlag , von Aluminiumoxyd oder einen Überzug aus Nickelphosphat. .·. ■ ■; , <
■ Bei einer bevorzugten Ausführungsform haben die Zugscheiben einen: Durchmesser von etwa 12 cm und eine Reihe von Umfangsquerschlitzen 41 mit einer Länge -von annähernd 28,5 mm, einer Breite von etwa 4,7 mm und einen Abstand von etwa 8 mm: Für eine große Anzahl von Strängen oder zur Aufnahme eines Fächers aus Fäden im Zusammenhang mit; Strängen können die Zugscheiben beträchtlich breiter und die Schlitze entsprechend länger sein. Um den Verschleiß herabzusetzen, erhält die Strangäufnahmeoberfläche' der Zugscheiben einen harten Überzug, beispielsweise einen elektrolytischen Niederschlag , von Aluminiumoxyd oder einen Überzug aus Nickelphosphat. .·. ■ ■; , <
: Der Hauptteil des Speichenrades 39 weist in diesem
Fall einen Durchmesser von etwa 95 mm auf, wobei sich dieses Rad in radialer Richtung etwas
mehr als 20,6 mm vom Rande des Hauptteiles erstreckt.
Die äußeren Teile der Finger sind allgemein rechteckige Scheiben mit einer Breite von 25 mm und
einer Dicke von 0,6 mm. Etwa 3,2 mm des äußeren Endes der Finger erstrecken sich aus den Zugscheibenschlitzen
an der Stelle ihres größten Vorsprungs.
Die Bewegung der Finger 83 in die Schlitze 81 und ihr vorübergehendes Vorstehen durch die Schlitze
zum Lösen der Stränge wird durch eine entsprechende Antriebsverbindung zwischen Zugscheibe
und Speichenrad synchronisiert. Diese Vorrichtung kann eine Zahnscheibe aufweisen, die auf der Nabe
der Zugscheibe montiert ist, wobei ein Abstimmriemen zwischen diesen beiden Scheiben und einer
Scheibe auf der Welle läuft, auf der das Speichenrad
1 51 Ö 373
ürehbar gelagert ist. Bei der hohen Umfangsgeschwin- charakterisiert, die: siel· seitlich erstrecken; beis'piels-
äigkeit der Zugscheiben, die mit 2000 Umdrehungen weise etwa 25 inm und-mehr vönder vorhergehenden
pro Minute angetrieben werden, werden die Stränge vergleichsweise geraden Bahn des -Stranges. Die
kraftvoll in geraden tangentialen Linien von dem Schlaufen der benachbarten: Stränge und möglicher-
schwnigenden Ablösepunkt ausgeschleudert, der 5 weise aller Strängedeines Streifens sind vielfältigmit-
'dürch die Finger des Speichenrades gegeben ist. Die einander verflochten, so daß sich der niedergelegte
kinetische Energie der Stränge läßt sie somit eine Streifen ergibt. "■"'■ ......: ,...:. ■,. ■'.'. ,·.._
gerade Strecke bis zum Bereich der Fördererober- Bei der Mattehherstellüngsanlage-nach F i g. 1 ist
fläche durchlaufen. Hier legen sie sich selbst in angenommen, daß die volle Reihe der Büchsen und
Schlingen- oder Schlaufenform, wobei jeder Strang io Strangsammeivorrichtungen doppelt bezüglich der
ein eigenes Muster einnimmt, wie man aus Fig. 8 wiedergegebenen sechs Anordnungen ist, wobei ]έ-erkennt.
Die Stränge verschlingen und überlappen doch die Aufeinanderfolge der Stränge in umgekehrsich
dabei mit den Strängen anderer Sätze, wie es ter Reihe erfolgt. ■■-■'. v.;:-· ::.:·; :
raus Fig; 7 und auch schemätisch aus Fig. 9 zu ent- Mit einer solchen Anordnung werden zuerst drei nehmen ist. 15 Bänder von jeweils zehn Strängen auf dein Förderer Der Abstand der Zugscheiben oberhalb des For- abgelegt. In jedem Strang befinden sich lediglich derers und die Umlaufgeschwindigkeit der Scheiben vierzig oder einundvierzig Fäden.'Wenn die Fäden sind so bezüglich der besonderen Eigenheiten der ab- einen Durchmesser von etwa 0,012 rnm aufweisen, zulegenden Stränge gewählt, daß die Stränge mit aus- dann besitzen die einzelnen Stränge grob gerechnet reichender Kraft auftreffen, um sich als Band von 20 einen solchen von etwa O,125mm/Es handelt sich den allgemeinen in konstanter Form und in im we- dabei um vergleichsweise; feine Stränge^ dieffeine üösentlichen regelmäßigen Bahnen auf der Oberfläche tere Oberflächenlage für'die: Matte biläeri, 'was-zii des Förderers oder einer anderen Sammelfläche ab- einer glatteren* Außenoberfläche eines Forriipröduk-'zulegen. . tes beiträgt, in dem die Matte'als yerstärkungs-"';' Jedes Band wird auf diese Weise über dem Förde- a'5 element Verwendung findet. '".: : r. rer in einem hin- und herlaufenden Streifen in einem Da diese 'Strange -nur ein sehr geringes Gewicht sich konstant wiederholenden Muster und mit im aufweisen, laufen sie nicht'"mit großer Energie, wenn ^wesentlichen" stetigen Dimensionenabgelegt'. Ein. gror sie von den Zugscheib'en kommen^ "arid-· werden desßer Bereich der wechselseitigen Beziehungen: laßt halb nur mit geringer Kraft auf dem Förderer äbgesich zwischen den. durch die verschiedenen Zug- 30 legt, Auf diese Weise wird eine Verschlingüng mit scheiben dieses Systems abgelegten Streifen errei- den Maschen des Förderers vermieden. Die üblicher chen, jedoch erhält man immer ein gleichmäßig re- ren schwereren Stränge dringen in die Öffnungen des produzierbares ^Produkt durch .Yerkettung des Sy- Förderers beim Auf treffen'ein/ %as dazu 'führt, daß Sterns in die dynamische Beziehung, die sich als die- die Matte beim Entfernen !yo"m Förderer aufgebfojenige herausgestellt hat,' welche das besondere ge- 35 chen wird. ■ «' . < -.L-. :;. ■; :-j
wünschteMatterimusterproduziert. "Die nächsten beiden Bänder aus Strängen sind Bei einem Ausgleich der verschiedenen Faktoren, schwerer, da sie annähernd 68 Fäden enthalten und die erforderlich sind, um die richtige kinetische Ener- einen Durchmesser von etwa G,15mm aufweisen, gie zumÄustragen der Stränge in einem abhängigen Diese Stränge liefern zusammen «mit. den zwei extra regelmäßigen Muster auf die Fördereroberfläche zu 4° schweren einzeln austretenden Mittelsträngen 30 und erzielen, hilft das Ablegen der Stränge in engen Bo- rden nachfolgenden beiden Strängen 29 mit 68 Fäden gen wesentlich, um eine richtige Bandbildung zu er- eine bessere Festigkeit und Formbarkeit für die Matte zeugen. Offensichtlich nimmt jeder Strang während und darüber hinaus eine offenere Struktur zum leichseines mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Ab- leren Eindringen des verflüssigten Harzes bei der stieges Luft mit, und diese Luft dient dazu, um die 45 Formgebung. Die letzten Sätze leichterer Stränge 28 benachbarten Stränge auszuziehen öder zusammen- liefern die glattere Oberflächentextur für die Oberzuhalten. Die Stranggruppe lauft ferner als einzelner seite der Matte. : . ■ ' ..
Strang, bevor sie ihr Moment und ihre Richtangs- In Fig. 10 ist ein Teilschnitt durch eine Matte regelmäßigkeit verlieren, da der Verzögerungseffekt 60 b wiedergegeben, wie sie sich mit der Vorrichtung der dünnen Luftwand, welche die Stränge trennt, S^ nach Fig. 1 herstellen läßt. Die Oberflächenlägen80 durch den vereinigten Zug der Stränge auf die Luft enthalten die leichten Stränge 28, während sich der reduziert wird. ' . Mittelteil 82 aus den einzeln abgegebenen Strängen Der Gesamtwiderstand gegen das Band ist somit 30 zusammensetzt. Die Schichten 84 in der Nähe der wesentlich geringer als der Gesamtwiderstand,' der Oberflächenschichten sind aus den Strängen 29 mit bei der gleichen Anzahl von einzeln laufenden Strän- 55 mittlerem Gewicht zusammengesetzt,
gen auftreten würde. Die Matte 60α nach Fig. 10 enthält nur Ober-Wenn die Stränge die Nachbarschaft der Förder- flächenlagen 80 aus leichten Strängen und eine Mitoberfläche erreichen, haben sie ihre kinetische Ener- tellage 82 aus schweren Strängen,
gie fast vollständig durch den Luftzug und möglicher- Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- ·. weise durch einen Bremseffekt verloren, welcher nach 6° fahrens auf der Basis eines großen und kontinuieroben durch die unmittelbar vorherlaufenden abge- liehen Volumens ist eine Produktionsanlage mit einer legten Strangteile übertragen wird. Da in Längsrich- Reihe von zwanzig Büchsen möglich. Dabei kann tung die Stränge wesentlich die Länge des Weges man alle oder nur einen Teil der Büchsen je nach überschreiten, auf dem sie verlegt werden, müssen sie der Dicke und Natur der herzustellenden Glasfaserzwangläufig eine Schlaufenform annehmen. Diese 6S matte in Betrieb nehmen. Die Menge und Größe der unregelmäßige Verschlaufung wird auf der Ober- Stränge, in die die von den Büchsen kommenden Fäden fläche des Förderers eingeleitet und ist durch un- gesammelt werden, läßt sich ändern, um zu unterregelmäßig geformte 8-artige Figuren mit Schlaufen schiedlichen Kombinationen zu kommen. Breite Zug-
raus Fig; 7 und auch schemätisch aus Fig. 9 zu ent- Mit einer solchen Anordnung werden zuerst drei nehmen ist. 15 Bänder von jeweils zehn Strängen auf dein Förderer Der Abstand der Zugscheiben oberhalb des For- abgelegt. In jedem Strang befinden sich lediglich derers und die Umlaufgeschwindigkeit der Scheiben vierzig oder einundvierzig Fäden.'Wenn die Fäden sind so bezüglich der besonderen Eigenheiten der ab- einen Durchmesser von etwa 0,012 rnm aufweisen, zulegenden Stränge gewählt, daß die Stränge mit aus- dann besitzen die einzelnen Stränge grob gerechnet reichender Kraft auftreffen, um sich als Band von 20 einen solchen von etwa O,125mm/Es handelt sich den allgemeinen in konstanter Form und in im we- dabei um vergleichsweise; feine Stränge^ dieffeine üösentlichen regelmäßigen Bahnen auf der Oberfläche tere Oberflächenlage für'die: Matte biläeri, 'was-zii des Förderers oder einer anderen Sammelfläche ab- einer glatteren* Außenoberfläche eines Forriipröduk-'zulegen. . tes beiträgt, in dem die Matte'als yerstärkungs-"';' Jedes Band wird auf diese Weise über dem Förde- a'5 element Verwendung findet. '".: : r. rer in einem hin- und herlaufenden Streifen in einem Da diese 'Strange -nur ein sehr geringes Gewicht sich konstant wiederholenden Muster und mit im aufweisen, laufen sie nicht'"mit großer Energie, wenn ^wesentlichen" stetigen Dimensionenabgelegt'. Ein. gror sie von den Zugscheib'en kommen^ "arid-· werden desßer Bereich der wechselseitigen Beziehungen: laßt halb nur mit geringer Kraft auf dem Förderer äbgesich zwischen den. durch die verschiedenen Zug- 30 legt, Auf diese Weise wird eine Verschlingüng mit scheiben dieses Systems abgelegten Streifen errei- den Maschen des Förderers vermieden. Die üblicher chen, jedoch erhält man immer ein gleichmäßig re- ren schwereren Stränge dringen in die Öffnungen des produzierbares ^Produkt durch .Yerkettung des Sy- Förderers beim Auf treffen'ein/ %as dazu 'führt, daß Sterns in die dynamische Beziehung, die sich als die- die Matte beim Entfernen !yo"m Förderer aufgebfojenige herausgestellt hat,' welche das besondere ge- 35 chen wird. ■ «' . < -.L-. :;. ■; :-j
wünschteMatterimusterproduziert. "Die nächsten beiden Bänder aus Strängen sind Bei einem Ausgleich der verschiedenen Faktoren, schwerer, da sie annähernd 68 Fäden enthalten und die erforderlich sind, um die richtige kinetische Ener- einen Durchmesser von etwa G,15mm aufweisen, gie zumÄustragen der Stränge in einem abhängigen Diese Stränge liefern zusammen «mit. den zwei extra regelmäßigen Muster auf die Fördereroberfläche zu 4° schweren einzeln austretenden Mittelsträngen 30 und erzielen, hilft das Ablegen der Stränge in engen Bo- rden nachfolgenden beiden Strängen 29 mit 68 Fäden gen wesentlich, um eine richtige Bandbildung zu er- eine bessere Festigkeit und Formbarkeit für die Matte zeugen. Offensichtlich nimmt jeder Strang während und darüber hinaus eine offenere Struktur zum leichseines mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Ab- leren Eindringen des verflüssigten Harzes bei der stieges Luft mit, und diese Luft dient dazu, um die 45 Formgebung. Die letzten Sätze leichterer Stränge 28 benachbarten Stränge auszuziehen öder zusammen- liefern die glattere Oberflächentextur für die Oberzuhalten. Die Stranggruppe lauft ferner als einzelner seite der Matte. : . ■ ' ..
Strang, bevor sie ihr Moment und ihre Richtangs- In Fig. 10 ist ein Teilschnitt durch eine Matte regelmäßigkeit verlieren, da der Verzögerungseffekt 60 b wiedergegeben, wie sie sich mit der Vorrichtung der dünnen Luftwand, welche die Stränge trennt, S^ nach Fig. 1 herstellen läßt. Die Oberflächenlägen80 durch den vereinigten Zug der Stränge auf die Luft enthalten die leichten Stränge 28, während sich der reduziert wird. ' . Mittelteil 82 aus den einzeln abgegebenen Strängen Der Gesamtwiderstand gegen das Band ist somit 30 zusammensetzt. Die Schichten 84 in der Nähe der wesentlich geringer als der Gesamtwiderstand,' der Oberflächenschichten sind aus den Strängen 29 mit bei der gleichen Anzahl von einzeln laufenden Strän- 55 mittlerem Gewicht zusammengesetzt,
gen auftreten würde. Die Matte 60α nach Fig. 10 enthält nur Ober-Wenn die Stränge die Nachbarschaft der Förder- flächenlagen 80 aus leichten Strängen und eine Mitoberfläche erreichen, haben sie ihre kinetische Ener- tellage 82 aus schweren Strängen,
gie fast vollständig durch den Luftzug und möglicher- Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- ·. weise durch einen Bremseffekt verloren, welcher nach 6° fahrens auf der Basis eines großen und kontinuieroben durch die unmittelbar vorherlaufenden abge- liehen Volumens ist eine Produktionsanlage mit einer legten Strangteile übertragen wird. Da in Längsrich- Reihe von zwanzig Büchsen möglich. Dabei kann tung die Stränge wesentlich die Länge des Weges man alle oder nur einen Teil der Büchsen je nach überschreiten, auf dem sie verlegt werden, müssen sie der Dicke und Natur der herzustellenden Glasfaserzwangläufig eine Schlaufenform annehmen. Diese 6S matte in Betrieb nehmen. Die Menge und Größe der unregelmäßige Verschlaufung wird auf der Ober- Stränge, in die die von den Büchsen kommenden Fäden fläche des Förderers eingeleitet und ist durch un- gesammelt werden, läßt sich ändern, um zu unterregelmäßig geformte 8-artige Figuren mit Schlaufen schiedlichen Kombinationen zu kommen. Breite Zug-
scheiben, Sammelschuhe und Ausrichtschuhe eignen sich zur Aufnahme eines oder einer Vielzahl von
Strängen je nach Bedarf.
Ist eine Gruppe von leichten Strängen für eine Feintextur entweder in den Oberflächenlagen oder
durch den gesamten Mattenaufbau hindurch erforderlich, die kein ausreichendes Gewicht aufweist, um
wirksam und ohne Ablenkung in einem besonderen Muster abgelegt zu werden, dann kann man eine Anzahl
von schweren Strängen in die Bänder aus diesen Strängen einbauen. Die kinetische Energie solcher
schweren Stränge führt die leichteren Stränge auf einem geraden Weg zum richtigen Ablegen der ganzen
Gruppe oder des Bandes aus Strängen. Eine solche Anordnung in ziemlich verkleinertem und unähnlichem
Maßstab erkennt man aus Fig. 6. Die dort wiedergegebenen zehn Stränge 28 enthalten vier
Stränge mit sechs Fäden und sechs Stränge mit drei Fäden.
Die Anordnung der Zugscheibe in einem Abstand oberhalb des Förderers und ihr Antrieb mit einer
Geschwindigkeit zur gleichmäßigen Lieferung der schwereren Stränge auf die Förderoberfläche treibt
auch die dazwischenliegenden leichteren Stränge zusammen mit ihnen an. Eine schematische Darstellung
eines Teiles eines abgelegten Streifens aus einem solchen Strangband erkennt man aus F i g. 12.
In dieser theoretischen Wiedergabe ist die Neigung der leichteren Stränge, sich enger und um die schwereren
Stränge zu bewegen, nicht dargestellt.
Sehr feine Stränge und selbst locker gruppierte Fäden können so in ein ausgelegtes Band oder Bündel
zum Ablegen auf eine Aufnahmeoberfläche eingebaut werden. Während sich Glasfasern wegen ihres
Gewichtes für schwere Stränge bestens eignen, können die leichteren Fäden auch aus organischem oder
anorganischem anderem Material bestehen, beispielsweise Wolle, Baumwolle, Acrylfäden, Seidenfäden,
Saranfäden, Nylon, Aluminiumsilikatfäden, Asbest, aber auch Glas.
Die Kombination von leichten und schweren Fäden von jeweils einer Reihe von Zugscheiben hat den
Vorteil gegenüber einer Reihe, in der die meisten Scheiben einzeln auf die Stränge bestimmter Größe
beschränkt sind, daß ein Fehler oder Ausfall einer oder mehrerer Scheiben das Verhältnis zwischen
leichten und schweren Strängen in der abgelegten Matte nicht ernsthaft beeinträchtigt. Sollte beispielsweise
eine Scheibe ausfallen, die nur feine Stränge für eine Mattenoberfläche liefert, dann würden die
schweren Stränge von der nächsten Scheibe das Oberflächenmaterial bilden. Wenn jedoch verschiedene
aufeinanderfolgende Scheiben eine ähnliche Kombination von leichten und schweren Strängen liefern,
dann hat die Unterbrechung der Wirkungsweise einer dieser Scheiben nur einen quantitativen, aber keinen
qualitativen Effekt.
Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Anziehung und Untermischung der leichten
Stränge oder anderen fadenartigen Elemente um und mit den größeren Strängen. Letztere sind somit wenigstens
teilweise durch das leichtere Material umgeben. Wegen ihrer Fähigkeit, Zugfestigkeit und
Formbarkeit zu verleihen, können dann die größeren Stränge in Oberflächenteilen der Matte infolge ihrer
Umhüllung durch die leichten Stränge verwendet werden. Ein Extremfall eines solchen Zusammenwirkens
ist ein einziger Strang mit einem schweren Strang als Kern und leichten Strängen oder anderen
Fadenelementen, die kontinuierlich mit diesem Kern verflochten sind und einen äußeren wolligen Überzug
bilden, so daß eine Art Wollgarn entsteht. Für die normalen Textilzwecke, insbesondere für gröbere
Gewebe, beispielsweise Polstermaterial, Teppiche, Läufer od. dgl., können Fadenelemente aus Wolle,
Nylon oder anderen Fasern erwünscht sein, um eine attraktive und weiche Oberfläche zu liefern.
Zusammengefaßt läßt sich feststellen, daß durch die Erfindung zusammengesetzte Faserkörper mit bestimmten
Lagen und nicht nur verschiedenen Größen oder Gewichten von Strängen oder anderen Faserelementen
in verschiedenen Schichten, sondern auch in Kombination mit der gleichen Schicht geschaffen
werden.
Man erkennt ferner, daß die Erfindung auch Verfahren zur Herstellung solcher Faserkörper umfaßt,
einschließlich des Einbaues schräg geneigter leichter Fäden mit kraftvoll ausgestoßenen, vergleichsweise
schweren Strängen und der Verflechtung solchen leichten Materials verschiedenartigster Zusammensetzung
mit Kernsträngen.
Obwohl man Zugscheiben oder Walzen am zweckmäßigsten verwendet, um die mehrfädigen Stränge
nach unten zu richten, können auch Luftdüsen dem gleichen Zweck, allerdings nur in begrenztem Ausmaße,
dienen. Eine solche Einrichtung bringt die Stränge und anderen Fadenelemente zu einer kompakteren
Gruppierung und eignet sich deshalb nicht in vollem Umfange zum Ablegen genau eingestellter
Schichten, wie es bei Zugscheiben oder Zugwalzen der Fall ist, wenn letztere so angeordnet sind, daß
sie ebene Strangbänder liefern.
Während es in wirtschaftlicher Hinsicht erwünscht ist, den die Stränge ablegenden Apparat in der Nähe
der die Fäden liefernden Vorrichtung aufzustellen, können die Stränge oder anderen Fäden auch von
Spulen oder anderen Verpackungsvorrichtungen geliefert werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Glasfasermatte, bestehend aus wenigstens einem in Zickzackfalten unter einem kleinen
Winkel von einem Seitenrand der Matte zum anderen verlaufenden, flachen und schmalen Band,
welches aus einer Vielzahl eng zusammenliegender Fadenstränge besteht, wobei jeder Fadenstrang
parallel zueinander liegende, endlose Einzelfäden aus Glas aufweist und längs des Bandes
in flachen, sich überlagernden Schlingen angeordnet ist, die sich seitlich zu beiden Seiten der Mittellinie
des jeweiligen Fadenstranges und über einen Hauptteil des Bandes erstrecken und die
Schlingen der anderen Fadenstränge durchsetzen, gemäß Patent 1268 030, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzahl der Fäden in wenigstens einem der Stränge (F i g. 8) sich wesentlich
von der Anzahl der Fäden in anderen Strängen unterscheidet und die Stränge unterschiedliche
Breite aufweisen.
2. Glasfasermatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine aus einem
ersten Band (58) gebildete Lage (80) der Matte (60 a) aus einer größeren Anzahl von abgelegten
Strängen (28, 28 a) mit weniger Einzelfäden (23) besteht als eine weitere Lage (82) der Matte, die
aus einem zweiten Band (58) von abgelegten Strängen (28, 29, 30) gebildet ist.
3. Glasfasermatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von
der Ober- und Unterseite der Glasfasermatte (60 a, 60 b) her jeweils nach innen (82) das Gewicht
der Stränge und die Anzahl der Fäden in den Strängen zunehmend größer werden.
4. Glasfasermatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine kleine Anzahl von
Strängen eine erheblich größere Anzahl von Fäden als die übrigen Stränge aufweist.
5. Verfahren zum Herstellen einer Glasfasermatte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei
welchem eine Mehrzahl von Strängen aus Glasfaden, die aus mindestens einer Fadenbildungsquelle
stammen, gleichzeitig auf einem umlaufenden Zugrad in paralleler Anordnung ausgezogen
und zusammen von einer Stelle auf der Umf angsfläche des Zugrades freigegeben wird, um die
Stränge tangential von dieser Stelle aus auf ein sich parallel zur Achse des Zugrades bewegendes so
Förderband derart abzuschleudern, daß durch Hin- und Herbewegung der Freigabestelle des
Zugrades die Stränge auf dem Förderband als sich überlappendes Zickzackband abgelegt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaden (23) in Stränge (28, 29, 30) unterschiedlicher Fadenzahl
und unterschiedlich großer Querschnittsfläche zusammengefaßt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden einer ersten Fadenbildungsquelle
(21) zu Strängen (28) zusammengefaßt werden, deren Anzahl und durchschnittliche Fadenzahl unterschiedlich zur Anzahl und
Fadenzahl von weiteren Strängen ist, die aus Fäden einer zweiten Fadenbildungsquelle (21) gebildet
werden.
Die Erfindung betrifft eine Glasfasermatte, bestehend aus wenigstens einem in Zickzackfalten unter
einem kleinen Winkel aufeinanderfolgend angeordneten, von einem Seitenrand der Matte zum anderen
Seitenrand verlaufenden, flachen und schmalen Band, welches aus einer Vielzahl eng zusammenliegender
Fadenstränge besteht, wobei jeder Fadenstrang parallel zueinander liegende, endlose Einzelfäden aus
Glas aufweist und längs des Bandes in flachen, sich überlagernden Schlingen angeordnet ist, die sich seitlich
zu beiden Seiten der Mittellinie des jeweiligen Fadenstranges und über einen Hauptteil des Bandes
erstrecken und die Schlingen der anderen Fadenstränge durchsetzen, gemäß der deutschen Patentschrift
1 268 030.
Die Erfindung bezweckt die weitere Verbesserung der Glasfasermatte nach dem Hauptpatent, da diese
beim Einsatz als Verstärkungsmaterial in geformten Kunstharzkörpern, wie sie in Flugzeugen, Raketen,
Automobilen, Booten, Tanks usw. vorgesehen sind, die hierbei gestellten Forderungen nicht immer erfüllen
konnten.
Die auftretenden Probleme beruhen vor allen Dingen auf der vollständigen und raschen Benetzung des
Fasergrundkörpers durch den geschmolzenen Kunststoff und andererseits auf der Forderung, daß gleichzeitig
eine hochfeine, möglichst glatte Oberfläche ohne unzumutbare Zusatzbearbeitungen gewährleistet
sein soll.
Daraus ergibt sich die Aufgabe, bei günstiger Porosität
die Festigkeit der Matte weiter zu erhöhen und dabei eine möglichst glatte Oberfläche anzustreben.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Anzahl der Fäden in wenigstens einem der Stränge gemäß
F i g. 8 sich wesentlich von der Anzahl der Fäden in anderen Strängen unterscheidet und die
Stränge unterschiedliche Breite aufweisen.
Warum die erfindungsgemäße Anordnung die genannte Aufgabe löst, läßt sich etwa wie folgt erklären,
ohne daß dies wissenschaftlich bis in alle Einzelheiten untersucht wäre: Die größeren Stränge
sorgen für die Größe der Festigkeit, während die kleineren Stränge die Räume zwischen den größeren
Strängen ausfüllen und dazu beitragen, sie sowohl an ihrem Ort und in Zuordnung zueinander zu halten.
Die kleinen Stränge machen die Matte weniger porös, so daß sie den harzförmigen Kunststoff, für den die
Matte die Verstärkung bildet, besser hält.
Vorzugsweise besteht die Matte aus aufeinanderfolgenden Lagen miteinander verflochtener Stränge
aus Endlosfäden, wobei wenigstens eine der Lagen der Matte eine größere Anzahl von Strängen sowie
Stränge mit einer kleineren Anzahl von Einzelfäden als die Stränge in einer zweiten Lage enthält. Hierdurch
wird das Ineinanderverflechten vereinfacht, es lassen sich leichter Lagen und somit Matten gleicher
Dicke erzielen.
Zweckmäßig wird von der Ober- und Unterseite der Glasfasermatte her jeweils, nach innen das Gewicht
der Stränge und die Anzahl der Fäden in den Strängen zunehmend größer. Die kleinen Stränge
sorgen also für die glattere Außenfläche, die schwereren Stränge für die Festigkeit.
Vorteilhaft weist eine kleine Anzahl von Strängen eine erheblich größere Anzahl von Fäden als die übrigen
Stränge auf. Hierdurch werden Fehler, vor allem in der Porosität vermieden.
Applications Claiming Priority (5)
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US23136262A | 1962-10-18 | 1962-10-18 | |
US231363A US3265481A (en) | 1962-10-18 | 1962-10-18 | Apparatus for delivering multifilament strands |
US231432A US3265482A (en) | 1962-10-18 | 1962-10-18 | Strand delivery apparatus |
US231431A US3318746A (en) | 1962-10-18 | 1962-10-18 | Method for bonding bodies of multi-filament strands |
US32823763A | 1963-12-05 | 1963-12-05 |
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---|---|
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DE1510373B2 true DE1510373B2 (de) | 1974-02-07 |
DE1510373C3 DE1510373C3 (de) | 1974-08-29 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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- 1964-12-04 NL NL6414088A patent/NL141589B/xx unknown
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FR87267E (fr) | 1966-07-08 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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