DE19904167C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Dämmstoffbahn - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer DämmstoffbahnInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Dämmstoffbahn, insbesondere eines Dämmfilzes bzw. hieraus vereinzelbaren Dämmplatten aus Steinwolle, bei dem ein Faservlies auf einer Fördereinrichtung einer Aufrollstation zugeführt wird, in der das Faservlies zu einem Wickel aufgewickelt wird, wobei das Faservlies im Wickel komprimiert ist. Um eine gleichmäßige Elastifizierung des Faservlieses zu erzielen, so daß das Faservlies auch bei großer Dichte schonend aufgerollt werden kann, ist vorgesehen, daß das Faservlies vor der Aufrollstation einer Kompressions- und Dekompressionsvorrichtung zugeführt wird, in der das Faservlies im wesentlichen in Richtung der Flächennormalen zumindest seiner im Wickel außenliegenden großen Oberfläche komprimiert und anschließend dekomprimiert wird, um das Faservlies zu elastifizieren, wobei die Kompression und die Dekompression kontrolliert erfolgt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Dämmstoffbahn,
insbesondere eines Dämmfilzes bzw. hieraus vereinzelbaren Dämmplat
ten aus Steinwolle, bei dem ein Faservlies auf einer Fördereinrichtung
einer Aufrollstation zugeführt wird, in der das Faservlies zu einem Wickel
aufgewickelt und anschließend abgelenkt wird, wobei das Faservlies im Wickel komprimiert ist.
Dämmstoffbahnen aus Mineralwolle, insbesondere Steinwolle und/oder
Glaswolle werden zur Dämmung von Gebäuden verwendet. Derartige
Dämmstoffbahnen können beispielsweise als Dämmfilz ausgebildet sein,
welcher Dämmfilz in Dämmplatten vereinzelbar ist. Derartige Dämmstoff
bahnen weisen Rohdichten zwischen 12 und 60 kg/m3 auf. Aufgrund die
ser relativ niedrigen Rohdichten sind derartige Dämmstoffbahnen nicht
druckbelastbar. Für die Lagerung derartiger Dämmstoffbahnen im Her
stellerwerk, beim Händler sowie auf der Baustelle wird ein großer Raum
benötigt. In gleicher Weise wird ein entsprechender großer Transport
raum, beispielsweise in Lastkraftfahrzeugen erforderlich, so daß entspre
chend eingesetzte Lastkraftfahrzeuge hinsichtlich ihrer gewichtsmäßigen
Transportkapazität nicht ausgelastet werden.
Voranstehend beschriebene Dämmstoffbahnen werden in an sich üblicher
Weise kontinuierlich auf Fertigungslinien hergestellt, die einen an sich
bekannten Schmelzofen, ein Zerfaserungsgerät sowie eine Förderein
richtung aufweisen. Um derartige Dämmstoffbahnen als transportfähige
Gebinde bereitzustellen, werden die Dämmstoffbahnen in einer am Ende
der Fördereinrichtung angeordneten Aufrollstation aufgewickelt und einfo
liert. Selbstverständlich kann eine derartige Herstellungslinie weitere
Komponenten, wie weitere Schneideinrichtungen und/oder Härteöfen
aufweisen. Es versteht sich von selbst, daß die auf der Linie endlos her
gestellte Dämmstoffbahn vor dem Wickeln von der Dämmstoffbahn ab
gelängt wird.
Es ist bekannt, den zu wickelnden Dämmfilz während des Wickelvorgangs
zu komprimieren, so daß jeder Wickel bei gleichbleibendem Volumen eine
größere Masse aufweist. Derartige Dämmfilze sind beispielsweise aus der
DE 36 12 857 C2 bekannt, wobei hier ein Kompressionsverhältnis der
Dämmstoffbahn im Wickel von 1 zu 2,5 besteht. Insgesamt sind Kompres
sionen bis zu 50% des Ausgangsvolumens bekannt. Das Komprimieren
derartiger Dämmstoffbahnen hat sehr viele wirtschaftliche Vorteile. Auf
grund herstellungsbedingter Faktoren lassen sich Dämmstoffbahnen aus
Steinwolle ohne Verlust der Ausgangsdicke weniger stark komprimieren
als Dämmstoffbahnen aus Glaswolle. Darüberhinaus ist auch die Wickel
fähigkeit der Dämmstoffbahnen aus Steinwolle deutlich geringer.
Grundsätzlich bestehen Mineralwolledämmstoffe aus glasig erstarrten
Fasern, die zumeist mit geringen Mengen duroplastisch erhärtenden Phe
nol-Formaldehyd-Harnstoffharz-Gemischen gebunden werden. Die
Durchmesser der Fasern betragen im Mittel weniger als 3 bis 4 µm. Die
Längen der Fasern variieren zwischen wenigen Millimetern bis hin zu ei
nigen Zentimetern bei den sogenannten Glaswollen. Es wird handelsüb
lich zwischen Glaswolle, Steinwolle und Schlackenwolle unterschieden.
Die Zusammensetzungen der verschiedenen Mineralwollen sind deutlich
unterschiedlich. Die für die Herstellung von Glaswolle geeigneten
Schmelzen sind alkalireich und lassen sich deshalb im Schleuder-Blas-
Verfahren zu relativ langen glatten Fasern ausziehen. Die Fasern werden
mit den Bindemitteln imprägniert und fallen in einem Schacht auf ein
Transportband. Die Fasern lagern sich auf diesem Transportband flach
ab. Durch die Hintereinanderschaltung mehrerer Zerfaserungsaggregate,
welche die von ihnen produzierten Fasern alle auf das gleiche Transport
band ablegen, können strömungsbedingte unterschiedliche Ablagerungen
über die Breite und Länge des Transportbandes weitgehend ausgeglichen
werden. Da die einzelnen Zerfaserungsaggregate eine relativ geringe
Leistung haben, steigert natürlich diese Reihenschaltung die Wirtschaft
lichkeit der Herstellungslinie. Der mit dem Bindemittel und geringen Öl
mengen zur Staubbindung imprägnierte Fasermassenstrom wird einem
Härteofen zugeleitet, in dem der Fasermassenstrom auf die gewünschte
Dicke und durch entsprechende Regulierung der Transportgeschwindig
keit mit der angestrebten Rohdichte hergestellt wird. Nach dem Verlassen
des Härteofens liegen die Fasern parallel zu den großen Oberflächen,
d. h. die von dem endlosen Fasermassenstrom abgetrennten Abschnitte
weisen eine ausgesprochen laminare Struktur auf. Bei einer derartigen
Struktur weist die Dämmstoffbahn parallel zu den großen Oberflächen
eine deutlich höhere Zugfestigkeit als quer dazu auf. Derartige Dämm
stoffbahnen lassen sich leicht komprimieren und weisen eine gewisse
Elastizität auf, d. h., wird die Dämmstoffbahn leicht komprimiert und die
Belastung anschließend aufgehoben, so nimmt die Dämmstoffbahn ihre
ursprüngliche Dicke nach Aufhebung der Belastung ein.
Die hier in Rede stehenden leichten Dämmfilze aus Glaswolle werden mit
Rohdichten von ca. 6 bis 20 kg/m3, vorzugsweise 14 bis 18 kg/m3 herge
stellt. In diesem Rohdichtebereich weisen die Glaswolle-Dämmstoffe ei
nen Rechenwert der Wärmeleitfähigkeit von λR = 0,040 W/m K auf. Diese
Dämmfilze können ohne weiteres zu mehreren Meter langen Rollen auf
gewickelt werden, wobei die Dämmfilze mit bis zu ca. 60% komprimierbar
sind. Bei größeren Dicken muß die Kompression allerdings reduziert wer
den, da hier bereits die Gefahr besteht, daß beim Aufrollen die Zugfestig
keit der äußeren Zonen überschritten wird. Durch aufgeklebte reißfeste
Folien, Papiere, Vliese oder dergleichen kann die Rißbildung verhindert
werden.
Die bereits eingangs erwähnte DE 36 12 857 C2 sieht einen aufrollbaren
und im Wickel komprimierten Dämmfilz vor, der Rohdichten zwischen 10
und 40 kg/m3 aufweist, wobei insbesondere Dämmfilze mit Rohdichten
von mehr als 25 kg/m3 nicht ohne weiteres wickelbar sind. Weiterhin soll
der in dieser Druckschrift beschriebene Dämmfilz einerseits wickelbar
sein, andererseits aber nach Öffnen des Wickels und Abschneiden eines
eine Platte darstellenden Abschnitts eine Stabilität aufweisen, die der
Stabilität einer üblichen Dämmplatte entspricht.
Im Vergleich zu den voranstehend beschriebenen Dämmstoffbahnen aus
Glasfasern bestehen Dämmstoffbahnen aus Steinwollefasern aus relativ
kurzen, in sich verformten und zu Flocken aggregierten Fasern. Die Floc
ken sind gegen eine Druckbelastung aus allen drei Hauptachsen wider
standsfähiger als beispielsweise horizontal geschichtete Glaswolle-
Fasern. Die Zugfestigkeit einer durch diese Flocken bestimmten Struktur
ist aber in allen Richtungen sehr viel geringer. Entsprechend der Vorge
hensweise bei Dämmstoffbahnen aus Glasfasern werden die Steinwolle
fasern in der Regel mit duroplastisch aushärtendem Phenol-Harnstoff-
Formaldehydharz-Gemischen gebunden. Der Bindemittelanteil in Stein
wolle-Dämmfilzen und in leichten Steinwolle-Dämmplatten ist mit 1,5 bis
ca. 2,5 Masse-% deutlich geringer als bei Glaswolle-Dämmfilzen und
leichten Dämmplatten aus Glasfasern. Der Anteil der Bindemittel in den
Dämmstoffen ist aus mehreren Gründen nach oben hin begrenzt. Bei zu
großen Bindemittelmengen verlieren die Dämmstoffe wegen der zu inten
siven Verbindung der Fasern ihre elastisch-federnden Eigenschaften so
wie die Nichtbrennbarkeit. Gleichzeitig steigen aber auch die Herstel
lungskosten für derartige Dämmstoffe überproportional an.
Sowohl bei den Dämmstoffbahnen aus Glasfasern wie auch bei den
Dämmstoffbahnen aus Steinfasern ist die Verteilung der geringen Binde
mittelmengen in der Fasermasse völlig unzureichend. In den Dämmstof
fen liegen immer Bereiche mit höheren Bindemittelanteilen neben Berei
chen mit wenig oder gar keiner Bindung vor. Beide Bereiche verhalten
sich bei der Verformung, beispielsweise während des Aufrollens deutlich
unterschiedlich, so daß Risse bevorzugt an den Kanten der bindemittel
reicheren und damit steiferen Flocken bzw. Fasern entstehen.
Ausgesprochen ungünstig auf das Aufrollverhalten wirkt sich auch die
Sammeltechnik der Steinwollefasern aus. Bei der Herstellung von Stein
wolle-Dämmstoffen können die Fasern in voranstehend beschriebener
Weise direkt gesammelt werden. Dabei läuft ein luftdurchlässiges Trans
portband so langsam durch die Sammelkammer, daß sich eine Faser
schicht bildet, die der Lieferdicke des Dämmstoffes entspricht. Da eine
Homogenität der Faserschicht, insbesondere bei leistungsfähigen Anla
gen, weder über die Breite noch die Höhe gegeben ist und auch eine vor
zeitige Aushärtung nur durch die Zugabe großer Mengen von Kühlwasser
vermieden werden kann, werden die Fasern als möglichst dünnes, mehr
oder weniger zusammenhängendes Primärvlies aus der Sammelkammer
abgezogen und anschließend mit Hilfe eines quer zur Produktionsrichtung
und damit zur Richtung des Transports arbeitenden Pendels kontinuier
lich übereinandergelegt. Durch diese Methode kann die Homogenität der
Fasermasse bzw. der Dämmstoffbahn in bezug auf die Gebrauchseigen
schaften gegenüber der Direktaufsammlung deutlich verbessert werden.
Als Folge der mehrfachen Umlenkung auf den Transporteinrichtungen
und im Pendel, der hohen Transportgeschwindigkeiten, sowie insbeson
dere der durch die Pendelbewegung bewirkten Trocknung des Primärvlie
ses kommt es zur Ausbildung von Trennflächen, die bei der vor der Aus
härtung des Bindemittels erforderlichen Höhen- und Längskompression
der imprägnierten Fasermassen nicht mehr beseitigt werden können. Die
Höhen- und Längskompression der mit Bindemitteln imprägnierten Fa
sern wirken sich überwiegend in Längsrichtung des Fasermassenstroms
aus. Dementsprechend sind die Eigenschaften der Dämmstoffbahn rich
tungsabhängig. Weiterhin reichern sich bindemittelfreie Fasern bevorzugt
in den Trennzonen an und verhindern eine kraftschlüssige Verbindung
der einzelnen Lagen des Primärvlieses, wodurch die Zugfestigkeit zwi
schen den Primärvlieslagen reduziert wird. Beim Aufrollen der Dämm
stoffbahn treten daher zuerst im Bereich der Trennflächen Risse auf.
Dämmstoffbahnen aus Steinwolle können mit Minimalrohdichten zwischen
23 und 27 kg/m3 hergestellt werden. Um die Wärmeleitfähigkeitsgruppe
040 nach DIN 4108 zu erreichen, sind derartige Rohdichten ausreichend,
wobei die Obergrenze 32 kg/m3 beträgt. Dämmstoffbahnen aus Steinwolle
in der Wärmeleitfähigkeitsgruppe 035 müssen aber bereits Rohdichten
von ca. 40 bis 55 kg/m3 aufweisen. Bei dieser Dichte ist ein Aufwickeln
einer derartigen Dämmstoffbahn nur unter Inkaufnahme von Beschädi
gungen, insbesondere im außenliegenden Bereich möglich.
Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wickels aus einem Faservlies,
insbesondere eines Dämmfilzes aus vorzugsweise Mineralfasern, insbe
sondere Steinwolle, bestehend aus einer Fördereinrichtung, beispielswei
se einem Förderband und einer am Ende der Fördereinrichtung angeord
neten Aufrollstation, in der das mit der Fördereinrichtung als bandförmi
ges Element der Aufrollstation zugeführte Faservlies zu einem Wickel
gewickelt wird, wie sie Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist
beispielsweise aus der US 3 964 232 bekannt.
Ausgehend von dem voranstehend beschriebenen Stand der Technik liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein
Verfahren der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der bzw. mit dem
eine gleichmäßige Elastifizierung eines Faservlieses ermöglicht wird, so
daß das Faservlies auch bei großer Dichte schonend aufgerollt werden
kann.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung sieht bei einem gattungsgemäßen
Verfahren vor, daß das Faservlies vor der Aufrollstation einer Kompres
sions- und Dekompressionsvorrichtung zugeführt wird, in der das Faser
vlies im wesentlichen in Richtung der Flächennormalen zumindest seiner
im Wickel außenliegenden großen Oberfläche komprimiert und anschlie
ßend dekomprimiert wird, um das Faservlies zu elastifizieren, wobei die
Kompression und Dekompression kontrolliert erfolgt.
Die erfindungsgemäße Elastifizierung führt zum einen dazu, daß die
Federkraft über die großen Oberflächen vergleichmäßigt wird. Durch die
kontrollierte Kompression und Dekompression wird das Faservlies derart
für das Aufwickeln vorbereitet, daß eine höhere Elastizität in den großen
Oberflächen besteht, so daß die in der Aufwickelvorrichtung insbesondere
im außenliegenden Bereich auftretenden Zugspannungen und Scherbe
anspruchungen nicht zu einem Aufreißen des Faservlieses führen. Hier
bei erfolgt die Kompression und Dekompression kontrolliert,
d. h. das Faservlies wird erst entsprechend seinen Materialeigenschaften
schonend komprimiert, bevor die Dekompressionsphase folgt, in der das
Faservlies aber nicht schlagartig entspannt, sondern über einen be
stimmten Weg einer kontrollierten langsamen Entspannung zugeführt
wird. Hierdurch wird die Elastizität derart gesteigert, daß ein Aufrollen der
Dämmstoffbahn auch dann möglich ist, wenn die Rohdichte oberhalb der
bisher möglichen Dichten für rollbare Dämmstoffbahnen liegt. Das erfin
dungsgemäße Verfahren führt dazu, daß sich in der Struktur des Faser
vlieses gleichmäßig verteilte Mikro- und Makrorisse bilden, über deren
planmäßige Veränderung die beim Aufrollen entstehenden Zug- und
Scherspannungen abgebaut werden. Ziel ist hierbei, einen Zerfall des
Dämmstoffes beim Aufrollen oder der Kompression zu verhindern. Im
Gebrauch machen sich die entstehenden Auflockerungen der Makro
strukturen in der Regel nicht bemerkbar. Vielmehr weisen die derart
behandelten Dämmstoffbahnen entsprechend Ihrer Lieferform und dem
späteren Gebrauch besonders gute Verarbeitungseigenschaften auf.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Dämmstoffbahn je
nach Ausgangskonsistenz einmal, in der Regel jedoch mehrfach abgestuft
komprimiert und dekomprimiert, d. h. kontrolliert entspannt, um den Fa
sern nach jeder Belastung Gelegenheit zu geben, sich entsprechend den
geänderten Bedingungen zu orientieren. Hierbei wird die Kompression
stufenweise erhöht, so daß nicht zu viele Fasern durch eine unmittelbar
einwirkende Kompression gebrochen werden. Die Kompression des Fa
servlieses muß so schonend erfolgen, daß die Zugfestigkeit der Oberflä
chenschichten nicht überschritten wird. Hierbei besteht die Möglichkeit,
daß die Kompression bei stillstehendem Faservlies durchgeführt wird. Da
diese Vorgehensweise aber relativ aufwendig ist und den Herstellungs
prozeß hinsichtlich seiner Kontinuität unterbricht, wird die Kompression
und Dekompression im Zuge eines Durchlaufverfahrens durchgeführt.
Vorzugsweise wird das Faservlies in der Kompressions- und Dekompres
sionsvorrichtung auf ein Maß dekomprimiert, welches gegenüber dem
Ausgangszustand des Faservlieses vor der Kompressions- und Dekom
pressionsvorrichtung eine Kompression des Faservlieses darstellt. Dem
zufolge erreicht das Faservlies während der Kompressions- und Dekom
pressionsphase die nicht mehr ursprüngliche, nicht belastete Material
stärke in der Kompressions- und Dekompressionsvorrichtung. Ist daher
die Aufrollstation unmittelbar hinter der Kompressions- und Dekompressi
ons-vorrichtung angeordnet, wird das Faservlies zumindest geringfügig
komprimiert der Aufrollstation zugeführt und gewickelt. Demzufolge liegt
das Faservlies in komprimierter Form im Wickel vor.
Es ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß das
Faservlies unter einem Winkel von < 45°, vorzugsweise < 25° relativ zur
Mittelachse des Faservlieses in der Kompressions- und Dekompressions
vorrichtung komprimiert bzw. dekomprimiert wird. Hierbei hat sich heraus
gestellt, daß eine derartige Kompression und Dekompression sehr scho
nend für das Faservlies ist, so daß die gewünschte Elastifizierung erziel
bar ist, ohne daß hiermit eine zu starke Beschädigung der einzelnen Fa
sern bzw. der Bindung zwischen den Fasern einhergeht.
Im übrigen läßt sich durch diese Winkelanordnung eine Vorverdichtung
des Faservlieses erzielen, welche anschließend in eine beschleunigte
weitergehende Kompression übergeht. Hierbei werden die Relativbewe
gungen innerhalb des Faservlieses während der Kompression behindert.
Die Entlastung, d. h. Dekompression des Faservlieses kann unter densel
ben Gesichtspunkten vorgenommen werden, d. h. es ist zunächst eine
möglichst langsame Entlastung bzw. Dekompression vorzusehen, um in
nere Scherbewegungen zwischen noch komprimierten und bereits ent
lasteten Faservlieselementen möglichst geringzuhalten.
Die Zahl der Kompressions- und Dekompressionsvorgänge ist in erster
Linie abhängig von der Grundstruktur des Dämmstoffes, also der Roh
dichte, dem Bindemittelgehalt, der Inhomogenität und letztendlich der
Dicke des Faservlieses. Unter günstigen Verhältnissen kann eine ein
malige Kompression und Dekompression ausreichen In der Regel sind
aber mehr als drei Kompressions- und Dekompressionsvorgänge erfor
derlich. Bei mehrfacher Wiederholung der Kompressions- und Dekom
pressionsvorgänge wird die Höhe der Kompression im allgemeinen von
Stufe zu Stufe erhöht. Hierdurch wird zum einen eine hohe innere Scher
beanspruchung vermieden und zum anderen der aufzubringende Druck
gering gehalten, da der Widerstand des Faservlieses gegen die Kom
pression von Stufe zu Stufe abnimmt.
Die Übertragung der Druckkräfte in das Faservlies ist naturgemäß nicht
gleichmäßig. Daher ist es vorteilhaft, die Kompression erfindungsgemäß
symmetrisch zur Mittelebene des Faservlieses auszuführen. Es besteht
aber auch die Möglichkeit, die Kompression in einem stärkeren Maß auf
eine der großen Oberflächen, beispielsweise auf die Oberfläche aufzu
bringen, die beim Wickelvorgang in der Zugzone, somit zur Außenseite
des Wickels liegend angeordnet ist.
Um die Widerstände gegenüber Scher- und Zugkräften zu vergleichmäßi
gen und die Elastifizierung zu verbessern, hat es sich als vorteilhaft er
wiesen, das Faservlies auch in horizontaler Richtung zu komprimieren
und zu dekomprimieren, wobei hier ein Einwirken von Kräften auf die
Schmalseiten des Faservlieses vorgesehen ist. Wegen der bei vielen Fa
servliesen in dieser Richtung zu geringen Zugfestigkeit kann die Elastifi
zierung nur durch eine horizontal wirkende Druckkomponente erfolgen.
Um diesen Effekt zu erreichen, werden die Kompressions- und Dekom
pressionsabschnitte um geeignete Winkel gegenüber der zentralen Achse
in beiden Richtungen abgewinkelt. Hierbei können Abbiegungswinkel
vorgesehen sein, die betragsmäßig identisch sind. Vorzugsweise ist vor
gesehen, daß mit zunehmender Auflockerung bzw. Elastifizierung die Ab
biegungswinkel vergrößert werden. Aufgrund der intensiveren und
gleichmäßigeren Kraftübertragung erfolgen die Ablenkungen des Faserv
lieses in vorteilhafterweise im Bereich der Kompressionszonen.
Die Abbiegungswinkel können auch periodisch wiederkehrend geändert
werden. Hierzu können die einzelnen Elemente der Kompressions- und
Dekompressionsvorrichtung jeweils um eine horizontale Achse bewegt
werden. Eine entsprechende Beeinflussung des Faservlieses ist auch
dadurch möglich, daß die Krümmungsradien durch ein regelmäßiges
Zusammenschieben und Auseinanderfahren der Kompressions- und
Dekompressionselemente verändert werden.
Es besteht auch die Möglichkeit, daß das Faservlies auf seiner gesamten
Länge mehrmals komprimiert und dekomprimiert wird und anschließend
durch ein mehrmaliges Zusammenschieben über einen bestimmten Strec
kenabschnitten elastifiziert wird, wobei die Amplitude und die Frequenz
und somit letzten Endes die Krümmungsradien des aufgefalteten Faser
vlieses kontinuierlich verringert werden. Es kann somit vorgesehen sein,
daß ein mehrmals komprimiertes und dekomprimiertes Faservlies anfangs
über eine bestimmte Strecke zusammengeschoben, d. h. gefaltet wird,
welcher Vorgang mehrmals mit zunehmend verkürzter Strecke wiederholt
wird. Durch das Verkürzen der Schubstrecke werden die Krümmungs
radien der Auffaltungen bei gleichbleibender Länge des Faservlieses ver
ringert.
Erfindungsgemäß wird der Anfang des Faservlieses, d. h. der Bereich des
Faservlieses, der im Wickel innenliegt und mit dem kleinsten Krümmungs
radius aufgerollt wird, stärker und vorzugsweise häufiger komprimiert und
dekomprimiert, als der verbleibende Bereich des Faservlieses.
Vorzugsweise wird die Elastifizierung des Faservlieses zumindest auch in
abgeschwächter Form in Querrichtung, d. h. über die Breite des Faser
vlieses durchgeführt. Hierzu kann das Faservlies beispielsweise um 90°
gedreht und einer Kompression und Dekompression zugeführt werden.
Um die einzuleitenden Druck- und Biegespannungen im Faservlies zu
verringern und unerwünschte Beschädigungen des Faservlieses zu ver
meiden, ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen,
daß das Faservlies vor der Elastifizierung durch die Kompression und die
Dekompression, bzw. vor dem Aufrollen bzw. der Kompression einer
mehrtägigen Wasserdampfbehandlung von beispielsweise 3 bis 7 Tagen
unterzogen wird. Hierbei wird das Faservlies beim Raumluft mit einer
relativen Feuchte von < 90% gelagert. Dieser Prozeß kann in vorteilhaf
terweise dadurch verkürzt werden, daß das Faservlies in einem Autokla
ven, beispielsweise 10 bis 15 Minuten bei 1 bar Überdruck (entspricht ca.
121°C) behandelt wird. Die Wasserdampfbehandlung vermindert in bei
den Fällen die Festigkeitseigenschaften um ca. 20 bis 40%. Das Faser
vlies wird anschließend im feuchten Zustand komprimiert und dekom
primiert sowie aufgerollt. Da der Abminderungseffekt teilweise reversibel
ist, erlangt das Faservlies nach dem Aufrollen und somit vor seinem be
stimmungsgemäßen Gebrauch annähernd seine ursprüngliche Festigkeit
zurück. Derselbe Effekt tritt insbesondere auch bei thermoplastischen
Bindemitteln auf und kann für das zerstörungsfreie Aufrollen benutzt wer
den. Die erfindungsgemäße Elastifizierung des Faservlieses, das Aufrol
len bzw. die Kompression des Faservlieses erfolgt bei gegenüber Raum
luft erhöhten Temperaturen und bei hoher relativer Luftfeuchte bzw. unter
Einwirkung von Wasserdampf.
Zur Lösung der Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung ist
vorgesehen, daß der Aufrollstation eine Kompressions- und Dekompres
sionsvorrichtung vorgeschaltet ist, in der das Faservlies im wesentlichen
in Richtung der Flächennormalen zumindest einer seiner großen Oberflä
chen kontrolliert komprimiert und anschließend dekomprimiert wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Kompressions- und Dekompressionsvorrichtung zumindest ein der För
dereinrichtung gegenüberliegend angeordnetes Druckelement aufweist,
welches in Förderrichtung auf die Fördereinrichtung zu ausgerichtet ist,
und daß sich an das Druckelement ein Entspannungselement anschließt,
welches in Förderrichtung von der Fördereinrichtung weg ausgerichtet ist.
Hierdurch ergibt sich eine Anordnung der notwendigen Druckelemente,
die ein schonendes Komprimieren und ein kontrolliertes Dekomprimieren
des Faservlieses ermöglichen, wobei der Gegendruck durch die För
dereinrichtung bereitgestellt wird.
Die Kompressions- und Dekompressionsvorrichtung besteht vorzugswei
se aus zumindest zwei in Förderrichtung aufeinander zu laufenden und
gegenüberliegenden Förderbandabschnitten, aus zwei sich daran an
schließenden, eine Kompressionszone bildenden, im gleichmäßigen und
insbesondere einstellbaren Abstand angeordneten Förderbandabschnit
ten sowie aus zwei in Förderrichtung auseinanderlaufenden, eine De
kompressionszone bildenden Förderbandabschnitten.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Kompressions- und Dekompressionsvorrichtung mehrere, vorzugsweise
zumindest drei hintereinander angeordnete Kompressionszonen und De
kompressionszonen aufweist. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
daß die hintereinander angeordneten Kompressionszonen eine zuneh
mende Kompressionsstärke und die hintereinander angeordneten
Dekompressionszonen eine abnehmende Dekompressionsstärke aufwei
sen, so daß das Faservlies beim Durchlauf der Kompressions- und
Dekompressionsvorrichtung zur Aufrollstation einer stufenweise erhöhten
Kompression bzw. einer stufenweise verringerten Dekompression unter
worfen wird, so daß sich insgesamt eine gute Elastifizierung des Faser
vlieses ergibt.
Die Förderbandabschnitte vor und nach der Kompressionszone sind unter
einem Winkel < 45°, insbesondere < 25°, zur Mittelachse des Faservlieses
angeordnet, um eine schonende Elastifizierung des Faservlieses zu er
möglichen.
Um die Zahl der Kompressionsstationen klein zu halten und eine kom
pakte Bauweise zu erreichen, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfin
dung eine zusätzliche Andruckrolle vorgesehen, die sich innerhalb des
Förderbandabschnittes der Kompressionszone mit einer hohen Frequenz
in Förderrichtung hin- und herbewegt. Die Wegstrecke der zusätzlichen
Andruckrolle kann hier innerhalb des Förderbandabschnittes variiert wer
den, d. h. beispielsweise in bezug auf die Förderrichtung auf den hinteren
Teil des Förderbandabschnittes begrenzt werden.
Es ist weiterhin vorgesehen, daß die Förderbandabschnitte unter Abbie
gungswinkeln hintereinander angeordnet sind, daß das Faservlies vor
zugsweise im Bereich der Kompressionszonen abgewinkelt geführt ist.
Diese Ausgestaltung vergleichmäßigt die Widerstände des Faservlieses
gegenüber Scher- und Zugkräften, da durch die abgewinkelte Führung
des Faservlieses Horizontalkräfte auf das Faservlies einwirken. Hierzu ist
es vorgesehen, daß die Kompressions- und Dekompressionszonen um
geeignete, auf die Krümmungsradien des Wickels abgestimmte Winkel in
beiden Richtungen abgewinkelt werden. Die Abbiegungswinkel können
hierbei gleich groß ausgebildet sein. Vorzugsweise ist aber vorgesehen,
daß die Abbiegungswinkel mit zunehmender Elastifizierung des Faser
vlieses vergrößert sind. Wegen der intensiveren und gleichmäßigeren
Kraftübertragung erfolgt die Ablenkung des Faservlieses vorzugsweise im
Bereich der Kompressionszonen.
Um die Vorrichtung auf unterschiedliche Faservliese einstellen zu kön
nen, ist vorgesehen, daß die Abbiegungswinkel zwischen den Förder
bandabschnitten individuell einstellbar sind. Diese Einstellbarkeit ermög
licht auch die Veränderung der Abbiegungswinkel während der Kompres
sion und der Dekompression des Faservlieses. Hierzu können die einzel
nen Förderbandabschnitte jeweils um eine horizontale Achse verschwenkt
angeordnet sein.
Alternativ zu den voranstehend dargestellten Ausführungsformen der er
findungsgemäßen Vorrichtung kann die Kompressions- und Dekompres
sionsvorrichtung Walzensätze aufweisen, die gegenüberliegend ange
ordnet sind und auf die großen Oberflächen des Faservlieses einwirken.
Diese Ausgestaltung ist insbesondere für Faservliese aus Glaswolle mit
geringer Rohdichte geeignet.
Erfindungsgemäß können die Walzensätze während des Elastifizierungs
vorganges des Faservlieses in regelmäßigen Bewegungen relativ zu ein
ander bewegt werden. Die einander gegenüberliegend angeordneten
Walzensätze können entweder unmittelbar gegenüberliegend oder ver
setzt zueinander angeordnet sein.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Kompressions- und Dekompressionsvorrichtung eine Elastifizierungs
einrichtung aufweist, die das Faservlies vorzugsweise in Querrichtung
elastifiziert. Eine Elastifizierung des Faservlieses in Querrichtung, d. h.
über die Breite des Faservlieses, ist zumindest in abgeschwächter Form
vorteilhaft. Eine diesbezügliche Elastifizierungseinrichtung weist mehrere
Druckelemente auf, die auf zumindest eine längs des Faservlieses ange
ordnete Schmalseite kontrolliert einwirken. Diese Druckelemente können
beispielsweise zwischen Führungsrollen angeordnet sein, die das Fa
servlies seitlich führen.
Die Druckelemente bestehen aus einem Gehäuse und einem dehnfähigen
Element, insbesondere aus Gummi oder Synthesekautschuk, welches
Element über ein Druckmedium insbesondere pulsierend zwischen einer
Wirkstellung und einer Ruhestellung bewegbar ist. Zu diesem Zweck
kann vorgesehen sein, daß die Fördereinrichtung periodisch stillgesetzt
wird, wobei die seitlichen Führungsrollen außer Eingriff gebracht werden,
bevor die Druckelemente den betreffenden Abschnitt des Faservlieses in
Querrichtung elastifizieren.
Als Druckmedium ist vorzugsweise Wasser vorgesehen, welches mittels
einer im Gehäuse angeordneten Pumpe pulsierend gegen das dehnfähige
Element förderbar ist. Hierbei kann es sich um Hochdruck-Tauchpumpen
handeln, die mit einem bestimmten Wasservorrat in jedem Druckelement
angeordnet sind.
Die Dehnfähigkeit der dehnfähigen Elemente und die Breite des Druck
strahls ist derart eingestellt, daß eine möglichst schonende Kompression
des Faservlieses ausgeführt wird. Hierbei wird das quer zu elastifizieren
de Faservlies schrittweise transportiert, so daß eine weitgehende Elastifi
zierung über die gesamte Länge des Faservlieses erreicht wird. Die Ela
stifizierungseinrichtung kann symmetrisch zur Mittelebene des Faservlie
ses angeordnet sein, d. h. gleichzeitig von oben und unten wirken, wobei
die Eingriffszonen in bezug auf die Längsrichtung versetzt sein können.
Alternativ kann eine Elastifizierungseinrichtung vorgesehen sein, die zu
mindest einen kugel- oder ellipsoidförmigen Druckkörper aufweist, der auf
einer großen Oberfläche des Faservlieses abrollt.
Vorzugsweise ist der Druckkörper rotatorisch angetrieben, um schädliche
Scherspannungen bei nur über die Reibung im Dämmstoff mitgeführtem
Druckkörper zu verringern bzw. zu vermeiden.
Der Druckkörper ist an einem Tragarm angeordnet, welcher schwenkbar
und/oder anhebbar gelagert ist. Derart ausgebildet, kann der Druckkör
per bedarfsgerecht eingesetzt und über die gesamte Oberfläche des Fa
servlieses geführt werden.
Eine weitere Verbesserung der Kompression durch den Druckkörper wird
dadurch erzielt, daß der Druckkörper entlang des Tragarmes verschieb
bar gelagert ist. Vorzugsweise sind mehrere Tragarme an einer Drehach
se befestigt. An jedem dieser Tragarme kann ein Druckkörper oder meh
rere Druckkörper angeordnet sein.
Schließlich ist vorgesehen, daß der Kompressions- und Dekompressions
vorrichtung eine Befeuchtungseinrichtung vorgeschaltet ist, in der das
Faservlies befeuchtet wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevor
zugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. In der Zeichnung
zeigen:
Fig. 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Aufrollstation in
Seitenansicht;
Fig. 2 einen Abschnitt einer ersten Ausführungsform einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht;
Fig. 3 einen Abschnitt des Ausschnitts der Vorrichtung gemäß
Fig. 2 in Seitenansicht;
Fig. 4 eine alternative Ausgestaltung des Abschnitts gemäß Fig.
3;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor
richtung in Seitenansicht;
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung in Seitenan
sicht;
Fig. 7 eine Elastifizierungseinrichtung der Vorrichtung gemäß einer
der Fig. 2 bis 6 in einer ersten Stellung in Seitenansicht;
Fig. 8 die Elastifizierungseinrichtung nach Fig. 7 in einer zweiten
Arbeitsstellung in Seitenansicht;
Fig. 9 eine weitere Ausführungsform einer Elastifizierungseinrich
tung in Seitenansicht und
Fig. 10 eine Draufsicht mehrerer Elastifizierungseinrichtungen ge
mäß Fig. 9 in einer Draufsicht auf ein Faservlies
Fig. 1 zeigt schematisch eine übliche Aufrollstation 1, die aus einem
Förderband 2 besteht, auf dem ein nicht komprimiertes, frei aufliegendes
Faservlies 3 der Aufrollstation 1 zugeführt wird. Das Faservlies 3 wird am
Ende des Förderbandes 2 von einem aufwärtslaufenden Förderband 4
erfaßt und aufgrund der Reibungskraft zwischen dem Förderband 4 und
dem Faservlies 3 in einem weit über 90° liegenden Winkel abgebogen.
Hierbei entstehen starke Zugkräfte in der Außenzone 5 des Faservlieses,
die in der Regel die internen Zugkräfte des Faservlieses 3 überschreiten.
Insbesondere partiell relativ steife Faservliese 3, beispielsweise durch
eine ungleiche Bindemittelverteilung oder aufgrund der Aufsammlungs
methode Fasernschwächezonen aufweisende Faservliese 3 reißen auf
oder durch bzw. brechen auseinander, so daß einzelne Stücke des
Faservlieses 3 parallel zu dem Förderband 4 aus der Aufrollstation 1
herausgeschleudert werden.
Das Förderband 4 ist um einen Drehpunkt 6 drehbar gelagert, so daß das
Förderband 4 konstant an der Außenfläche des aufgewickelten Faservlie
ses 3 anliegt, wenn der Durchmesser des Wickels des Faservlieses 3 zu
nimmt.
Mit einem Pfeil 7 ist die Förderrichtung des Faservlieses 3 auf dem För
derband 2 angegeben, wohingegen ein Pfeil 8 die Förderrichtung des
Förderbandes 4 angibt.
Der Anpreßdruck des Förderbandes 4 auf die Außenfläche des Faservlie
ses 3 wird im wesentlichen durch das Gewicht des um den Drehpunkt 6
schwenkbaren Förderbandes 4 bestimmt. Dieser Anpreßdruck ist auf
grund des hohen Gewichtes des Förderbandes 4 so hoch, daß ein um
gelenkter Abschnitt 9 des Faservlieses 3 auf einen einlaufenden Abschnitt
10 des Faservlieses 3 gedrückt wird, wodurch der Aufrollvorgang einge
leitet wird. Während des Aufrollens wird das Faservlies 3 um etwa 50 bis
60% gegenüber seiner Ausgangsmaterialstärke komprimiert, was zu er
heblichen Scherbeanspruchungen innerhalb des aufgewickelten Faser
vlieses 3 führt. Das Faservlies 3 liegt somit komprimiert im Wickel vor.
Dem Förderband 4 ist eins Elastifizierungswalze 11 vorgeschaltet. Die
Elastifizierungswalze 11 wird in Richtung eines Pfeiles 12 gedreht und
wirkt punktförmig komprimierend auf die im Wickel innenliegende große
Oberfläche des Faservlieses 3 ein, um diesen Oberflächenbereich zu ela
stifizieren, so daß die Kompression des Faservlieses 3 im Wickel hin
sichtlich der sich negativ auswirkenden Scherbeanspruchungen abge
schwächte Folgen hat. Die üblicherweise verwendeten Elastifizierungs
walzen 11 haben einen geringen Durchmesser, so daß die schlagartige
und einseitige Kompression der Struktur im Eingriffsbereich das Faserv
lies 3 schädigt bzw. zerstört. Darüberhinaus hat die Anordnung der Ela
stifizierungswalze 11 keinerlei Auswirkungen auf die Zugbeanspruchung
des Faservlieses 3 im Bereich der Außenzone 5.
In Fig. 2 ist ein Abschnitt einer Vorrichtung zur Herstellung eines Wic
kels aus einem Faservlies 3 dargestellt, wie er beispielsweise im Bereich
des Förderbandes 2 gemäß Fig. 1 erfindungsgemäß verwendet wird.
Das Förderband 2 ist aufgeteilt in Förderbandabschnitte 13, 14, 15, 16
und 17. Die Förderbandabschnitte 13, 14, 15, 16 und 17 sind wellen
förmig zueinander angeordnet, wobei die Förderbandabschnitte 13 und
16 im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, die Förderbandab
schnitte 14 und 17 im wesentlichen horizontal ausgerichtet sind und der
Förderbandabschnitt 15 das in Förderrichtung liegenden Ende des För
derbandabschnittes 14 mit dem Anfang des Förderbandabschnittes 16
verbindet. Zwischen den Förderbandabschnitten 15 und 16 ist eine Füh
rungswalze 18 angeordnet, die zusammen mit Umlenkrollen 19 und 20
einen horizontalen Förderabschnitt für das Faservlies darstellt.
Den Förderbandabschnitten 13, 14, 15, 16 und 17, auf denen das Faser
vlies 3 aufliegt, sind Förderbandabschnitte 23, 24, 25, 26 und 27 gegen
überliegend angeordnet, die auf der im Wickel innenliegenden großen
Oberfläche 21 aufliegen. Die Förderbandabschnitte 23, 25 und 26 sind
entsprechend den Förderbandabschnitten 13, 15 und 16 auf die großen
Oberflächen 21, 22 zulaufend bzw. von den großen Oberflächen 21, 22
weglaufend ausgerichtet. Die Förderbandabschnitte 14, 24 und 17, 27
sind parallel zu den großen Oberflächen 21, 22 ausgerichtet und bilden
Kompressionszonen 31, wobei die vom Faservlies 3 in Förderrichtung
zuerst durchlaufende Kompressionszone 31 kürzer als die nachfolgende
Kompressionszone 31 ausgebildet ist. Die Förderrichtung ist durch einen
Pfeil 32 in Fig. 2 angedeutet. Ergänzend ist auszuführen, daß zwischen
den Förderbandabschnitten 25 und 26 eine Führungswalze 28 angeord
net ist, die mit Umlenkrollen 29 und 30 der Förderbandabschnitte 25 und
26 einen horizontal ausgerichteten Förderabschnitt darstellt.
Das Faservlies 3 hat im Bereich vor den Förderbandabschnitten 13 und
23 eine bestimmte Materialstärke x. Die Förderbandabschnitte 13 und 23
sind unter einem Winkel von ca. 25° zur Mittelachse des Faservlieses 3
hin ausgerichtet und stellen eine Vorkompression des Faservlieses 3 dar.
In der ersten Kompressionszone 31 zwischen den Förderbandabschnitten
14 und 24 wird das Faservlies 3 auf ein bestimmtes Maß komprimiert und
über einen bestimmten Förderabschnitt unter Kompression gehalten. Im
Bereich der Förderbandabschnitte 15 und 25, die ebenfalls unter einem
Winkel von ca. 25° zur Mittelachse des Faservlieses 3 angeordnet sind,
wird das Faservlies 3 kontrolliert dekomprimiert bis auf eine Materialstär
ke y, die das Faservlies 3 zwischen den Führungswalzen 18 und 28 hat.
Diese Materialstärke y ist geringfügig geringer als die Materialstärke x vor
den Förderbandabschnitten 13 und 23.
Die Förderbandabschnitte 15 und 25 sowie die Führungswalzen 18 und
28 stellen somit eine Dekompressionszone 33 dar. Im Anschluß an die
Dekompressionszone 33 wird das Faservlies 3 zwischen den Förderband
abschnitten 16 und 26 erneuert komprimiert und in der Kompressions
zone 31 über einen bestimmten Förderabschnitt unter Kompression ge
fördert. Hierbei hat das Faservlies 3 im Bereich der Kompressionszone
31 zwischen den Förderbandabschnitten 17 und 27 eine geringere Materi
alstärke als in der Kompressionszone 31 zwischen den Förderbandab
schnitten 14 und 24. Demzufolge bestehen hinsichtlich der Konstruktion
bzw. Anordnung der Förderbandabschnitte 16 und 26 zwei Möglichkeiten,
nämlich zum einen die Anordnung der Förderbandabschnitte 16 und 26
unter einem steileren Winkel und/oder zum anderen die Verlängerung
der Förderbandabschnitte 16 und 26 gegenüber den Förderbandab
schnitten 13 und 23.
Eine in der Fig. 2 dargestellte Kompressions- und Dekompressionsvor
richtung 34 kann aus den in Fig. 2 dargestellten beiden Kompressions
zonen 31 und einer dazwischen angeordneten Dekompressionszone 33
bestehen. In der Regel weist eine solche Kompressions- und Dekom
pressionsvorrichtung 34 aber eine Vielzahl von Kompressionszonen 31
und Dekompressionszonen 33 auf, wobei selbstverständlich die Kom
pression in den Kompressionszonen 31 in Richtung des Pfeiles 32 zu
nimmt und die kontrollierte Dekompression ebenfalls von der darge
stellten Dekompressionszone 33 zur folgenden Dekompressionszone ver
ringert ist. Die kontrollierte Kompression und Dekompression des Faser
vlieses 3 führt zu einer über die gesamte Länge und Breite des Faser
vlieses 3 hervorragenden Elastifizierung des Faservlieses 3, so daß die
voranstehend beschriebenen Beschädigungen des Faservlieses 3 in der
Aufrollstation im wesentlichen vermieden werden.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Kompressions- und Dekompressions
vorrichtung 34 erfolgt die Kompression und Dekompression symmetrisch
zur Mittelachse der Materialstärke des Faservlieses 3. Durch eine abwei
chende Anordnung der Förderbandabschnitte 13, 14, 15, 16 und 17 zu
den Förderbandabschnitten 23, 24, 25, 26 und 27 kann aber auch eine
über die Materialstärke unterschiedliche Kompression bzw. Dekompres
sion des Faservlieses 3 erreicht werden. Im Extremfall können beispiels
weise die Förderbandabschnitte 13, 14, 15, 16 und 17 insgesamt hori
zontal ausgerichtet sein, um die große Oberfläche 22 minimal einer Kom
pression und Dekompression zu unterwerfen. Vorteilhaft ist es aber, die
Kompression und Dekompression insbesondere auf die große Oberfläche
22 zu übertragen, die bei aufgewickeltem Faservlies 3 außenliegt und
eine Zugzone bildet.
In den Fig. 3 und 4 sind verbesserte Ausführungsformen eines För
derbandabschnittes, hier des Förderbandabschnittes 14 im Bereich der
Kompressionszone 31 dargestellt. Der Förderbandabschnitt 14 besteht
aus einer Umlenkrolle 35 und einer Antriebsrolle 36. Weiterhin ist eine
Spannrolle 37 zwischen der Umlenkrolle 35 und der Antriebsrolle 36 im
Obertrum 38 des Förderbandes vorgesehen.
Zwischen der Umlenkrolle 35 und der Antriebsrolle 36 ist eine Anpreßrolle
39 vorgesehen, die auf der Innenfläche des Untertrums 40 aufliegt. Die
Bewegungsrichtung des Förderbandes ist durch einen Pfeil 41 dargestellt.
Die Anpreßrolle 39 wird zwischen der Umlenkrolle 35 und der Antriebs
rolle 36 hin- und herbewegt, wobei die Geschwindigkeit der Anpreß
rolle 39 wesentlich größer ist als die Fördergeschwindigkeit des Förder
bandes. Über die Spannrolle 37 kann die Eindringtiefe der Anpreßrolle 39
und somit der Kompressionsdruck in das Faservlies 3 eingestellt werden.
Darüberhinaus besteht die Möglichkeit, die Bewegung der Anpreßrolle 39
auf einen bestimmten Abschnitt des Untertrums 40 zu beschränken. Hier
durch kann eine gezielte Elastifizierung im Faservlies 3 erfolgen.
In Fig. 5 ist eine vorteilhafte Weiterbildung der Kompressions- und De
kompressionsvorrichtung 34 gemäß Fig. 2 dargestellt, wobei das Faser
vlies 3 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. Bei dieser Kom
pressions- und Dekompressionsvorrichtung 34 gemäß Fig. 5 werden
zusätzliche Horizontalkräfte auf das Faservlies 3 aufgebracht, um die Wi
derstände des Faservlieses 3 gegenüber Scher- und Zugkräften zu ver
gleichmäßigen.
Hierzu sind die Förderbandabschnitte 13, 14, 15, 16, 17, 23, 24, 25, 26
und 27 derart angeordnet, daß das Faservlies 3 zumindest zweimal aus
seinen Förderrichtungen abgewinkelt wird. Das Abwinkeln des Faservlie
ses 3 erfolgt in den Kompressionszonen 31.
Die Förderbandabschnitte 13, 14, 15, 16, 17, 23, 24, 25, 26 und 27 sind
individuell in Abhängigkeit der Materialeigenschaften des Faservlieses 3
und des nachfolgenden Wickelvorganges hinsichtlich ihrer Winkelanord
nung zueinander einstellbar. Die Abbiegungswinkel in den Kompressions
zonen 31 können identisch oder unterschiedlich eingestellt werden. Die
Winkeleinstellung kann entweder über den gesamten Produktionsablauf
eines bestimmten Faservlieses 3 identisch bleiben oder periodisch geän
dert werden, um eine weitergehende Elastifizierung in Teilbereichen des
Faservlieses 3 zu bewirken.
Eine alternative Ausgestaltung einer Kompressions- und Dekompres
sionsvorrichtung 34 ist in Fig. 6 dargestellt. Bei dieser Kompressions-
und Dekompressionsvorrichtung 34 sind Walzensätze 42 vorgesehen, die
jeweils aus einer zentralen Walze 43 mit großem Durchmesser, zwei da
neben angeordneten Walzen 44 mit kleinerem Durchmesser und zwei
jeweils zwischen der Walze 43 und einer Walze 44 angeordneten Walze
45 mit sehr kleinem Durchmesser sowie einer gegenüberliegend ange
ordneten Walze 46 mit einem Durchmesser gemäß der Walze 43 beste
hen. Die Walzensätze 42 können derart angeordnet sein, daß das Fa
servlies im wesentlichen horizontal in Richtung des Pfeiles 32 gefördert
wird. Vorzugsweise sind benachbarte Walzensätze 42 relativ zueinander
vertikal verschiebbar gelagert, so daß das Faservlies 3 zwischen benach
barten Walzensätzen 42 abgelenkt und somit mit Horizontalkräften beauf
schlagt wird. In Fig. 6 ist zu erkennen, daß die benachbarten Walzen
sätze 42 derart angeordnet sind, daß der in Förderrichtung gemäß dem
Pfeil 32 vom Faservlies 3 zuerst durchlaufende Walzensatz 42 mit den
Walzen 43, 44 und 45 auf die große Oberfläche 21 wirkt, wohingegen der
nachfolgende Walzensatz 42 mit seinen Walzen 43, 44 und 45 auf die
große Oberfläche 22 des Faservlieses 3 einwirkt.
Durch die vertikale Verstellbarkeit der Walzensätze 42 besteht auch die
Möglichkeit, diese kontinuierlich hinsichtlich ihrer vertikalen Anordnung zu
bewegen, so daß das durchgeführte Faservlies 3 konstant mit Horizontal
kräften beaufschlagt und somit elastifiziert wird.
In den Fig. 7 und 8 ist eine ergänzende Elastifizierungseinrichtung 47
zur Elastifizierung in Querrichtung des Faservlieses 3, d. h. über die
Breite des Faservlieses 3 dargestellt. Zusätzlich besteht die Möglichkeit,
das Faservlies 3 nach Durchlaufen einer Kompressions- und Dekompres
sionsvorrichtung 34 beispielsweise gemäß Fig. 2 um 90° zu drehen und
einer weiteren Kompressions- und Dekompressionsvorrichtung zuzufüh
ren. Eine in eine erfindungsgemäße Vorrichtung integrierte Elastifizie
rungseinrichtung 47 ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt, wobei die
Fig. 7 und 8 lediglich eine Hälfte der Elastifizierungseinrichtung 47 zeigt.
Eine nicht näher dargestellte zweite Hälfte der Elastifizierungseinrichtung
47 wirkt in gleicher Weise auf die gegenüberliegende Schmalseite des
Faservlieses 3.
Die Elastifizierungseinrichtung 47 besteht aus mehreren Druckelementen
48, welche jeweils ein Gehäuse 49 aufweisen. Jedes topfförmige Gehäu
se 49 ist an seiner Öffnungsseite mit einem dehnfähigen Element 50, bei
spielsweise aus Gummi oder Synthesekautschuk abgedeckt. In jedem
Gehäuse 48 ist eine Hochdrucktauchpumpe 51 angeordnet, die in dem
Gehäuse 49 vorhandenes Wasser 52 in Richtung auf das dehnfähige
Element 50 fördert.
Zwischen benachbarten Druckelementen 48 sind Führungsrollen 53 vor
gesehen, die das Faservlies 3 an seinen Längsseiten führen. Die Füh
rungsrollen 53 sind rechtwinklig zu den Längsseiten des Faservlieses 3
bewegbar gelagert, so daß sie außer Eingriff mit dem Faservlies 3 ge
bracht werden können, wenn über die Druckelemente 48 Druck auf das
Faservlies 3 übertragen werden soll. Beim Einsatz der Elastifizierungs
einrichtung 47 wird das Faservlies 3 schrittweise transportiert, so daß ei
ne weitgehende Elastifizierung über die Länge des Faservlieses 3 mittels
der Druckelemente 48 erreicht wird. Die Elastifizierungseinrichtung 47 ist
symmetrisch zur Mittelebene des Faservlieses angeordnet, wobei die ge
genüberliegend angeordneten Druckelemente 48 versetzt zu den darge
stellten Druckelementen 48 angeordnet sind, um eine möglichst durchge
hende Elastifizierung des Faservlieses 3 in seinen Längsseiten zu er
möglichen.
Eine weitere Elastifizierungseinrichtung 54 ist in den Fig. 9 und 10
dargestellt. Diese Elastifizierungseinrichtung 54 besteht aus einem ku
gelförmigen Körper 55, der in einer im Querschnitt halbkreisförmig ausge
bildeten Halterung 56 drehbar gelagert ist. Der Körper 55 wird durch ei
nen Antrieb 57 rotierend angetrieben und rollt auf der großen Oberfläche
21 des Faservlieses ab. Die Halterung 56 ist wiederum drehbar an einem
Tragarm 58 gelagert, welcher um eine Drehachse 59 drehbar ist. Dar
überhinaus ist der Tragarm 58 in Richtung der Flächennormalen der gro
ßen Oberfläche 21 höhenverstellbar.
In Fig. 10 ist ein Ausführungsbeispiel mehrerer Elastifizierungsein
richtungen 54 dargestellt, die gemeinsam an der Drehachse 59 angeord
net sind, wobei die einzelnen Tragarme 58 unter gleichen Winkeln an der
Drehachse 59 befestigt sind. Die auf der großen Oberfläche des Faser
vlieses 3 abrollenden Körper 55 sind entlang des Tragarms 58 verschieb
bar gelagert, wobei die Bewegung der Körper 55 entlang der Tragarme 58
beispielsweise über Spindeln gezielt steuerbar ist.
Claims (56)
1. Verfahren zur Herstellung einer Dämmstoffbahn, insbesondere eines
Dämmfilzes bzw. hieraus vereinzelbaren Dämmplatten aus Steinwolle, bei
dem ein Faservlies auf einer Fördereinrichtung einer Aufrollstation zugeführt
wird, in der das Faservlies zu einem Wickel aufgewickelt und anschließend
abgelenkt wird, wobei das Faservlies im Wickel komprimiert ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies vor der Aufrollstation einer Kompressions- und
Dekompressionsvorrichtung zugeführt wird, in der das Faservlies im
wesentlichen in Richtung der Flächennormalen zumindest seiner im Wickel
außenliegenden großen Oberfläche komprimiert und anschließend
dekomprimiert wird, um das Faservlies zu elastifizieren, wobei die
Kompression und Dekompression kontrolliert erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies in Förderrichtung mehreren hintereinander
angeordneten Kompressions- und Dekompressionsstufen zugeführt wird,
wobei zumindest der Kompressionsgrad stufenweise erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies in der Kompressions- und Dekompressionsvorrichtung
auf ein Maß dekomprimiert wird, welches gegenüber dem Ausgangszustand
des Faservlieses vor der Kompressions- und Dekompressionsvorrichtung
eine Kompression des Faservlieses darstellt.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompression und Dekompression des Faservlieses kontinuierlich
während des Durchlaufs des Faservlieses durch die Kompressions und
Dekompressionsvorrichtung durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies flächig komprimiert und dekomprimiert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies unter einem Winkel von < 45°, vorzugsweise < 25° zur
Mittelebene des Faservlieses in der Kompressions- und
Dekompressionsvorrichtung komprimiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies nach einer Vorkompression einer
zunehmenden Kompression zugeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies mit einer zunehmenden Dekompression dekomprimiert
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompression und Dekompression in Abhängigkeit der Rohdichte,
des Bindemittelgehaltes, der Homogenität und/oder der Materialdicke des
Faservlieses eingestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompression symmetrisch zur Mittelachse des Faservlieses auf
beiden gegenüberliegenden großen Oberflächen aufgebracht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies zumindest in der Kompressions- und Dekom
pressionsvorrichtung in einer unter einem Winkel zur Horizontalen
verlaufenden Richtung abgelenkt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ablenkung in beide Richtungen relativ zur Horizontalen bzw. zur
Mittelachse erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ablenkung des Faservlieses in den Kompressionszonen erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies nach der Kompression und Dekompression zumindest
einmal über einen Abschnitt zusammengeschoben wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies mehrfach zusammengeschoben wird, wobei die
Amplitude, die Frequenz und/oder die Krümmungsradien kontinuierlich
verändert, insbesondere verringert werden.
16. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein zuerst in die Aufrollstation einlaufender Abschnitt des Faservliese
weitergehend durch das Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche elastifiziert wird, als die nachfolgenden Abschnitte des
Faservlieses.
17. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies im Bereich seiner Längsseiten durch Kompression
elastifiziert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies um eine in Förderrichtung verlaufende Achse um
90° gedreht wird.
19. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies insbesondere vor der Elastifizierung mit Wasser
dampf beaufschlagt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies 3 bis 7 Tage bei einer relativen Feuchte von < 90%
gelagert wird.
21. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies einem Autoklaven zugeführt und über einen
bestimmten Zeitraum von vorzugsweise 10 bis 15 Minuten einem
Überdruck von beispielsweise 1 bar ausgesetzt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Faservlies im feuchten Zustand aufgerollt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elastifizierung des Faservlieses sowie das Aufrollen in
die Kompression bei gegenüber Raumluft erhöhter Temperatur
unter erhöhter relativer Feuchte der Luft bzw. unter Einwirkung von
Wasserdampf erfolgt.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompression des Faservlieses zumindest teilweise bereits
vor einem Härteofen erfolgt.
25. Verfahren nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompression vor dem Härteofen zusätzlich auf das Faser
vlies übertragen wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompressions- und Dekompressionsbänder mit unter
schiedlichen Fördergeschwindigkeiten betrieben werden.
27. Vorrichtung zur Herstellung eines Wickels aus einem Faservlies,
insbesondere eines Dämmfilzes aus vorzugsweise Mineralfasern,
insbesondere Steinwolle, bestehend aus einer Fördereinrichtung,
beispielsweise einem Förderband und einer am Ende der Förder
einrichtung angeordneten Aufrollstation, in der das mit der Förder
einrichtung als bandförmiges Element der Aufrollstation zugeführte
Faservlies zu einem Wickel gewickelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Aufrollstation (1) eine Kompressions- und Dekompressions
vorrichtung (34) vorgeschaltet ist, in der das Faservlies (3) im wesent
lichen in Richtung der Flächennormalen zumindest einer seiner
großen Oberflächen (21, 22) kontrolliert komprimiert und an
schließend dekomprimiert wird.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompressions- und Dekompressionsvorrichtung (34) zumin
dest ein der Fördereinrichtung (2) gegenüberliegend angeordnetes
Druckelement aufweist, welches in Förderrichtung auf die Förderein
richtung (2) zu ausgerichtet ist, und daß sich an das Druckelement
ein Entspannungselement anschließt, welches in Förderrichtung von
der Fördereinrichtung (2) weg ausgerichtet ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompressions- und Dekompressionsvorrichtung (34)
zumindest aus zwei in Förderrichtung aufeinanderzu laufenden und
gegenüberliegenden Förderbandabschnitten (13, 23), aus zwei sich
daran anschließenden, eine Kompressionszone (31) bildenden, im
gleichmäßigen und insbesondere einstellbaren Abstand angeordneten
Förderbandabschnitten (14, 24) sowie aus zwei in Förderrichtung aus
einanderlaufenden, eine Dekompressionszone (33) bildenden Förder
bandabschnitten (15, 25) besteht.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompressions- und Dekompressionsvorrichtung (34)
mehrere, vorzugsweise zumindest drei hintereinander angeordnete
Kompressionszonen (31) und Dekompressionszonen (33) aufweist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30,
dadurch gekennzeichnet,
daß die hintereinander angeordneten Kompressionszonen (31) eine
zunehmende Kompressionsstärke und die hintereinander angeord
neten Dekompressionszonen (33) eine abnehmende Dekompres
sionsstärke aufweisen.
32. Vorrichtung nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Förderbandabschnitte (13, 15; 23, 25) vor und nach der
Kompressionszone (31) unter einem Winkel < 45°, insbesondere
< 25° zur Mittelachse des Faservlieses (3) angeordnet sind.
33. Vorrichtung nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest die Förderbandabschnitte (14, 24) der Kompres
sionszone (31) eine zusätzliche Andruckrolle (39) aufweisen, die
in Förderrichtung hin- und herbewegbar ist.
34. Vorrichtung nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Förderbandabschnitte (13, 14, 15, 16, 17; 23, 24, 25, 26, 27)
derart unter Abbiegungswinkeln hintereinander angeordnet sind, daß
das Faservlies (13) vorzugsweise im Bereich der Kompressionszonen
(31) abgewinkelt geführt ist.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abbiegungswinkel zwischen den Förderbandabschnitten
(13, 14, 15, 16, 17; 23, 24, 25, 26, 27) über die Länge der Kompres
sions- und Dekompressionsvorrichtung (34) mit zunehmender
Elastifizierung des Faservlieses (13) vergrößert sind.
36. Vorrichtung nach Anspruch 34,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abbiegungswinkel zwischen den Förderbandabschnitten
(13, 14, 15, 16, 17; 23, 24, 25, 26, 27) individuell einstellbar sind.
37. Vorrichtung nach Anspruch 36,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abbiegungswinkel während der Kompression und Dekom
pression veränderbar sind.
38. Vorrichtung nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompressions- und Dekompressionsvorrichtungen (34),
insbesondere für Faservliese (3) aus Glaswolle mit geringer Roh
dichte Walzensätze (42) aufweisen, die gegenüberliegend angeordnet
sind und auf die großen Oberflächen (21, 22) des Faservlieses (3)
wirken.
39. Vorrichtung nach Anspruch 38,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzensätze (42) relativ zueinander bewegbar sind.
40. Vorrichtung nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompressions- und Dekompressionsvorrichtung (34)
eine Elastifizierungseinrichtung (47) aufweist, die das Faservlies (3)
vorzugsweise in Querrichtung elastifiziert.
41. Vorrichtung nach Anspruch 40,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elastifizierungseinrichtung (47) mehrere Druckelemente
(48) aufweist, die auf zumindest eine längs der Faservlieses (3)
angeordnete Schmalseite kontrolliert einwirken.
42. Vorrichtung nach Anspruch 41,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckelemente (48) aus einem Gehäuse (49) und einem
dehnfähigen Element (50), insbesondere aus Gummi oder
Synthesekautschuk, bestehen, welches Element (50) über ein
Druckmedium, insbesondere pulsierend zwischen einer Wirkstel
lung und einer Ruhestellung bewegbar ist.
43. Vorrichtung nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Medium Wasser (52) ist, welches mittels einer im Gehäuse
(49) angeordneten Pumpe (51) pulsierend gegen das dehnfähige
Element (50) förderbar ist.
44. Vorrichtung nach Anspruch 41,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen benachbarten Druckelementen (48) Führungsrollen
(53) angeordnet sind.
45. Vorrichtung nach Anspruch 41,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Sätze Druckelemente (48) an gegenüberliegenden
Schmalseiten des Faservlieses (3) angeordnet sind.
46. Vorrichtung nach Anspruch 45,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gegenüberliegenden Druckelemente (48) versetzt
zueinander angeordnet sind.
47. Vorrichtung nach Anspruch 40,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elastifizierungseinrichtung (54) zumindest einen kugel-
oder elipsoidförmigen Druckkörper (55) aufweist, der auf einer
großen Oberfläche (21, 22) des Faservlieses (3) abrollt.
48. Vorrichtung nach Anspruch 47,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckkörper (55) rotatorisch angetrieben ist.
49. Vorrichtung nach Anspruch 47,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckkörper (55) an einem Tragarm (58) angeordnet ist,
welcher schwenkbar und/oder anhebbar gelagert ist.
50. Vorrichtung nach Anspruch 49,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckkörper (55) entlang des Tragarms (58) verschiebbar
gelagert ist.
51. Vorrichtung nach Anspruch 47,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Tragarme (58) an einer Drehachse (59) befestigt sind.
52. Vorrichtung nach Anspruch 47,
dadurch gekennzeichnet,
daß an jedem Tragarm (58) mehrere Druckkörper (55) angeordnet
sind.
53. Vorrichtung nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kompressions- und Dekompressionsvorrichtung (34) eine
Befeuchtungseinrichtung vorgeschaltet ist, in der das Faservlies
(3) befeuchtet wird.
54. Vorrichtung nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Förderbandabschnitte zumindest im Bereich der Kompres
sionszone (31) kammartig ausgebildete Stifte aufweisen, mit denen
die Fasern des Faservlieses (3) zumindest im oberflächennahen
Bereich ausgerichtet werden.
55. Vorrichtung nach Anspruch 38,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzensätze (42) Walzen mit kammartig wirkenden Stiften
aufweisen, mit denen die Fasern im Faservlies (3) zumindest im
oberflächennahen Bereich ausgerichtet werden.
56. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 55,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest die Kompressionszonen (31) vor einem Härteofen
angeordnet sind.
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