DE2601316A1 - System zur herstellung von fasermatten und produkten aus diesen - Google Patents

Description

Johns-Manville Corporation, Greenwood Plaza, Denver,

Colorado 80217, USA

System zur Herstellung von Fasermatten und Produkten

aus diesen.

Neue Entwicklungen bei der Herstellung dicker Decken verflochtener Fasern, wie Glasfasern, beinhalten Systeme mit einer Vielzahl, beispielsweise vier bis sechs oder mehr, faserbildenden und gewebebildendenBaueinheiten, die jede ein relativ dünnes, pertneables, leicht gebautes Gewebe verflochtener Fasern erzeugt. Die Gewebe von jedem dieser Module werden aufeinanderfolgend auf einen Transportförderer gegeben, der benachbart den Modulen läuft, um eine dicke Schicht übereinanderllegender Gewebe zu bilden, wobei die Schichten später in relativ dicke Faserdecken mit einem hohen Grad an Gleichförmigkeit über die Dicke der Decke

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verarbeitet werden können. Diese Modulverfahren stellen eine wesentliche Verbesserung des Standes der Technik bei der Ausbildung relativ dicker Faserdecken dar, insbesondere hinsichtlich der Gleichmäßigkeit des resultierenden Produkts.

®bwohl die oben beschriebenen Systeme eine wesentliche Verbesserung bei der Herstellung dicker Glasfaserdecken darstellen, sind in diesen Systemea Merkmale enthalten, die einer weiteren Verbesserung bedürfen, um eine effek tivere Verwendungsmöglichkeit der Systeme zu erlauben. Der , Bau eines Systems der oben beschriebenen Art mit fünf oder sechs Modulen erfordert einen anfänglichen Kapitalaufwand in Höhe von mehreren Millionen Mark. Jedes Modul der gebauten Anlage erfordert bei einer Arbeitsweise mit Tiegel und Kugeln ("pot and marble") einen Bedienungsmann, um die stetig richtige Arbeitsweise des faserbildenden Modulabschnitts zu sichern. Obwohl viele der auf diesen Systemen herzustellenden Produkte erfordern, daß alle Module gleichzeitig arbeiten, weisen viele der Produkte eine Dicke auf, die die Arbeit weniger als der gesamten Module erfordern , Wenn solche Produkte mit dem oben beschriebenen System hergestellt werden, bleiben ein oder mehrere Module ungenützt und die Bedienungsleute dieser Module sind entweder unbeschäftigt oder es müssen ihnen zeitweilig andere Aufgaben zugeordnet werden, was nicht immer möglich ist. Aufgrund der großen Kapitalinvestition dieser Systeme und der Betriebskosten, die ohne Rücksicht ob jedes Modul arbeitet oder nicht weiterlaufen, würde die Wirtschaftlichkeit beträchtlich verbessert .werden, wenn alle Module gleichzeitig betrieben werden könnten ohne Rücksicht auf die Erfordernisse des durch das System herzustellenden Primärprodukts.

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Es ist eine Lösung dieses Problems bekannt, die die Trennung des Transportförderers in Abschnitte vorschlägt, bei der die Laufrichtung jedes Abschnitts des Transportförderers reversierbar ist. Wenn dann nur ein Teil der Module zur Herstellung des Primärprodukts benötigt wird, kann dieser Teil der Module von den Modulen am einen Ende des Verfahrens abgetrennt werden, wobei die übrigen Module am gegenüberliegenden Systemende für die Herstellung eines Sekundärprodukts verfügbar sind. Die benachbart der für das Primärprodukt nicht benötigten Module angeordneten Transportförderer werden reversiert, die verbleibenden Module geben ihre einzelnen Matten auf die reversierten Transportförderer, die ein Sekundärprodukt aus einer oder zwei oder mehrerer übereinander angeordneten Schichten an das Ende des Systems abgeben, das dem Ende gegenüberliegt, an welchem das Primärprodukt angeliefert wird. Obwohl diese Abänderung zur Lösung der oben beschriebenen Probleme verwendet werden kann, bedeutet dies zusätzlichen Bauraum des Gesamtsystems, da angrenzend und über jedes Ende des Systems herausragend zusätzliche Verarbeitungseinrichtungen angeordnet werden müssen. Zudem ist zur gleichzeitigen Bedienung der Einrichtung an jedem Systemende zusätzliches Personal notwendig, das überflüssig wird, sobald das Primärprodukt die Arbeit aller Module erfordert. Somit ist die Lösung dieses Problems, obwohl durchführbar, vom ökonomischen Standpunkt aus nicht zufriedenstellend.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu überwinden, indem ein Verfahren und System geschaffen wird, mit dem alle oder einige der Module unabhängig vom Gesamtsystem betätigt werden können, um voneinander getrennte und nützliche Produkte herzustellen, wenn die gleichzeitige Arbeit aller Module zur Herstellung des Primärprodukts nicht notwendig ist, indem nur sehr wenig und an verfügbaren Stellen angeordnete Zusatzeinrichtungen verwendet werden, d. h. ohne

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zusätzlichen Bauraum und ohne zusätzliches Bedienungspersonal .

Demgemäß schafft die Erfindung ein System für die Herstellung von Fasermatten mit einer Vielzahl von Modulen zur Bildung der Matte in Reihenanordnung, wobei jedes der Module einen faserbildenden Mechanismus an einer obenliegenden Stelle, eine Formkammer zur Bildung der Matte, eine Mattenübergabestation, ein mit Löchern versehenes und in der Formkammer angeordnetes Sammelförderband, um die Faser in Mattenform zu sammeln und die Matte von der Formkammer zur Mattenübergabestation zu fördern, einen durch das Faser-Sammelförderband mit der Formkammer in Verbindung stehenden Saugkasten sowie einen Transportförderer aufweist, der so angeordnet und angepaßt ist, daß er benachbart der Vielzahl sich in Abständen entlang der Reihenanordnung befindenden Mattenubergabestatxonen läuft und aufeinanderfolgend Matten von den einzelnen und in Abständen entlang des Transportförderers angeordneten Übergabestationen aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Module ein angrenzend am abwärtslaufenden Ende des Sammelförderbands angeordnetes Abnahmeglied zur Abnahme der Matte vom Sammelförderband, einen Aufzug zum Fördern der Matte in die Nähe der faserbildenden Stelle, eine Schneidemaschine, um die Matte in gewünschte Längen zu schneiden, sowie einen Sammelbehälter zum Ansammeln der geschnittenen Längen aufweist.

Die vorliegende Erfindung schafft weiter ein Verfahren zur Herstellung von Mineralfasermatten durch eine Vielzahl von Modulen zur Bildung von Matten in Reihenanordnung mit nachfolgenden Verfahrensschritten,

- Faserbildung aus einem geschmolzenen Material an einer ersten Stelle in jedem Modul;

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- Leiten der Fasern gegen eine Formkammer und Kühlung der Fasern;

- Sammeln der Fasern auf ein mit Löchern versehenes und

in der Formkammer eines jeden Moduls angeordnetes Sammelförderband, indem Luft durch das durchlöcherte Förderband abgezogen wird, was die auf der Oberfläche des Förderbandes abgelagerten Fasern zurückhält, um auf einer einen wesentlichen Abstand unterhalb der ersten Stelle angeordneten zweiten Stelle eine Matte zu bilden;

- Fördern der Matte in Richtung der* Reihenanordnung von jeder der Formkammern zu in Abständen voneinander in Reihenanordnung sich befindenden Mattenubergabestationen;

- aufeinanderfolgendes Sammeln der Matten übereinander auf einem benachbart der Übergabestationen angeordneten Transportförderer, um ein Primärprodukt zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß weniger als alle Module zur Herstellung des Primärprodukts verwendet werden, und daß wenigstens an einem der übrigen Module die Matte vom abwärtslaufenden Ende des Sammelförderbandes abgenommen, in die Nähe der

faserbildenden Stelle gefördert und in gewünschte Längen geschnitten wird, sowie die Längen gesammelt werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet eine oder mehrere Walzen zur Abnahme der Matte vom Sammelförderband und, um die Matte zwischen ein Paar beheizter Sengwalzen zu leiten, die auf den Walzenoberflächen Vorsprünge aufweisen, die ein Muster bilden, beispielsweise ein rautenförmig gestaltetes Muster. Die Sengwalzen härten wenigstens teilweise das in der Matte enthaltene Bindemittel und viele härten das Mittel vollständig aus und bestimmen, wenn gewünscht, die Dicke, wobei sie der Matte mehr Festigkeit geben, bevor sie durch geeignete Vorrichtungen, wie beispielsweise durch einen Saugförderer, auf die Höhe des faserbildenden Mechanismus gefördert wird. In Höhe der faser-

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bildenden Stelle wird die Matte durch ein Paar Zugwalzen unter einem Satz von Schneidmessern oder Walzen zur Kantenbearbeitung der Matte und/oder zum Schneiden der Matte in Streifen gewünschter Breite gezogen. Darauffolgend wird die Matte oder werden die Streifen durch eine geeignete Schneidvorrichtung in gewünschte Längen geschnitten, auf eine Rolle gewickelt und verpackt.

Die vorliegende Erfindung gewährt dem Bedienungsmann freie Zeit, um die Längsschneide-, Zug-, Schneid- und Sammeleinrichtung zu beobachten und auch, um die angesammelten Matte wegzunehmen und zu verpacken. Zusätzlich dazu, daß alle Module des Systems ohne Rücksicht auf die Erfordernisse des Primärprodukts fortwährend betrieben werden können, erlaubt die vorliegende Erfindung die gleichzeitige Herstellung von zwei oder mehreren im wesentlichen verschiedenen Produkten ohne zusätzliches Personal. Die durch" die vorliegende Erfindung geschaffene Vielseitigkeit resultiert in wesentlichen Kostenersparungen und Vorteilen in der Produktionsplanung.

Während die durch das System hergestellten Primärprodukte gewöhnlich auf relativ dicke Decken und davon abgeleitete Produkte begrenzt sind, sind die durch die vorliegende Erfindung hergestellten zusätzlichen sekundären, relativ dünnen Mattenprodukte als Gas- und Flüssigkeitsfiltriermittel, Flugzeugisolierungen etc. verwendbar.

Ein bekanntes System zur Herstellung von relativ dicken Glasfaserdecken offenbart eine Maschine mit fünf Modulen. Es ist jedoch so zu verstehen, daß das System nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung eine größere oder geringere Anzahl von Modulen, abhängig von den Erfordernissen des Produkts, enthalten kann. Da in diesem System alle Module im wesentlichen identisch sind, zeigen die zur Beschreibung

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der vorliegenden Erfindung verwendeten Ausführungsformen der Einfachheit halber nur zwei Module, wobei es aber verstanden werden muß, daß die vorliegende Erfindung für sowenig wie ein als auch für soviel wie alle Module im System anwendbar ist. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht zweier Module in einem System mit einem Tiegel und Kugeln der oben beschriebenen Art, ausgerüstet mit" den Verbesserungen der vorliegenden Erfindung/' (in dieser Figur sind übersichtshalber viele Bauteile weggelassen worden)?

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht eines Teiles des in Fig. 1 dargestellten Systems,

Fig. 3 eine Vorderansicht gemäß Linie 3-3 der Fig. (Sengwalzen),

Fig. 4 eine teilweise gebrochene Vorderansicht entlang Linie 4-4 der Fig. 2 und stellt einen zum Hochfördern der Matte verwendeten Saugförderer dar,

Fig. 5 eine Draufsicht des Teiles der vorliegenden Erfindung, der auf dem faserbildenden Niveau angeordnet ist,

Fig. 6 eine Teilansicht des Systems, die eine alternative Ausführungsform zur Herstellung eines zusammengesetzten Produkts unter Verwendung der Verbesserung der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 7 eine Teilansicht eines Moduls des Systems mit einer weiteren alternativen Ausführungsform zur Herstellung eines zusammengesetzten Produkts.

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Fig. 1 stellt zwei Modi a dar, die vorzugsweise an einem Ende eines Systems in Linienführung angeordnet sind, welches wenigstens drei mattenbildende Module 11 und vorzugsweise vier oder mehr in Tandem und geeignet für eine Matten-, übergabe auf ein Transportband 12 angeordnete Module beinhaltet, wobei auf das Transportband 12 mehrere aus den Modulen 11 herauskommende Matten aufeinandergelegt werden können. Wo geeignet, werden die Module und ihre Elemente mit Kleinbuchstaben bezeichnet. Wenngleich in Fig. 1 zwei Module betrachtet und von rechts nach links bezeichnet werden ist es offensichtlich, daß zusätzliche Module in der Nähe jeder der Enden dieser zwei Module in einem System angeordnet sein könnten. Jedes Modul enthält einen fasefbildenden Mechanismus, welcher jede gebräuchliche faserbildende Vorrichtung sein kann, wie eine rotierende Spinnmaschine mit oder ohne zusätzliche Dehn- und Streckvorrichtungen, Flammen streckbrenner Spinnwalzen etc.. In den hierin dargestellten Ausführungsformen wird das gebräuchliche "pot and marble flame attenuation" faserbildende Verfahren verwendet.

Jeder dargestellte Mechanismus beinhaltet einen Schmelztiegel 13, aus dem geschmolzene Mineralfasern ausgeschieden und durch einen Satz Zugwalzen 14 abgezogen werden. In der bevorzugten Ausführungsform werden die Fasern durch Erschmelzen von Glaskugeln in Schmelztiegeln 13 gewonnen, in die die Kugeln in so einer Menge zugeführt werden, die ausreicht, einen gewünschten Stand an Kugeln und geschmolzenem Glas in den Tiegeln aufrecht zu erhalten. Es ist aber so zu verstehen, daß auch andere Materialien, aus denen Fasern gebildet werden können, als Glas verwendet werden können, und daß das geschmolzene Material von anderen Quellen dem faserbildenden

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Mechanismus zugeführt werden kann, wie Ablaufkanäle von einem Vorherd eines Ofens, in dem Beschickungsmaterialien geschmolzen und aufbereitet werden, wobei all dies gebräuchliche faserbildende Verfahren sind. Während des Betriebs des gebräuchlichen "Tiegel-und KugelUVerfahrens werden Glaskugeln oder andere geeignete Formen über einen Aufzug 34, einen Förderer 35, Rutschen 39, Trichter 36 und Rutschen in die Schmelztiegel 13 gegeben. Die Kugeln werden in den Schmelztiegeln 13 geschmolzen und eine Vielzahl von ersten Fasern 42 werden durch im Boden der Schmelztiegel 13 angeordnete Löcher ausgeschieden. Diese ersten in einem Gardinenmuster von jedem faserbildenden Mechanismus abgeschiedenen Fasern, werden durch Zugwalzen 14 abgezogen und über die Fläche eines Streckbrenners 43 gestreckt, der Gase, die mit hoher Temperatur auströmen, mit hoher Geschwindigkeit gegen eine Öffnung 44 eines Rohres 45 richtet. Eine Vielzahl Tiegel, Zugwalzen und Streckbrenner sind über die Breite des Moduls ausgerichtet, um einen gleichförmigen Fluss der Fasern entsprechend der Breite eines Sammelforderbandes 15 und der gewünsch-.ten Dicke des auf dem Sammelförderband 15 aufzusammelnden Produktes zu erzeugen. Eine Führungsstange 40 ist unter den Zugwalzen 14 zur Führung der ersten Fasern 42 in einer zu den heißen Gasen gerade angeordneten Weise angebracht. Aufgrund des heißen Gasstromes von den Brennern 43 werden die ersten Fasern 42 wieder erweicht und horizontal in kurze Fasern mit kleinem Durchmesser gestreckt, die im Gasstrom mitgerissen werden. Die Streckung vollzieht sich im ersten Wegabschnitt des ausströmenden Gases über die freihängenden ersten Faserenden und die Fasern werden durch die relativ kühle Umgebungsluft, die in den Gasstrom durch die hohe Strömgeschwindigkeit vom Brenner 43 her mitgerissen wird, innerhalb eines Bruchteiles von 25,4 mm der ersten Faserenden gefestigt.

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Die gestreckten Fasern, der. mitreißende Strom vom Brenner und die eingesaugte Umgebungsluft werden durch die Öffnung 44 des Rohres 45 gefördert. Die Öffnung 44 ist so geformt, um die miteingesaugte Luftmenge zu steuern sowie die Turbulenz im mitgerissenen Faserstrom zu minimieren.

Ein mitgerissener Faserstrom wird von einer kennzeichnenden Gruppierung von 12 oder 16 Brennern 43 (sechs oder acht Tiegel 13) über ein Rohr 45 mit 2438,4 mm Länge gebildet Während des Wendens des mitgerissenen Faserstroms von der horizontalen Fließrichtung in die vertikale wird die laminare Strömung zurückgehalten. Ein kennzeichnender Innenradius des Rohres 45 beträgt ungefähr zwischen 457,2 bis 609, 6 mm. Jeder Rückströmeffekt am höheren Ausgang 48 kann durch Bemessung des geradläufigen Vertikalabschnittes des Rohres 45 auf eine Länge von zumindest sechs mal dem Innenradius des Bogens minimiert werden.

Die durch das Gas mitgerissene Faser wird vom Rohr 45 in eine Formkammer 49 abgelegt, die über dem Fasersammeiförderband 15 und einem darunterliegenden Saugkasten 51 angeordnet ist. Bindemittel kann in den Strom gemischt werden, wie beispielsweise ein Flüssigsprühnebel von einer normal in der Nähe des Rohrausganges angeordneten Bindemitteleinrichtung (nicht gezeichnet). Um die Aufnahmemöglichkeit der Fasern für kühlende Umgebungsluft zu vergrößern und um die Vermischung des Bindemittels mit den Fasern zu begünstigen, wird der Ausgang 48 des Rohres 45 in einem wesentlichen Abstand über dem Sammelförderband 15 .angeordnet. Der Fluss der Umgebungsluft in die Formkammer 49 ist im allge-

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meinen auf das begrenzt, was zu den heißen Gasen parallel Verläuft, d.h.sie strömt in die Kammer 49 in der Nähe des Ausganges 48. Über dem Sammelförderband ist eine breite Fläche vorgesehen und über dem Sammelförderband wird ein geringer Druckunterschied aufrechterhalten, um den Abzug der Luft in Form eine's hohen Volumenflusses mit einer geringen Geschwindigkeit zu erlauben und dadurch die Kühlung der Faser zu erleichtern, ohne diese einer übermäßigen Turbulenz oder Aufprall zu unterwerfen.

Vorteilhafterweise sind die unteren Ausläufe der Aufströmjund Abströmwände 52 der Formkammer 49 in" enger Nachbarschaft zum Sammelförderer 15 angeordnet und können mit Dichtungen ( nicht gezeichnet) an den Öffnungen, durch die der Stetigförderer geleitet wird, versehen sein, um den Lufteintritt auf der Höhe des Sammelförderers zu verhindern. Die Luft wird vom System durch den Sammelförderer 15 durch ein oder mehrere Gebläse 55 abgezogen, die durch Öffnungen 56 in der Wand des Saugkastens 51 mit einem geeigneten Auspuffschacht 5 7 verbunden sind.

Eine Schicht aus durchlöchertem lamelliertem Material kann von einer Walze 53 abgezogen und vor Sammlung der Faser auf den Sammelförderer gelegt werden, um ein lameliiertes Produkt zu bilden. Kennzeichnende durchlöcherte lamellierte Materialien würden ein Grobgewebe aus Glasfaser oder anderen fasrigen. Materialien, dünne Glasfibermatten, deren Dichte im wesentlichenverschieden zur Dichte der in der Formkammer gesammelten fasrigen Matte ist, und andere perforierte nachgiebige Materialien, wie nachgiebige perforierte polymere Streifen, beinhalten. Dieser Schritt ist fakultativ und v/ird nur bei der Herstellung ausgewählter Produkte durchgeführt.

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•Ein kettenförmiger Sammelförderer 15 ist sehr wirksam. Der obere Lauf des Sammelförderers wird über ein Paar von Walzen 58 und 59 geführt und wird in Verschieberichtung auf einem über dem Saugkasten 51 angeordoeten Gitter 61 gestützt. Eine Matte 16 der ineinander verschlungenen Faser wird auf dem Sammelförderer 15 in der Formkammer 49 gebildet und beim konventionellen Verfahren vom Sammelförderer 15 abgenommen und durch einen Zwischenförderer 33 oder anderen geeigneten Vorrichtungen zu einem Traasportförderer 12 geführt, beispielsweise durch ein oder mehrere Walzen oder andere konventionelle Mattenfördervorrichtungen. Nachdem die Matte 16 vom Sammelförderer 15 abgenommen worden ist, wird der Sammelförderer durch ein geeignetes Reinigungsgerät 73 (nicht gezeichnet) geführt, um anhaftende Faser und Bindemittel, die durch d-ie Matte mitgenommen worden sind, von der Matte 16 zu entfernen. Der Samme1förderer 15 wird dann durch einen Gang unterhalb des Saugkastens 51 zur Walze 58 zurückgeführt.

Beim normalen Arbeitsvorgang des Systems wird die Geschwindigkeit des Sammelförderers 15 jeweilig der Geschwindigkeit des Zwischen- und Transportförderers 33 und 12 angeglichen, so daß die Geschwindigkeiten der verschiedenen Förderer weder divergieren noch konvergieren und dadurch die Matte 16 belastet vfird, wenn die Matte vom Sammelförderer 15 zum Zwischenförderer 33 und auf den Transportförderer 12 oder zwischen den Abschnitten des Transportförderers 12 geführt wird. Ein regelbarer Hauptantriebsmotor 74 treibt eine Transmissionswelle mit Abnahmestationen für mehrere Förderer, wobei die Tansmissionswelle einen Regelantrieb 76 und einen Riemen oder Kette 78 für jeden der Semmelförderer 15 und einen Regelantrieb und einen Riemen oder Kette 81 für jeden der Abschnitte des Transportförderers 12 aufweist. Wo es geeignet ist, können die Antriebe

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für die reversierende Arbeitsweise der Abschnitte des Transportförderers 12 getrennt betätigbare Reversiervorrichtungen enthalten.

Im vorliegenden System als auch in bekannten Systemen, wie beispielsweise dem oben beschriebenen, kann eine dicke Decke mit aufgrund ihrer Dicke gleichmäßigen Eigenschaften durch Übereinanderschichtung einer Vielzahl von Glasfasermatten auf dem Transportförderer 12 hergestellt werden, wobei jede einzelne Matte in einem getrennten Modul eines Reihensystems mit vier, fünf oder mehreren Modulen hergestellt worden ist. Die Dicke und leichtgebaute Glasfaserdecke mit einer Vielzahl von einzelnen Matten wird dann zur Verbindung der einzelnen Matten zueinander, zur gewünschten Formung und/oder Verdichtung, zur Endbearbeitung und Verpackung in weitere konventionelle Verarbeitung svorrichtungen transportiert.

Wenn das erste auf diesen bekannten Systemen hergestellte Produkt so dick oder dicht ist, daß die Arbeit aller Module in der Reihe notwendig ist, arbeitet das System sehr wirksam. Viele der mit diesen Systemen herzustellenden Produkte erfordern jedoch, daß nicht alle Module im Einsatz sind. War dies bei den bekannten Systemen der Fall, war es notwendig entweder die nicht für das erste Produkt benötigten Module abzuschalten oder die Laufrichtungen der Abschnitte des Transportförderers unter diesen Modulen zu reversieren und einen zusätzlichen Kapitalaufwand für Baufläche und Ausrüstung zu investieren, die zur Verarbeitung der Matte oder der Matten gebraucht werden, welche durch die unnötigen Module hergestellt und auf das Ende der Reihe gegeben werden, das gegenüber dem Ende liegt,.

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an dem das erste Produkt abgegeben wird. Bei Durchführung der letzteren Möglichkeit wird zusätzliches Personal gebraucht, um das zweite Produkt zu verarbeiten, da der Abstand zwischen den faserbildenden Stellen . (in Vertikalrichtung ungefähr 9 bis 12 m und in Horizontalrichtung· ungefähr 30 m oder mehr) zu groß ist, um den Bedienungsleuten die Verarbeitung des zweiten Produkts zu ermöglichen.

Die vorliegende Erfindung, die die oben beschriebenen Probleme überwindet und die die Wirksamkeit und Vielseitigkeit des oben beschriebenen Systems außerordentlich verbessert, weist ein Abnahmeglied zur Entfernung der Matte 16 vom abwärtsführenden Ende des Sammelförderers 15, einen Aufzug zum Hinauffördern der Matte 16 auf die faserbildende Stelle, eine Schneidvorrichtung, um die Matte 16 in gewünschte Längen zu schneiden, sowie einen Speicher zum Sammeln, der auf Länge geschnittenen Matten in einerForm, die zur Verpackung geeignet ist, auf.

Die vorliegende Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt und ihr Verhältnis zur vollständigen Anlage ist am besten in Fig. dargestellt. Die Matte 16. wird durch eine oder eine Kombination verschiedener Einrichtungen vom Sammelförderer 15 abgenommen. Durch Verwendung einer einzelnen Walze, wie bei 99, ist es möglich, in Zusammenwirkung mit einem Saugförderer 114 die Matte 16 vom Sammelförderer 15 abzunehmen, wobei der Saugförderer 114 durch Ansaugung die Matte leicht greift (bewerkstelligt durch ein Gebläse 115, das an einem Saugkasten, unterhalb einer Transportfläche 216 über einen Einlaß 208 angeschlossen ist) und die Matte hochfördert.

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Es ist vorteilhaft, die Walze 99 in so einer Weise anzuordnen, daß die Matte 16 in einer im wesentlichen entgegengesetzten Richtung zur Laufrichtung des Sammelförderers 15 abgenommen wird, um ein Reißen der Matte 16 aufgrund irgendeiner Haftung der Matte 16 auf dem Sammelförderer 15 zu vermindern.

Die Oberfläche der gerade vom Sammelbehälter 15 abgenommenen Matte sollte mit der sich noch auf dem Sammelförderer 15 befindenden Mattenoberfläche einen spitzen Winkel bilden und zwar bevorzugt einen kleinen spitzen Winkel, um das Reißen der Matte zu vermeiden, insbesondere wenn die Matte eine sehr geringe Reißfestigkeit besitzt. Wenn die Matte ein aushärtbares Bindemittel enthält, ist häufig eine zumindest teilweise Aushärtung und sogar eine volle Aushärtung des Bindemittels vor Hochförderung der Matte auf die faserbildende Stelle . wünschenswert. Dies kann durch Führung der Matte 16 durch den Walzenspalt eines Satzes beheizter Sengwalzen 100 und 102 ausgeführt werden, die auf Stützen 104 in so einer Weise gelagert sind, daß die Walzspaltabmessung zur Anpassung an verschiedene Mattendicken oder, um unterschiedliche Drücke auf die Matte aufzubringen, eingestellt werden kann. Die Art der Lagerung der gegenüberliegenden Walzen zur leichten Walzspalteinstellung ist bekannt und braucht im Detail hier nicht zu beschrieben werden. Obwohl die Oberflächen der Sengwalzen 100 und 102 glatt sein können, ist es vorteilhaft, insbesondere wenn die Fasern in der Matte einen sehr geringen Durchmesser aufweisen, daß die Oberfläche zumindest einer der Sengwalzen ein Prägemuster aufweist, wie beispielsweise ein rautenförmig gestaltetes Muster, wie es auf der Walze 100 in Fig. 3 dargestellt ist. Vorzugsweise sollten beide Walzen ein Prägemuster aufweisen.

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Es ist jedes Muster geeignet und eine billige Möglichkeit, das in Fig. 3 dargestellte rautenförmige Muster zu erzielen, ist j einen gedehnten Metallstreifen um die Walze zu wickeln und das Metall an genügend Stellen an die Walzen zu schweißen oder in irgendeiner anderen Weise zu befestigen, um dessen Krümmung zu verhindern, v/enn die Walze beheizt wird.

Die Waisen 100 und 102 können durch Reihengasbrenner oder andere geeignete Heizelemente beheizt v/erden, um eine für den gewünschten Grad an Aushärtung irgendeines in der Matte 16 enthaltenen Bindemittels geeignete Temperatur su erzeugen. Wenn die Sengrollen verwendet werden, sollten sie mit ungefähr der gleichen Oberflächengeschwindigkeit wie der Sammelförderer 15 angetrieben werden. Irgendwelche bei der Aushärtung des Bindemittels entstehenden Abgase oder Dämpfe können durch eine Haube 108 aufgefangen v/erden, die mit einem Auspuffrohr 110 verbunden ist, welches durch Anschluß an ein geeignetes Gebläse oder eine andere Saugquelle unter leichtem Unterdruck gehalten wird. Die Sengv/alzen können durch Heizelemente (nicht gezeichnet) ersetzt oder ergänzt werden., beispielsweise Infrarotlampen oder einem in der Mähe der Matte auf dem Saugförderer angebrachtem konventionellen Aushärteofen«

Eins VJaIse 112 sichert,, daß die Matte zur Förderung auf den faserbildsndlen Stand richtig auf dem Saugförderer geführt wird« Der Saugförderer 114 ist irn Detail in Fig. dargestellt und v/eist eine Saugkammer 206 auf, die über einen Einlaß 203 mit desi Sauggebläse 115 verbunden ist. Die Arbeitsfläche 216 des Förderers 114 kann jedes durchlöchertes Material sein_s ist aber vorzugsweise ein durch Katten angetriebenes Maschengewebe rait einer sichtbaren Deckschicht des Typs "Cambridge"₃ das auf einer oberen Waise 201 und einer Endwaise 200 angebracht ist . Die

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Ketten 218 sind an den Seiten der Förderflächen 216 angeordnet, und stehen mit Rädern 205 in Eingriff, die an jedem Ende der End- und oberen Walzen 200 und 201 auf den in Reihe in Stützlagern 204 gelagerten Triebwellen 202 angeordnet sind. Eine der Triebwellen 202 kann durch einen Regelantrieb oder durch einen geeigneten Schluß an den Antrieb des Sammelförderers 15 angetrieben werden. Die Saugkammer 206 des Saugförderers 114 wird von der durchlöcherten Transportfläche 116 durch eine Deckplatte 210 getrennt, über die die Förderfläche 216 gleitet. Ein Mittelabschnitt 212 enthält über der Länge der Deckplatte 210 zahlreiche kleine Öffnungen 214, um Umgebungsluft durch die Deckplatte und in die Saugkammer strömen zu lassen, was die Matte gegen die Förderfläche 216 hält. Damit kann die Matte hochgefördert werden, ohne daß sie aufgrund der starken Steigung des Saugförderers 114 herunterrutscht oder herunterfällt.

Obwohl es vorteilhaft ist, die Matte 16 zur Weiterverarbeitung auf das Faserbildungsniveau hochzufordern, da diese Lage für den Einsatz des Bedienungsmannes hinsichtlich Arbeitsersparnis am wirksamsten ist, könnten andere Lagen in der Nachbarschaft, d. h. in unmittelbarer Nähe zum Faserbildungsniveau' verwendet werden. Beispielsweise könnte der Bedienungsmann 3 m oder 6 m hinauf- oder hinabsteigen, um das zweite Produkt zu verarbeiten, wobei aber seine Wirksamkeit und die Ausführung im ersten Aufgabenbereich der Faserbildung leiden würde.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, wird die Matte 16, die durch den Saugförderer 114 auf die Faserbildungshöhe gefördert wurde, von diesem Förderer abgestreift, indem sie über eine Walze 116 geleitet wird. Wenn es gewünscht

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wird, die Kanten zu bearbeiten oder die Matte in kleinere Streifen als ihre Breite zu schneiden, kann dies dadurch erreicht werden, daß die Matte 16 zwischen im Abstand voneinander angeordneten Scheibenfräsen 118 geführt wird, die auf Stützen 119 (Fig. 5) drehen. Die Fräser 118 weisen eine scharfe Kante auf und stehen gegen einen tieferen Amboß 120, um einen sauberen Schnitt der sich vorwärtsbewegenden Matte 16 zu bewirken. Jede konventionelle

Glasfasermatten-Bearbeitungs- und Schneidvorrichtung kann für diesen Zweck verwendet werden.

Da die Matte 16 kontinuierlich hergestellt wird, ist es notwendig, die Matte zur Sammlung in geeignete Längen zu schneiden. Dies wird durch eine gebräuchliche Schneidevorrichtung 124, die gegen einen Amboß 125 wirkt, ausgeführt. Es kann jede geeignete Glasfasermatten-Schneidvorrichtung verwendet werden. Somit ist diese Schneidvorrichtung im 'Detail hierin nicht aufgezeigt. Die Matte 16 wird durch ein Transportband 126 oder irgendeinem anderen geeigneten Fördermittel zu einem Speicher transportiert und wahlweise zu einer Walze 127. Der Speicher kann ein Wickler 128 sein, der die Längen der Matte in kompakte Rollen 130 wickelt. Es ist aber nicht notwendig, die Matten in Rollen zu wickeln. Der Bedienungsmann könnte abgeschnittene Streifen entfernen und die Streifen für die Verpackung oder den Transport zu anderen Anlagenbereichen in Gestelle legen.

Zum Aufwickeln der Glasfasermatte in Rollen 130 kann irgendeine geeignete Wickelvorrichtung verwendet werden. Nachdem die Rolle aufgewickelt ist,kann der Bedienungsmann die Rolle vom Wickler entfernen, den Wickler für die nächste

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Rolle, zurücksetzen und, falls gewünscht, zum Transport zu einer Lagerfläche verpacken, wobei der Transport durch geeignete Mittel wie beispielsweise einem Förderband, einer Rinne oder einem Lastenaufzug bewirkt werden kann.

Obwohl es für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich ist, wird es vorgezogen, ein oder mehrere Sätze von Zugoder Druckwalzen 122 für die Matte auf dem Faserbildungsstand anzuordnen. Dies sind konventionelle Zugwalzen mit einem einstellbaren Walzenspalt, um die Matte 16 leicht zu greifen und die Matte durch die Verarbeitungsreihe auf dem Faserbildungsstand zu ziehen und/oder zu drücken, um einen gleichmäßigen Mattendurchfluß durch die Bearbeitungs- und Schneidvorrichtungen zu ermöglichen.

Wie oben erwähnt, erfordert jeder Modul bei einer Arbeitsweise mit einem Tiegel und Kugeln ("pot and marble operation") einen Bedienungsmann, der im wesentlichen im Bereich 42, in dem die ersten Fasern gebildet werden, zur häufigen Beobachtung und Korrektur bei fehlerhaftem Funktionieren des Faserbildungsvorgangs bleibt. Diese Aufgabe macht normalerweise weniger als die Hälfte der Arbeitszeit eines Bedienungsmannes aus. Somit hat der Bedienungsmann für die Faserbildung genügend übrige Zeit über seinen vorwiegenden Pflichten, um die Einrichtung der vorliegenden ERfindung am Faserbildungsstand zu beobachten und entweder die Produkte am Ende der Reihe zu sammeln oder die gesammelten Produkte wegzunehmen, wenn nötig, das Produkt zu verpacken und das Produkt auf geeignete Fördervorrichtungen für den Transport zum Lager oder zu anderen Herstellungsanlagen zu legen.Ist das Produkt ein Endprodukt, so würde jedes beinhaltete Bindemittel vollständig ausgehärtet sein, ist das Produkt aber lediglich ein Zwischenprodukt zur Verwendung in irgendeiner zusätzlichen

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Verarbeitungseinheit kann jedes beinhaltete Bindemittel nur teilweise ausgehärtet oder noch nicht ausgehärtet sein. Auf diese Weise schafft die Erfindung ohne Erfordernis einer zusätzlichen Baufläche ein kostengünstiges Herstellungssystem, das ohne Rücksicht auf das Primärprodukt mit maximalem Wirkungsgrad arbeitet und schafft weiter ein System mit einer zusätzlichen Vielseitigkeit hinsichtlich des Produkts.

Um zusätzlich unterschiedliche Dicken oder Dichten als das Primärprodukt zu haben, kann das Sekundärprodukt auch Fasern beinhalten, die sich in Zusammensetzung und im Durchmesser voneinander unterscheiden, indem verschiedene Glaszusammensetzungen in die faserbildenden Vorrichtungen der für das Primärprodukt ungenützten Module gegeben werden und indem die Anzahl der Faserbildungsmechanismen oder die Größe der Öffnungen in den Faserbildungsmechanismen in jedem Modul variieren. Wo beispielsweise vier Module in einem System mit sechs Moduleinheiten in der bekannten Weise zusammenwirken können, um eine dicke Decke aus thermischer* Glasfaserisolierung mit einer für das Produkt geeigneten Maschenfaser der Zusammensetzung A zu erzeugen, kann eines der nicht gebrauchten Module Rollen einer dünnen Matte aus Fasern einer Zusammensetzung B und mit kleinerem Durchmesser herstellen, die als Gasfiltriermittel geeignet sind, und könnte der andere der nicht gebrauchten Module Rollen einer verstärkten dünnen Glasfasermatte mit Glasfasern der Zusammensetzung A, B oder C herstellen, wobei die Zusammensetzung C einen ähnlichen oder abweichenden Durchmesser als A oder B aufweist.

Wenn die Erstellung eines zusammengesetzten Produkts

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gewünscht wird, d. h. ein Produkt mit zwei oder mehr Schichten, wobei jede Schicht verschiedene Eigenschaften besitzt, und wenn zwei der Module nicht für das Primärprodukt benötigt werden, kann die in Fig. 6 dargestellte alternative Ausführungsform verwendet werden. In dieser Ausführungsform wird eine Matte 16a am a-Modul gebildet, die Fasern mit den gewünschten Eigenschaften einer der Schichten aufweist. Die Matte 16 a wird vom Sammelförderer 15 a durch Sengwalzen 100 a und 102 a abgenommen und durch einen Förderer 101 auf einen zweiten benachbarten Modul, b-Modul gefördert, wo eine zweite Faserschicht darauf gebildet wird. Die die zweite Schicht bildenden Fasern werden die gewünschten Eigenschaften für diese Schicht aufweisen. Die beiden aus Modul b kommenden Schichten wurden dann nach Maßgabe der Erfindung, wie oben beschrieben, verarbeitet werden.

In der in Fig. 6 dargestellten alternativen Ausführungsform können die Sengwalzen 100 a und 102 a kalt verwendet werden, falls sie nur als Zugwalzen dienen würden, oder sie können beheizt werden, um irgendein Bindemittel in der Matte 16 a teilweise oder vollständig auszuhärten. Diese Walzen können auch zum Zusammendrücken und Fixieren der Mattendicke 16 a verwendet werden. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, in der Matte 16 a eine Dichte zu erzeugen, die sich von der Dichte der im Modul b später gebildeten zweiten Schiebt unterscheidet, indem die Sengwalzen am Ende des Moduls b angeordnet werden.

Fig. 7 stellt eine weitere alternative Ausführungsform dar, indem ein aus zwei Schichten zusammengesetztes Produkt in einem einzigen Modul erstellt werden kann.

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Das verwendete Gerät leitet zwei aufeinanderfolgende Faserströme in die gleiche Sammelkammer eines einzigen Moduls. Durch Variierung der Faserarten der beiden Ströme und der relativen Bildungsmengen können die Eigenschaften und die Dicke jede der Schichten kontrolliert werden, um das gewünschte Produkt herzustellen. Die beiden übereinander liegenden und aus der Sammelkammer der Ausführungsform herausgefahrenen" Schichten können dann nach Maßgabe der Verbesserung der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung weiter verarbeitet werden.

Zur Beschreibung des Erfindungsgegenstands sind bestimmte Ausführungsformen verwendet worden, um die Erfindung und ihre Ausübung aufzuzeigen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese spezifischen Ausführungsformen beschränkt, da andere Ausführungsformen und Abänderungen, die der Fachmann nach Lesen dieser Anmeldung ausführen kann, innerhalb des Rahmens dieser Erfindung liegen.

-Patentansprüche-

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Claims (16)

Patentansprüche

1. System zur Herstellung von Fasermatten mit einer Vielzahl von Modulen zur Bildung der Matten in Reihenanordnung, wobei jedes der Module einen faserbildenden Mechanismus an einer oben liegenden Stelle, eine Formkammer zur Bildung der Matte, eine Mattenübergabestation, ein mit Löchern versehenes und in der Formkammer angeordnetes Sammelförderband zur Sammlung der Faser in Mattenform und zum Fördern der Matte von der Formkammer zur Mattenübergabestation, einen durch das Faser-Sammelförderband mit der Formkammer in Verbindung stehenden Saugkasten sowie einen Transportförderer aufweist, der so angeordnet und angepaßt ist, daß er benachbart der Vielzahl sich in Abständen entlang der Reihenanordnung befindenden Mattenübergabestationen läuft und aufeinanderfolgend Matten von den einzelnen und in Abständen entlang des Transportförderers angeordneten Übergabestationen aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Module (11 a; 11 b) ein angrenzend am abwärtslaufenden Ende des Sammelförderbandes (15 aj 15 b) angeordnetes Abnahmeglied zur Abnahme der Matte (16 a; 16b) vom Sammelförderband (15 a; 15 b), einen Aufzug zum Fördern der Matte (16 a 5 16 b) in die Nähe der faserbildenden Stelle, eine Schneidemaschine ' ( 124 a; 124 b), um die Matte in gewünschte Längen zu schneiden, sowie einen Sammelbehälter zum Ansammeln der geschnittenen Längen aufweist.

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2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abnahmeglied eine derart angeordnete Walze (99) aufweist, daß die Oberfläche der über die Walze laufenden Matte nach Verlassen des Faser-Sammelförderbands (15 a'; 15 b) mit der Oberfläche der noch nicht vom Sammelförderband (15 a ; 15 b) abgenommenen Matte einen spitzen Winkel bildet.

3. System nach jedem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Heizelement zum Beheizen der Matte (16 a ; 16 b) auf eine genügend hohe Temperatur, um wenigstens teilweise jegliches in der Matte enthaltenes Bindemittel auszuhärten.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement ein Paar Sengwalzen (100 a, 102 a; 100 b, 102 b) aufweist, und daß wenigstens eine der Sengwalzen (100 a oder 102 a; 100 b oder 102 b) an seiner Außenoberfläche ein Prägemuster besitzt.

5. System nach jedem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzug einen Saugförderer ( 114 a, 114 b) mit einem in der Nähe seines unteren Endes angeordneten Führungsglied (112a; 112b) zur Positionierung der Matte (16 a; 16 b) in die richtige Lage und in die richtige Ausrichtung aufweist.

6. System nach jedem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Kantenbearbeiter für die Matte und eine Schnittvorrichtung zum Schneiden der Matte in zwei oder mehr Streifen.

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7. System nach jedem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zumindest ein Paar in der Nähe der faserbildenden Stelle angeordneten und angetriebenen Zugwalzen (122 a; 122 b) zur Abnahme der Matte vom Aufzug und um die Matte durch die Schneidemaschine und in den Sammelbehälter zu ziehen, sowie durch ein zwischen Schneidemaschine und Sammelbehälter angeordnetes Förderband (126 a; 126 b) zum Fördern der Matte zum Sammelbehälter.

8. System nach jedem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter einen Wickler (128 a; 128 b) zum Aufwickeln der Matte (16 a; 16 b) in eine Rolle (130 a; 130 b) aufweist.

9. System nach jedem der Ansprüche 1 bis 8, weiter gekennzeichnet durch eine angrenzend am aufwärtslaufenden Ende des Sammelförderbandes (15 a; 15b) angeordneten Zuführeinrichtung zur Zuführung eines mit Löchern versehenen lameliierten Deokmaterials auf das Faser-Sammelförderband (15 a; 15 b).

10. System nach jedem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Module (11 a; 11 b) ein Glied zur Bildung einer aus wenigstens zwei Schichten bestehenden zusammengesetzten Matte (16 a; 16b) beinhaltet.

11. Verfahren zur Herstellung von Fasermatten durch eine Vielzahl von mattenbildenden Modulen . in Reihenanordnung mit nachfolgenden Verfahrensschritten :

- Faserbildung aus einem geschmolzenen Material an einer ersten Stelle in jedem Modul;

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- Leiten der Fasern gegen eine Formkammer und Kühlung der Fasern;

- Sammeln der Fasern auf einemmit Löchern versehenen und in der Formkammer eines jeden Moduls angeordneten Sammelförderband, indem Luft durch das durchlöcherte Förderband abgezogen wird, was die Fasern auf der Oberfläche des Förderbandes ablagern läßt, um auf einer einen wesentlichen Abstand unterhalb der ersten Stelle angeordneten zweiten Stelle eine Matte zu bilden;

- Fördern der Matte in Richtung der Reihenanordnung von jeder der Formkammern zu in Abständen voneinander in Reihenanordnung sich befindenden Mattenübergabes tat ionen;

- aufeinanderfolgendes Sammeln der Matten übereinander auf einem benachbart der Übergabestation angeordneten Transportförderer;

zur Bildung eines Primärproduktes, dadurch gekennzeichnfet, daß weniger als alle Module zur Herstellung des Primärprodukts verwendet werden, und daß wenigstens an einem der übrigen Module die Matte vom abwärtslaufenden Ende des Sammelforderbandes abgenommen, in die Nähe der faserbildenden Stelle gefördert und in gewünschte Längen geschnitten wird, sowie die Längen gesammelt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, weiter gekennzeichnet durch Zuführung eines durchlöcherten lameliierten Materials auf das aufwärtslaufende Ende des Sammelforderbandes vor Ablagerung der Fasern, um dadurch angrenzend an das durchlöcherte lameliierte Material eine fasrige Matte zu bilden.

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13.· Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,

gekennzeichnet durch Aufbringen eines
aushärtenden Bindemittels auf die Fasern vor ' Sammlung der Fasern auf dem durchlöcherten Sammelförderband und durch Beheizen der Matte nach Abnahme vom Sammelförderband und vor dem Transport in die Nähe der faserbildenden Stelle, um das aushärtbare Bindemittel wenigstens teilweise auszuhärten.

14. Verfahren nach jedem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch eine derartige Steuerung der Faserbildung des geschmolzenen Materials, daß die in den das Primärprodukt bearbeitenden Modulenhergestellten Fasern einen unterschiedlichen Durchmesser als die in wenigstens einem der übrigen Module hergestellten Fasern aufweisen.

15. Verfahren nach jedem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch eine derartige Steuerung der Faserbildung des geschmolzenen Materials, daß die in den das Primärprodukt bearbeitenden Modulenhergestellten Fasern eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen, als die des in wenigstens einem übrigen Modul für die Faserbildung verwendeten geschmolzenen Materials. ■

16. Verfahren nach jedem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der nicht zur Herstellung des Primärprodukts benötigten Module zur Herstellung eines zusammengesetzten Sekundärprodukts verwendet werden, das zumindest zwei verschiedene miteinander verbundene Schichten aufweist, wobei eine der Schichten im ersten der beiden Module

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— C.O

gebildet und dann zum zweiten der beiden Module transportiert wird, wo die zweite Schicht über der ersten Schicht gebildet wird.

Starnberg, den 14. Januar 1976/10/62

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