DE2620163A1

DE2620163A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von fasern aus schmelzfluessigem, mineralischem material, insbesondere glasfasern

Info

Publication number: DE2620163A1
Application number: DE19762620163
Authority: DE
Inventors: Carl Frederick Rimmel; Robert Lawrence Rising; James Walter Scott
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1975-05-09
Filing date: 1976-05-07
Publication date: 1976-11-18
Also published as: JPS597652B2; SE417422B; FR2310319A1; AU1363276A; FI59977B; SE7605224L; FR2310319B1; GB1550167A; AU506526B2; JPS51139930A; MX142874A; FI761293A; NL7604946A; FI59977C

Description

DIPL.-IMQ M. SC DICL.-iHV». OH. HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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6. Mai 19 76

Owens-Corning Fiberglas Corporation Toledo, Ohio 43 659 / USA

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus schmelzflüssigeni, mineralischem Material, insbesondere Glasfasern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Fasern nach dem Schleuderverfahren durch Einwirkung von Zentrifugalkräften auf geschmolzenes Glas zur Bildung von Glasströmen, die von Ilochgeschwindigkeitsgasströmen erfasst und zu feinen Fasern ausgezogen und in Form eines im

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wesentlichen zylindrischen Strömungsvlieses aus mitgerissenen Glasfasern und Gasströmen auf eine Samiueloberfläche geführt und dort verteilt werden. Im besonderen bezieht sich vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gleichmassigen Verteilung von fibröser, in Wirrlage angeordneter Glasfasern oder Glaswolle auf einer Sammeloberfläche. Bei der Herstellung von fibrösen Glasfasermatten, insbesondere solcher, die zur Gebäudeisolation bestimmt sind, wird ein in Wärme erweichendes Material,wie beispielsweise geschmolzenes Glas,einer Zentrifugalanordnung zugeführt, bei der die entwickelten Zentrifugalkräfte dafür sorgen, dass das geschmolzene, in Wärme erweichende Material aus einer Vielzahl von Öffnungen austritt, die am Rand der Zentrifuge oder des Rotors angeordnet sind. Diese geschmolzenen Ströme werden dann weiter verdünnt und zu Fasern ausgezogen, und zwar von Mitteln, die um die Peripherie des Zentrifugenrotors angeordnet sind. Solche Ausziehmittel können beispielsweise ein Brenner für Verbrennungsgase und/ oder ein llochgeschwindigkeitsgebläse sein, gegebenenfalls auch Kombinationen solcher Systeme. Die geschmolzenen Glasströme, die aus dem Rotor austreten, werden auf diese Weise zu sehr feinen Fasern ausgezogen, die zu einer Masse gesammelt werden und über eine v/ollige Textur verfügen. Zusätzlich zu der Verdünnungs- oder Ausziehwirkung, die die Gase oder Gebläseströme auf die Glasströme ausüben, verursachen diese auch noch die Bildung eines zylindrischen Formflusses aus Hochgeschwindigkeitsgasen, der sich axial von der Zentrifugalanordnung weg in Richtung auf die Sammeloberfläche bewegt. Von diesem Gasschleier werden die ausgezogenen Fasern mitgerissen und bewegen sich in diesem, so dass sich insgesamt ein Gas-Glasfaser-Strömungsvlies ergibt, welches als Beförderungsmittel für die

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Verteilung und den Transport der ausgezogenen Fäden auf eine geeignete Sammeloberfläche sorgt.

Allgemein handelt es sich bei der Samraeloberflache, auf welche die fibröse wollige Wirrlagenstruktur aus Glasfasern abgelegt wird, um ein sich bewegendes Förderband mit oberflächenabmessungeri, über welche die Glasfasern in einem Maßstab verteilt werden müssen, der grosser ist als das zylindrische Schleiervlies, welches von den faserbildenden Einheiten über dem Förderband gebildet wird. Es ist daher erforderlich, auf das Faservlies in der Weise einzuwirken, dass man eine gleichmässige Verteilung der mitgezogenen oder mitgerissenen Fasern über der jeweils gewünschten Querabmessung der Sammeloberfläche erzielt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei solchen, hauptsächlich nach dem Schleuderverfahren erzeugten und in Form eines Gas-Faservlieses zylindrischer Konfiguration auf die Sammeloberfläche geführten Glasfasern dafür zu sorgen, dass diese je nach Wunsch gleichmässig oder sonstwie verteilt v/erden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von dem eingangs genannten Verfahren und besteht erfindungsgemäss darin, dass mindestens eine pulsierende Hochgesclvwindigkeitsgasform mit modulierter im Druck zunehmender und abnehmender Wellenform erzeugt und die pulsierende blattförmige Hochgeschwindigkeitsgaseinwirkung in Querrichtung zum Glasfaservlies geführt wird derart, dass intermittierend eine neue Flussorientierung und ein unterschiedliches Ablagerungsmuster der Glasfasern auf der Sammeloberfläche erzielt wird.

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Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht erfindungsgemäss darin, dass mindestens ein Düsensystem vorgesehen ist, welches zur Verteilung der Fasern auf der Sammeloberfläche einen gasförmigen Blasstrom mit dem Faservlies in Eingriff bringt, wobei der mindestens einen Düse über gesteuerte Schaltanordnungen ein pulsierender Druckgasstrom zugeführt wird und dass zwischen den gesteuerten Schaltanordnungen und den Düsen Druckspeicher angeordnet sind zur geeigneten Modulation und Umformung der den Düsen zugeführten Druckwellenform.

Entsprechend Massnahmen vorliegender Erfindung werden daher

pulsierende,ebene oder messerförmige Ausbildungen eines Hochsiel· geschwindigkeitsgases, beispielsweise Luft oder Dampf, auf das/ mit hoher Geschwindigkeit von der faserbildenden Einheit wegbewegende Faservlies gerichtet. Bei einem gegebenen Faservlies können zwei solcher Luftmesser, die sich gegenüberliegen und die mit Bezug auf eine diametrale Mittellinie zueinander versetzt sind, verwendet und auf das Faservlies zur Einwirkung gebracht werden. Diese Luftmesser können ein Faservlies in Richtung der diesem ohnehin innewohnenden Rotationsrichtung oder in Gegenrichtung hierzu schneiden.

Beim Auftreffen der Hochgeschwindigkeits-Luftmesser auf das Faservlies wird dieses Vlies aufgespalten in zwei divergierende und sich gegenüberliegende Faserflüsse. Die sich ergebenden Faserflüsse können dabei eine gleiche Faserkonzentration oder den gleichen Fasergehalt aufweisen oder auch nicht; dies hängt ab von der Versetzung der sich gegenüberliegenden Luftmesser aus dem Mittenbereich. Indem man die Luftmesser pulsieren lässt,

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werden die durch eine solche Einwirkung erzeugten Faserflüsse intermittierend gebildet, wobei die mitcjeführten Fasermengen gegenüberliegenden Zonen der Sammeloberfläche zugeführt und insgesamt gleichförmig über der Sammeloberfläche verteilt werden.

Darüber hinaus kann man durch eine entsprechende winkelmässige Anstellung der durch Hochgeschwindigkeitsgase erzeugten Luftmesser, d.h. durch ihre vektorielle Zerlegung das Faservlies über oder unterhalb der Horizontalen anblasen, so dass es möglich ist, den Faserdurchfluss und insbesondere auch die Faserverteilung auf der Sammeloberfläche zu variieren, ohne dass es erforderlich ist, die Intensität oder die kinetische Energie der Luftmesser zu ändern. In diesem Zusammenhang hat sich herausgestellt, dass die Modulation der die Luftmesser bildenden Druckinipulse von einem einfachen Rechteckwellenformprofil in ein etwa sinusförmiges Profil die Ablagerung und die Schichtung der Fasern auf der Sammeloberfläche verbessert. Die Modulation der Rechteckwellendruckwelle in eine sinusförmige Wellenform wird dadurch erzielt, dass man Druckspeicher zwischen die Schaltventile und den Düsen anordnet.

Zur Steuerung der Schaltventile, die den Düsen die erforderliche Druckluft zuführen, ist ein Impulsgenerator vorgesehen, der eine unabhängige veränderbare Frequenzregelung und eine unabhängige veränderbare Einschaltdauerregelung (nämlich eine Veränderung des Tastverhältnisses) ermöglicht. Bei einem Ausführungsbeispiel eines solchen Signalimpulsgenerators v/erden elektrische Signale erzeugt und Solenoiden zugeführt, die die Druckluftventile entsprechend den zugeführten Signalen steuern.

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Daher lässt sich die Gewichtsverteilung der Fasern über der Sammeloberfläche durch folgende Einstellungen steuern und kontrollieren, einmal durch eine Einstellung der sogenannten Einschaltzeit, d.h. durch das Verhältnis der Impulsdauer zum gesamten Schaltzyklus, durch eine asymmetrische Orientierung der Lufteinwirkungsmittel um das zylindrische Faservlies und durch eine entsprechende winkelmässige Einstellung über oder unterhalb der Horizontalen der erzeugten messerähnlichen Luftströme und ihre entsprechende vektorielle Zerlegung.

Die Erfindung erlaubt die Herstellung von fibröser Glaswolle durch das Schleuderverfahren, bei dem in Wärme erweichendes Material,wie insbesondere geschmolzenes Glas,einem Zentrifugenrotor zugeführt und durch dessen schnelle Drehung in an seiner Seitenwand austretende Glasströme überführt wird, auf die Hochgeschwindigkeitsblasströme, die auch sehr heiss sein können, derart einwirken, dass es zu einem Verdünnen und zur Bildung von Faserlängen kommt. Insgesamt bildet sich so ein zylindrischer Schleier oder ein Vlies aus den Hochgeschwindigkeitsgasen und den darin enthaltenen und mitgerissenen ausgezogenen Glasfaserstücken, wobei die Bewegungsrichtung dieses Vlieses insgesamt axial nach unten auf eine Sammeloberfläche gerichtet ist. Es gelingt durch die Erfindung die gleichmässige Verteilung des normalerweise schmäler als die Quererstreckung der Sammeloberfläche ausgebildeten Faservlieses auf dieser, wobei in eindeutig bestimmten eng begrenzten Ebenen intermittierend durch Hochgeschv/indigkeitsgase auf das zylindrische Faservlies eingewirkt wird, derart, dass der sonst säulenartig verlaufende Fluss des Vlieses unterbrochen und divergierende Faserflüsse gebildet v/erden. Durch die intermittierende Einwirkung der Gas-

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blasströme, die messerartig je nach Wunsch in Querrichtung in den Faserschleier eindringen, erzielt man bei entsprechender Steuerung eine gleichmässige Verteilung der Fasern in Wirrlage auf der Samineloberflache.

Die von einem Impulsgenerator erzeugte .Schaltfrequenz zur Steuerung der die Luftzuführung zu den Düsen schaltenden Luftventile lässt sich in ihrer Schwingungsdauer und in ihrem Tastverhältnis unabhängig zueinander einstellen, daher ist eine feinfühlige Kontrolle und Führung der Faservliesverteilung über der Sammeloberfläche möglich.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsv/eise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines apparativen Systems zur Durchführung vorliegender Erfindung,

Fig. 2 in schematischer, jedoch perspektivischer Darstellung die Beziehung der begrunzten Luftmesser zu der von ihnen beeinflussten Glasfaservliesbildung,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 1 zur allgemeinen Darstellung des Faservlies- und Ablagerungsmusters auf der Sammeloberfläche,

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Fig. 4 zeigt in Form von Kurvenverläufen einen Vergleich zwischen der modulierten Druckwellenform (angenähert sinusförmig) und der Kechteckwellenschaltinipulsfolge,

Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Mehrzahl
von faserbildenden Einheiten und daher auch eine Mehrzahl von strömenden Faservliesen vorgesehen sind, die

Fig. 6

bis 8 zeigen Flussdiagramme, die die Einwirkungen der messerartigen Blasströme auf das Faservlies
deutlich machen, wenn die erzeugenden Düsen an
unterschiedlichen ürtern angeordnet sind, die

Fig. 9

bis 11 zeigen in ähnlicher Weise das Verhalten von durch die Luftmesser erzeugten Faserflüssen bei Änderung des Anstellwinkels der einwirkenden Blasluft und die sich hierdurch ergebenden Möglichkeiten zur Kontrolle der Gewichtsverteilung der Glasfasern über der Sammeloberfläche,

Fig. 12 zeigt als Teilausschnitt in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf zwei faserbildende Einheiten mit den jeweils zugeordneten Düsenanordnungen und der darunter verlaufenden Sammeloberfläche und

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Fig. 13 zeigt in Form einer elektrischen Schaltungsanordnung die Steuerschaltung zur Erzeugung der Ansteuerbefehle für die Schaltventile, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel vier faserbildende Positionen gleichzeitig bedient v/erden können.

Der Darstellung der Fig. 1 lässt sich ein Zentrifugalkräfte entv/ickelnder Rotor 10 entnehmen, der von einer Spindel oder Hohlwelle 11 angetrieben ist. Dem Rotor 10 wird ein Strom geschmolzenen oder schmelzflüssigen Materials 12 wie beispielsweise Glas zugeführt, das durch die auf es einwirkenden Zentrifugalkräfte zu einer nach aussen gerichteten Fliessbewegung veranlasst wird, die das Glas dazu bringt, die innere Rotorfläche 13 hinaufzufHessen. Aufgrund des auf das geschmolzene Glas, wie das Material im folgenden ausschliesslich noch bezeichnet v/erden soll, einwirkenden hydrostatischen Drucks wird dieses dazu gebracht, durch eine Vielzahl von Öffnungen oder Löcher 16 zu fHessen, die in die Rotorseitenfläche 13 gebohrt sind. Es ergeben sich so Ströme geschmolzenen Glases 14, die aus dem Rotor austreten und auf die ein Strom oder eine Druckwelle heisser Verbrennungsgase einwirkt, die aus einer Brenneröffnung 15 austreten und nach unten in Richtung auf die geschmolzenen Glasströme gerichtet sind. Zusätzlich dazu wird über ein Gebläse 20 ein Gasstrom (jet) eines unter hohem Druck stehenden Gases oder Dampfes ausgestossen. Die Kombination der eine hohe Temperatur und einen hohen Druck aufweisenden Gase aus der Brenneröffnung 15 und des vom Gebläse 20 ausgestossenen Ilochdruckgases wirkt gemeinsam auf die geschmolzenen Glasströme 14 ein und zieht diese Ströme zu Fasern 21 aus bzw. verdünnt sie, wobei die Fasern beschleunigt

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und zu einem zylindrisch geformten Schleier oder Vlies 40 gerichtet werden, welches aus Ilochgeschv/indigkeitsgas mit mitgerissenen Faserlängen besteht.

Dieses Faservlies 40 wird bei seiner axialen Wegbewegung von dem faserbildenden Bereich noch der Einwirkung eines Bindemittelsprays 23 ausgesetzt. Unterhalb der Bindemittelsprüheinwirkung 23 befinden sich zwei längliche Auslassdüsen 38, die zwei in entgegengesetzter Richtung v/irkende Luft- oder Dampfmesser oder Keile auf den Faservlies 40 richten. Die Einwirkung dieser Luftmesser 25, wie sie im folgenden bezeichnet v/erden, auf den Faserschleier 40 erzeugen eine neue Richtwirkung und teilen den Schleier oder das Vlies in zwei getrennte und sich unterscheidende Faserflüsse 4OL und 4OR.

Indem mit Hilfe dieser Luftmesser 25 periodisch auf das Faservlies 40, wie es im folgenden noch bezeichnet wird, eingewirkt wird, werden die Faserflüsse 4OL und 4OR intermittierend zwischen den Seitenwänden 26 gebildet, wobei die Fasern über ihre jeweiligen Teilbereiche einer porösen Sammeloberfläche 27 verteilt werden. Während des Zeitraums, während welchem die Luftmesser 25 abgeschaltet sind, fliesst das Faservlies 40 ohne Unterbrechung zur Sammelfläche 27. Als Folge solcher Einwirkungen ergibt sich eine gleichmässige Querablagerung und eine gleichmässige Querschicht von Fasern 30, die über die Breite der Sammeloberfläche abgelagert werden. Unterhalb der Sammeloberfläche befindet sich eine unter niedrigem Druck stehende Luftkammer 28, durch welche die Formgase und sonstige Verbrennungsprodukte über eine Abgasleitung 29 abgezogen v/erden. Der Luftzug oder die Saugwirkung, die von dieser

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Niederdruckluftkammer ausgeübt wird, verhindert schliesslich auch eine unerwünschte Schwebe- oder Schwimmbewegung (floating) der verteilten Fasern.

Der Darstellung der Fig. 2 lässt sich in perspektxvischer Hinsicht entnehmen, wie sich das zylindrische Vlies 40 mit den mitgerissenen verdünnten oder ausgezogenen Faserlängen 21 in ihm in Gegenuhrzeigerrichtung dreht. Die Auslassdüsen 38L und 38R sind bevorzugt in einer Ebene 34 angeordnet, die die Achse 17 des Faservlies rechtwinklig schneidet. Eine solche koplanare Anordnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, es versteht sich aber, dass innerhalb des erfindungsgemässen Rahmens die Auslassdüsen 38L und 38R auch in parallelen Ebenen und/oder in zur Achse 17 des Faservlies winkelmässig geneigten Ebenen angeordnet werden können.

Die erwähnten Luftmesser oder messerartig einwirkenden Luftströme der Düsen treten aus einer Vielzahl von Öffnungen oder aus einem Längsschlitz innerhalb der Luftdüse 38 aus, die so ausgebildet ist, dass ein ebener blattähnlicher Gasausfluss eines unter hoher Geschwindigkeit stehenden Gases erzielt wird, welches im folgenden als Luftmesser bezeichnet wird. Solche Luftmesser werden auf das Faservlies 40 gerichtet und prallen auf dieses auf. Wie schon erwähnt können die Luftmesser zur Ebene 34 koplanar, d.h. parallel oder eine winkelmässige Einstellung nach oben oder nach unten mit Bezug auf die Ebene 34 einnehmen, um so das Herabfallen der Fasern aus den jeweils geschaffenen Faserflüssen zu kontrollieren und zu steuern.

Gemäss vorliegender Erfindung werden die Faserflüsse 4OL und 40R wiederholt durch die zyklische Einwirkung der Luftmesser

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25 auf das Faservlies 40 erzeugt. Während der Zeitintervalle, während welcher die Luftmesser eingeschaltet sind, verteilen die Faserflüsse die Fasern über ihre jeweils zugeordneten Sammelzonen. Sind die Luftmesser abgeschaltet, dann fliesst das Faservlies 40 ununterbrochen in Richtung auf eine zentrale Sammelzone. Fliesst das Faservlies 40 ununterbrochen, dann verfügt es über eine grössere Faserkonzentration als die soeben erwähnten Faserflüsse 40L und 4OR, daher ist die Zeitdauer, während welcher das Faservlies 40 im ununterbrochenen Fluss fHessen kann, geringer als die Zeitdauer, während v/elcher infolge der Luftmesserexnwirkung die Faserflüsse 40L und 40R überwiegen oder allein existieren, so dass man eine gleichförmige Packungsdichte quer über die Sammeloberfläche erzielt. Das Einschaltverhältnis (d.h. das Verhältnis der Dauer der Luftmessereinwirkung während des gesamten Zyklus) stellt die prozentuale Zeiteinheit dar, während v/elcher während eines Zyklus die Faserflüsse 40L und 40R existieren. Ein akzeptables Einschaltverhältnis für eine faserbildende Rotoreinheit mit einem Durchmesser von 30,5 cm, die annähernd 680 kg Glasfasern pro Stunde erzeugt, liegt im Bereich zwischen 40 bis 85%, wobei sich herausgestellt hat, dass eine günstige Zyklusdauer im Bereich zwischen maximal 2 Sekunden und minimal einer halben Sekunde liegt. Diese Parameter sind notwendigarweise eine Funktion der Ausziehrate der faserbildenden Apparatur, der gewünschten Packungsdichte und der Breite der Sammeloberfläche.

Der Darstellung der Fig. 3 lässt sich eine Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 der Fig. 1 entnehmen. Fig. 3 zeigt ein angenähertes Abdruckmuster für die Faserflüsse 4OL und 4OR,

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wenn das Luftmesser 25 auf die zylindrische Vliesbildung 40 einwirkt. Aus Orientierungsgründen ist die relative Position des Rotors 10 in gestrichelter Linienführung ebenfalls gezeigt. Die Sammeloberflache kann so gedacht sein, dass sie aus drei gewichtsverteilenden Zonen, der linken Zone L, der mittleren Zone M und der rechten Zone R besteht.

Allgemein kann davon ausgegangen werden, dass der Faserfluss 4OL über die Zone L und der Faserfluss 40R über die Zone R verteilt wird, wenn die Luftmesser 2 5 eingeschaltet sind und auf das Faservlies 40 einv/irken. Während des Nullbereichs oder des ausgeschalteten Zeitbereichs des Zyklus, während welchem die Messer abgeschaltet sind, fliesst das zylindrische Faservlies 40 ohne Unterbrechung in Richtung auf die Sammeloberflache 2 7 und verteilt die Fasern über den mittleren Zonenbereich M. Durch weitere erfindungsgemässe Massnahmen, auf die weiter unten eingegangen wird, kann der Faserfluss ergänzend gesteuert und kontrolliert werden, so dass eine gleichförmige Verteilung der Faserkonzentrationen über ihre jeweiligen Zonen sichergestellt ist.

Entsprechend einem Merkmal vorliegender Erfindung ist das rechteckförmige Druckwellenmuster, welches sonst üblicherweise durch die Aktivierung der Luftmesser durch ein einfaches Ein-Ausschalt-Regelventil 35 entstehen würde, zu einem sinusförmigen Wellenmuster moduliert, indem stromabwärts vom Ein-Ausschalt-Regelventil ein Akkumulator oder Druckspeicher angeordnet ist. Der Darstellung der Fig. 4 lässt sich die Beziehung zwischen dem durch das Einschaltregelventil 3 5 erzeugte Rechteckwellenmuster und dem durch den Akkumulator modifizierte Druckwellenmuster entnehmen, welches von den Auslassdüsen 38

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freigegeben ist. Die den Düsen 38 zugeführte modulierte Druckwelle, also in etwa sinusförmige Druckwelle, wirkt dahingehend, dass die entsprechenden Geschv/indigkeitsvektoren der planaren Luftmesserbereiche 25 allmählich von einem minimalen Druckwert zu einem maximalen Druckwert ansteigen und anschliessend wieder auf ihren minimalen Wert zurückkehren. Die gesamte, einen Zyklus ausmachende Periode und die Ein- und Ausschaltteilbereiche sind mit Bezug auf die Rechteckdruckwelle dargestellt.Das Einschaltverhältnis (duty ratio) ist als die "Einschaltzeit" definiert, dividiert durch die Gesamtperiode. Wie in Fig. 4 gezeigt, steigt der vom Akkumulator zu den Auslassdüsen zugeführte pneumatische Druck allmählich zu einem Maximum an und fällt in phasenmässiger Beziehung zu dem rechteckigen Einschalt-Ausschalteingangssignal sanft und gleichmässig ab. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass durch die Zuschaltung eines solchen "Akkumulators"die scharfen Übergänge verschliffen werden und vom Akkumulator ein Ziusgangssignal erzeugt v/ird, welches für sanfte Übergänge beim Umschalten des Regelventils 35 sorgt.

Während des Zeitraums, während welchen das Ausgangssignal des Akkumulators dem maximalem Druck ρ entspricht, existieren die erwähnten Faserflüsse und die Fasern werden auf die linken und rechten Sammelzonen verteilt. Befindet sich demgegenüber das Akkumulatorausgangssignal auf einem Druck ρ . , dann werden die Fasern auf den mittleren Sammelzonenbereich verteilt. Zwischen diesen beiden Zeitperioden existieren, wie die Fig. 4 zeigt, Übergangsperioden, während welcher das zylindrische Faservlies sanft und gleichmässig abgelenkt wird zur Bildung der linken und rechten Faserflüsse und/oder in die zylindrische Vlieskonfiguration zurückkehrt. Der weiche allmähliche übergang

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vorn zylindrischen Faservlies zu divergierenden Fasexflassen und die Rückkehr verteilt die Fasern gleichmässig über die Grenzbereiche der Sammelzone und verhindert Diskontinuitäten und Leerstellen zwischen diesen Zonen in der Packungsdichte.

Das pneumatische Ausgangssignal des Akkumulators kann durch Veränderung von dessen Abmessungen oder Kapazität eingestellt werden. Verringert man die Kapazität des Akkumulators, dann erzielt man einen schnelleren Anstieg und einen schnelleren Abfall des pneumatischen Ausgangssignals des Akkumulators, während eine Vergrösserung der Akkumulator- oder Druckspeicher kapazität die entgegengesetzte Wirkung hat. So ist die entstehende Wechselwirkung der Luftmessereinwirkung mit dem Faservlies 40 und der Charakter der sich ergebenden Faserflüsse 4OL und 4OR eine Funktion der gesamten Zykluszeit, des Einschaltverhältnis, des pneumatischen Druckbereiches und der Druckspeicherkapazität, wie der Akkumulator im folgenden lediglich noch bezeichnet wird. Es hat sich zwar herausgestellt, dass bevorzugt der Druck ρ . gleich Null ist, innerhalb des erfindungsgemässen Rahmens liegen jedoch auch Drücke für ρ . , die sich vom Druck Null unterscheiden. Man kann dies dadurch erzielen, indem man die Abmessungen des Druckspeichers in geeigneter Weise einstellt und die Zyklusdauer so justiert, dass eine vollständige Entladung des Druckspeichers vor der Ladephase des nachfolgenden Zyklus nicht möglich ist.

Der Darstellung der Fig. 5 lässt sich in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel der Erfindung entnehmen, bei dem eine Vielzahl von nicht dargestellten faserbildenden Apparaturen, die zueinander in Tandemschaltung arbeiten können oder nicht,

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sich im Gegenuhrzeigersinn drehende Faservliese 40 erzeugen. Um jeden Faservlies sind zv/ei gegenüberliegende Auslassdüsen 38L und 33R aus dem Durchmesser heraus versetzt angeordnet. Über Verteilerleitungen 37a und 37b wird jeweils den rechten und linken Düsenbänken zur Erzeugung der Luftmesser unter Druck stehendes Gas zugeführt. Die Verteilerleitungen stehen ihrerseits wieder über geeignete Leitungen in einer Zufuhrverbindung mit einem gemeinsamen Druckspeicher oder Akkumulator 45. Die Zufuhr von unter Druck stehender Luft zum Druckspeicher 45 erfolgt über ein Einschalt-Ausschaltregelventil 35, welches von einer geeigneten, nicht dargestellten Regelschaltung gesteuert ist. Auch die Faserbildner, also die Rotoren mit zugehörigen Ausrüstungen, können so betrieben werden, dass jedes zweite Faservlies sich in Uhrzeigerrichtung und entgegengesetzt zur Drehung des Faservlieses zu seinen beiden Seiten dreht. So kann man in entsprechender Anordnung mit einer einzigen Düse zur Erzeugung eines Luftmessers zv/ei angrenzende Faservliese bedienen.

Eine alternative Ausgestaltung zu dem Ausführungsbeispiel· der Fig. 5 besteht darin, dass man jeder Düse zur Erzeugung einer luftmesserartigen Einwirkung ein separates Regelventil und einen entsprechenden stromabwärts hierzu angeordneten Druckspeicher zuordnet; dies ermöglicht den aufeinanderfolgenden Betrieb der Luftmesser längs der Reihe von Rotoren, und zwar entweder in Gegenrichtung oder in Richtung zur Laufbewegung der Packung. So können beispielsweise die jeweiiigen Luftmesser in der Folge 3,2,1 oder in der Folge 1,2,3 betätigt werden. Die Luftmesser können auch in jeder sonstigen beliebigen "Auslöse-Schaltanordnung" aktiviert werden, so dass man belie-

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bige und höchste Wirrlagen von Fasern auf der Sainmeloberflache des Förderers erzielen kann. So kann beispielsweise eine Abfolge bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 so ausgebildet sein, dass aufeinanderfolgend die Luftmesser 3R, 3L, 2R, 2L, 1R, 1L, usw. betätigt werden, wobei R und L die jeweiligen rechten und linken Düsen für die bezifferten Faservliese darstellen. Die luftmesserartige Einwirkungen erzeugenden Düsen 38L und 3SR können auch winkelmHssig mit Bezug auf die Laufrichtung der aufgebauten Packung orientiert sein, wie dies beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 durch die strichpunktierten, nicht weiter bezifferten Düsen, die dem Faservlies 3 zugeordnet sind, geschehen ist.

Die Darstellung der Fig. 6 ist eine Kraftplandarstellung der physikalischen Zwischenwirkungen und Einwirkungen der Luftmesser und des zylindrischen Faservlieses, eine Darstellung wie auch die Fig. 7 und 8, aus der sich die einwirkenden Kräfte und entsprechende Reaktionen entnehmen lassen. Die gegenüberliegenden Düsen 38L und 38R sind aus einer gemeinsamen Ebene, die die axiale Mittellinie des zylindrischen Faservlieses enthält, diametral versetzt angeordnet, wie sich dies durch die Abmessung 42 erkennen lässt. Die Düsen 38L und 38R sind in Richtung der Doppelpfeilanordnung 41 beweglich, so dass eine Einstellung des Versetzungsabstands 42 vorgenommen werden kann. Zwar ist bevorzugt, dass die linken und rechten Düsen jeweils in gleicher Weise, also um gleiche Abstände versetzt sind, es kann jedoch auch zweckir.ässig sein, aus weiter unten noch zu besprechenden Gründen auch eine asymmetrische Versetzung zu berücksichtigen.

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In Fig. 6 sind die Luftmesser als Geschwindigkeitsvektoren 39 dargestellt. Die Vektoren 39 verfügen über unterschiedliche Längen, wodurch jedoch lediglich der planare, also ebene Charakter der Luftmesser zum Ausdruck gebracht werden soll und dargestellt werden soll, dass die Vektoren mit dem zylindrischen Faservlies 40 an Stellen in eine gegenseitige Wirkverbindung treten, die entsprechend geschnittenen Punkten um den Umfang des Faservlieses entsprechen. Bevorzugt ist die Geschwindigkeit der Luftströmungen über die gesamte Luftmessererstrekkung so gleichförmig wie nur möglich. Allerdings kann es auch für Faservliesdurchmesser von mehr als den erwähnten 30 cm sinnvoll und erwünscht sein, innerhalb der planaren Luftmesser einen Geschwindigkeitsgradienten einzubauen in Querrichtung zur Luftmessererstreckung. Die durch schräge Striche kenntlich ge-' machten Bereiche der Fig. 6 stellen die Teile des Faserschleiers oder Faservlieses dar, die von den Luftmessern beeinflusst werden. Gleiche Gewichtsmengen der in diesen Bereichen dargestellten Fasern werden zu den linken und rechten Verteilungszonen verteilt, während das Gewicht oder die Menge der Fasern im nicht schraffierten Bereich durch die mittlere Zone fällt.

Zv/ar wird innerhalb des erfindungsgemässen Rahmens bevorzugt, dass die Richtung der gasförmigen Luftströme oder Luftmesser komplementär, also ergänzend zur Rotationsrichtung des Faservlieses verläuft, wie in Fig. 6 gezeigt, es liegt jedoch auch innerhalb des erfindungsgemässen Rahmens, die Richtung des Luftmessers gegen die Drehrichtung des Faservlieses zu stellen, was mit Bezug auf die Darstellung der Fig. 6 bedeuten würde, dass sich die Rotationsrichtung des Faserschleiers dann im Uhrzeigersinn bewegen würde. Der Ilauptnachteil, der darin liegt,

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die Blasrichtung des Luftmessers gegen die Drehrichtung des Faservlieses zu richten, liegt darin, dass innerhalb des Luftmessers eine grössere kinetische Energie erforderlich ist, um das gleiche Ergebnis zu erzielen, verglichen mit einer Luftmessereinwirkung komplementär oder in Richtung zur Faserschleierdrehrichtung .

Alternative Ausgestaltungen vorliegender Erfindung lassen sich dann noch den Fig. 7 und 8 entnehmen. In Fig. 7 sind die Auslass- oder Blasdüsen in der Weise versetzt angeordnet, dass die Düse 38L eine Einwirkung über mehr als 5o% des FaservJLieses 40 gewinnt. Daher wird ein grösseres Gewicht der Fasern, dargestellt durch die schraffierte Fläche, auf die rechte Sammelzone gerichtet und ein geringeres Fasergewicht (dargestellt durch den unschraffierten Bereich) auf die linke Sammelzone. In Fig. 8 überlappen sich die Blasdüsen 38L und 38R an der axialen Mittellinie des Faservlieses 40. Auf diese Weise erzeugen die Luftmesser einen Zwischenwirkungs- oder Störungsbereich (interference area), der durch den schraffierten Bereich angegeben ist. Als Folge einer solchen Anordnung werden die Fasern während der Aktivierungszeit der Luftmesser in allen drei Zonen verteilt. Die Fasern, die vom oberen Teil des Faservlieses dargestellt sind, werden von der Düse 38R der linken Sammelzone zugeführt, die Fasern im schraffierten oder Zwischenwirkungsbereich fallen durch die Mittelzone und die Fasern, die, bezogen auf die Fig. 8, im unteren Faservliesbereich enthalten sind, werden von der Düse 38L zur rechten Zone verschoben.

Es hat sich bei Untersuchungen herausgestellt,.dass die Herstellung gleichmässiger Glasfaserpackungen mit einer Gesamt-

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breite im Bereich zwischen 190 cm bis 22 8 cm möglich ist, wenn man die erfindungsgemässen Ausführungsformen verwendet. Bei der Herstellung von Glasfasergebäudeisolationen wird durch geeignete Schneidanordnungen eine Glasfaserpackungsschicht mit einer Breite von etwa 198 cm in fünf Längsstreifen mit einer Nominalbreite von etwa 38,74 cm zerschnitten. Die gesamte gebildete Sammeloberfläche wird so in fünf gleiche Streifen mit gleichen Breiten in Querrichtungen aufgeteilt, wobei dann jeder Streifen einer kontinuierlichen Länge einer Gebäudeisolierschicht entspricht.

Die Fig. 9 bis 11 zeigen in schematischer Weise eine faserbildende Apparatur, die ein sich nach unten bewegendes Faservlies 40 erzeugt, auf welches ein Luftmesser einer Düse 38R einwirkt. Für die weitere Erläuterung werden lediglich die Auswirkungen dieser einen Düse 3 8R besprochen, wobei es sich jedoch versteht, dass die gleichen Wirkungen auch von der Düse 38L und dem zugehörigen Faserfluss 4OR erzielt werden. Die fünf weiter vorn schon erwähnten Produktstreifen sind in den Fig. 9 bis 11 mit den Bezeichnungen C für den mittleren Streifen, LC und RC für die beiden links und rechts angrenzenden Streifen und mit LE und RE für die linken und rechten äusseren Streifen angegeben. Aus Bezugsgründen sind unterhalb dieser Angaben auch die drei grundlegenden Faserverteilungszonen L,M und R gezeigt.

In Fig. 9 ist die nominelle oder Grundarbeitseinstellung nach vorliegender Erfindung gezeigt. Der das Luftmesser darstellende Geschwindigkeitsvektor 39 gerät horizontal mit dem Faservlies 40 zur Einwirkung und verteilt allgemein den Faserfluss 4OL über die linke Verteilungszone L. Allerdings kann aufgrund Unregelmässigkeiten im Bereich des Faserbildners das Gewicht der

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verteilten Fasern in den erzeugten Streifen LE und LC ausserhalb vorgegebener Richtlinien liegen. In den Fig. 10 und 11 sind Techniken dargestellt, die eine entsprechende Gewichtsverteilung für die Streifen LE und LC möglich machen.

Wird das Verteilungsrohr bzw. die Luftdüse 38 für die Luftmessererzeugung in der Weise verdreht, dass der Geschwindigkeitsvektor 39 um einen Winkel Λ nach unten gerichtet ist, dann verfügt dieser Vektor nunmehr über eine horizontale Komponente 39h und eine vertikale Komponente 39v. Eine entsprechende Ilinzufiigung der Geschwindigkeitsvektoren 39h und 39v zu den Fasergeschwindigkeitsvektoren verschiebt den Faserfluss 4OL aus der Verteilungszone L in Richtung zur Verteilungszone M. Daher lässt sich das Fasergewicht, welches für die Streifen LE, LC und C von Bedeutung ist, in entsprechender Weise einstellen und korrigieren.

In ähnlicher Weise wird bei einer nach oben gerichteten Verdrehung der Düse 38R um den Winkel A eine nach oben gerichtete Vertikalkomponente 39v erzeugt, die sich in der Weise mit den Fasergeschv/indigkeitsvektoren addiert, dass es zu einem Schweben oder Schwimmen der Fasern und damit zu einer Verringerung ihrer nach unten gerichteten Geschwindigkeitskomponente kommt, so dass es möglich ist, mehr Fasern unter dem Einfluss des Horizontalvektors 3 9h weiter in Querrichtung zu verschieben. Auf diese Weise ergibt sich eine Verschiebung des Fasergewichtes von dem Streifen LC bis zum äussersten Streifen LE.

Das in Fig. 12 dargestellte Luftbeeinflussungssystem umfasst ein System von Düsen 46 und 47 für ein Faservlies 40, wobei die

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Düsen so angeordnet sind, dasn von entgegengesetzten Seiten des Faservlieses auf dieses Luftmesser 25 gerichtet sind, die das Faservlies in getrennte Faserflüsse aufspalten und die Flüsse verschieben, in typischer Weise so, dass keine gegenseitige Störung auftritt. Es können verschiedene Düsenformen verwendet werden, wie beispielsweise längliche Schlitze oder eine Vielzahl von öffnungen, die über die Länge des Düsenkörpers so angeordnet und ausgerichtet sind, dass die Luftmesser in einer relativ flachen Reihe von Stromlinien austreten, die in Ebenen liegen, die senkrecht zur Ebene verläuft, die definiert ist von dem Fluss oder der Längsachse des Faservlieses und der Vorschub- oder Längsachse der Sammeloberfläche 27. Im Falle des kreisförmigen, in Fig. 12 gezeigten Faservlieses können die Luftmesser auf entgegengesetzten Seiten des Faservlieses 40 angeordnet sein, entsprechend den Luftmessern 25, die aus den Düsen 46 und 47 austreten. Bei einer Ausführungsform eines Faserschleiers mit einem Durchmesser von etwa. 30 cm sind gegenüberliegende Düsen vorgesehen, die Stösse (nämlich Luftmesserstösse) mit einer Breite von etwa 10 cm aussenden, wobei ein gegenseitiger Abstand von etwa 2,54 cm zwischen den sich nahen wirksamen, jeweils in entgegengesetzter Richtung fliessenden Randkanten (der Luftstösse) vorgesehen sind.

Die Luftstösse treten gleichzeitig aus den jeweiligen Düsenpaaren aus, auch dort, wo eine Vielzahl von Faservliesen 40 verwendet und bearbeitet v/erden. Diese Faservliese, die durch die Einwirkung der Luftmesser zu einer entsprechenden Verteilung ihrer Fasermengen gebracht werden, können gleichzeitig durch die Düsen 46 und 47 sowie 48 und 49 nach Fig. 12 aufgespalten werden. Wenn die Luftstösse (air bursts) einwirken, dann wird

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jeder Faservlies aufgespalten und in zwei Faserflüsse 4OL und 4OR verdrängt unter der Wirkung der sich gegenüberliegenden Luftmesser 25. Sind die Düsen mit Bezug auf den Durchmesser des Faservlieses, der sich in Querrichtung zur Vorschubrichtung der Fasersammeloberflache erstreckt, versetzt angeordnet, dann wird im wesentlichen jede Hälfte der in jedem Faservlies enthaltenen Fasern aus der Mittelregion in Richtung auf die Seite der fasersammelnden Oberfläche verschoben, und zwar in die zum Anordnungsort der Düse gegenüberliegende Richtung, aus welcher die jeweiligen einwirkenden Luftstösse für diesen Faserbereich kommen. Daher wird das gesamte Faservlies gleichzeitig durch die Stosseinwirkungen von unter Druck stehender Luft in die beiden Faserflüsse 4OR und 4OL aufgeteilt.

Diese Stösse der unter Druck stehenden Luft werden bewirkt bzw. freigegeben durch das Öffnen und Schliessen von schnell reagierenden Regelventilen 50,51,52 und 53 in den Leitungen 54, 55,56 und 57, die von den Verteilerleitungen 37a und 37b für die Druckluft an jeder Seite des faserbildenden Bereichs angeordnet sind. Bei einem Ausführungsbeispiel sind diese Regelventile solenoidbetätigt, wie durch die Bezugszeichen 58,59, 60 und 61 in den Fig. 12 und 13 angegeben; diese Solenoide steuern den Schaltungszustand der Ventile.

Um in wirksamer Weise die Fasern verteilen zu können, hat es sich als wünschenswert herausgestellt, die Fasern den Weg entlangfHessen zu lassen, der von dem oder den faserbildenden Einheiten, schon vorgegeben wurde und der durch den

Saugzug unterhalb der fasersammelnden Oberfläche 27 noch verstärkt betont worden ist und dabei das Faservlies periodisch

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in Richtung auf die Randkantenbereiche der Oberfläche zu verschieben. Eine vorteilhafte Steuertechnik zur Durchführung solcher Massnahraen besteht darin, dass in regelmässigen Zyklen Luftstösse ausgeübt v/erden, wobei die Frequenz von einer Anzahl von Faktoren abhängt, beispielsweise Art und Aufbau der Fasern, Eigenschaften des Faservlieses und der Bewegungsgeschwindigkeit der Sammeloberfläche. Im allgemeinen ist die Frequenz der erzeugten Luftstösse, die erforderlich sind, um eine gleichmässige Faserverteilung zu erreichen, umso grosser, je grosser die Geschwindigkeit der Sammeloberfläche 27, d.h. des Förderbandes ist, welches sich in Querrichtung unterhalb der fasererzeugenden Einheiten bewegt..

Es hat sich herausgestellt, dass bei üblichen Förderbandgeschwindigkeiten für die Sammeloberflache diese Frequenzen bei bis zu drei Zyklen pro Sekunde liegen, um die gewünschte Faserverteilung zu erreichen; dabei beläuft sich dann der Einschaltzyklus, d.h. der prozentuale Zeitanteil, während welchem die Solenoide der Ventile, bezogen auf den Zyklus, eingeschaltet oder erregt sind, auf 50% und der Luftdruck beträgt etwa

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3,52 kg/cm an den Verteilerleitungen 37a und 37b. Dabei ist ein allmählicher Aufbau und eine allmähliche Abnahme des Luftdrucks an den Düsen und damit ein allmählicher Anstieg und eine allmähliche Verringerung der von den Luftstössen auf den oder die Faservliese ausgeübten Kräfte erwünscht, um auf der schirmartigen Sammeloberfläche für die Fasern eine gleichmässige Faserverteilung zu erreichen. Luftstösse mit schlagartigen oder steilen Druckwellenfronten entwickeln die Tendenz, das Faservlies oder den Faserschleier zu zerreissen und bewirken eine diskontinuierliche Ablagerung der Fasern. Dies muss vermieden werden, da eine gleichmässige gewichtsmässige Dichte

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der Fasern über die gebildete Fasermatte erwünscht und erforderlich ist. Um den gewünschten Druckaufbau und Druckabfall an den Düsen in der beschriebenen Weise zu erzielen, werden bei gleichzeitiger Verwendung der schnell ansprechenden, solenoidbetätigten Ventile, die weiter vorn schon erwähnten Akkumulatoren oder Druckspeicher 62, 63,64 und 65 stromabwärts zu den Ventilen vorgesehen, d.h. zwischen den Ventilen und den Düsen. Die Kombination der Reaktionsgeschwindigkeit der Ventile und die Verzögerungen beim Druckaufbau, die durch die Druckspeicher eingeführt v/erden, erzwingen auch Begrenzungen bezüglich der Frequenz der Luftstosszyklen und der Dauer dieser Zyklen.

Der Darstellung der Fig. 13 lässt sich ein Impulsgenerator entnehmen, der zur Steuerung von Schaltern verwendet werden kann, die auf die Solenoide 58,59,60 und 61 der Luftventile einwirken; dabei ist der Impuls- oder Taktgenerator so ausgebildet, dass eine unabhängige Einstellung der Frequenz und des Einschaltverhältnisses möglich ist, so dass auch die Frequenz der Luftstösse und die Dauer derselben, die sich auf die Faserschleier auswirken, entsprechend eingestellt und geregelt v/erden können. Der in Fig. 13 gezeigte elektrische Impulsgenerator 83 umfasst ein Einstellpotentiometer 80 für die Frequenzkontrolle, und ein Einstellpotentiometer 84 für die Kontrolle und Steuerung des Einschaltzyklus (für das Verhältnis der Dauer des Einschaltinipulses zur Impulsfrequenz oder mit anderen Worten, für das Tastverhältnis der abgegebenen Impulsfolge). Diese Potentiometer können über entsprechend zugeordnete und von aussen ablesbare Einstellmittel verfügen, beispielsweise einen Zeiger und eine in Zyklen pro Sekunde bzw. im Tastverhältnis eingeteilte Skala (beides nicht dargestellt), wobei die zugehörigen Bedienungs-

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organe am Arbeitspult der das System bedienenden Person angebracht sein können; auf diese Weise kann die Bedienungsperson ohne Schwierigkeiten eine Kontrolle auf den Arbeitsablauf ausüben und die Einwirkungsgeschwindigkeit und die Fasergewichtsverteilung bezüglich Plittelbereich und Randkantenbereich der Sammeloberflache bei der geformten Matte beeinflussen und einstellen.

Die gesamte Regelschaltung umfasst ein spannungsreguliertes und den Strom begrenzendes Netzteil 85, den Impulsgenerator 83, einen Verstärkerabschnitt 86 und einen Schalter 87, der auf die verstärkten Ausgangsimpulse anspricht und den Netzwechselstrom den Steuerventilen, die durch ihre Solenoide 58, 59,60 und 61 gekennzeichnet sind, zuführt. Im einzelnen wird die Netzversorgung, beispielsweise eine 120 V-Wechselspannung den Eingangsklemmen 88 und 89 zugeführt und gelangt über einen Einschalter 90 auf die Netzanschlussleitungen 140 und 141. Mit den Leitungen 140 und 141 ist ein Kontrollreläis CON verbunden und wird zusammen mit einer Anzeigelampe 66 bei Schliessen des Hauptschalters 90 erregt; dabei schliessen sich dann diesem Relais zugeordnete Kontakte CON-1 und schalten den Triac-Schalter 87 auf die Verteilerleitung 67, so dass sich die Schaltfunktion dieses in beiden Richtungen arbeitenden gesteuerten Siliziumgleichrichters auf die Steuerung der Ventilsolenoide auswirkt, die für vier faserbildende Positionen des Glasfasermatten erzeugenden Systems dargestellt sind. Die Hauptleitung 141 ist mit den parallelgeschalteten Solenoiden für jede faserbildende Position verbunden. Dabei steuern die rechtsseitigen Ventilsolenoide 58 und 60 und die linksseitigen Ventilsolenoide 59 und 61 die faserbildenden Positionen #1 und

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In ähnlicher Weise v/erden rechtsseitige und linksseitige Düsen für faserbildende Positionen ^3 und ^f 4 von Ventilsolenoiden 68 und 69 sowie 71 und 72 gesteuert. Die parallele Verbindung jedes Solenoidpaars für jede faserbildende Position hinter einem Wählschalter 73,74,75 und 76 stellt sicher, dass die Ventile für jede Seite jeder faserbildenden Position, d.h. entsprechend für jedes Faservlies, gleichzeitig betätigt werden und arbeiten. Die Bedienungsperson wird dabei über den jeweiligen Arbeitszustand, ob nämlich die Luftmesser für jede faserbildende Position ein- oder ausgeschaltet sind, durch Anzeigelampen 7 8,79,80 und 82 informiert, die parallel zu den Solenoiden hinter den jeweiligen Wählschaltern geschaltet sind. In zweckmässiger Weise sind die Anzeigelampen 78 bis 82 und die Wähl- bzw. Regelschalter 73 bis 76 für die einzelnen*faser7 bildenden Stationen ebenfalls am Bedienungspult zusammen mit dem Hauptschalter 90, der Kontrolleuchte 66 und den Einstellsystemen 80 und 84 für Frequenz- und Tastverhältnis angeordnet.

Der Schalter 87 wird über Zuführungsleitungen 91 und 92 in seinem Schaltzustand gesteuert, die ausgangsmässig verbunden sind mit einer üblichen Darlington-Schaltung aus den npn-Transistoren 93 und 94, die zusammen mit einem Eingangswiderstand 95 den Verstärkerabschnitt 86 für die von dem Impulsgenerator 83 erzeugten Impulssignale bilden. Ein in negative Richtung verlaufender Impuls auf der Verbindungsleitung 91 schaltet (über den Schalter 87) die Versorgungsleitung 67 an die Haupt'stromleitung 140 für die Dauer dieses Impulses an. Die Ansteuerung des Darlington-Verstärkers 86 erfolgt über einen entsprechenden Impuls mit steiler Vorder- und Rückflanke über den Widerstand 95.

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Die Kontrollschaltung für die Impulserzeugung wird aktiviert durch Schliessen des Hauptschalters 90, so dass der Primärwicklung des Transformators 9 6 die 120 V-Versorgungsspannung zugeführt werden, der an seiner Sekundärwicklung dem Vollwellengleichrichter 97 in Brückenschaltung eine entsprechende Ausgangsspannung vermittelt. Die Sekundärwicklung ist noch überbrückt von einem Metalloxyd-Varistor 98. Die geregelte Ausgangsspannung wird erzeugt mittels Glättungskondensator 99, dem ein Widerstand 101 und ein Kondensator 102 parallelgeschaltet ist, sowie einer Zenerdiode 103, die mit der Basis eines entsprechend regelnden Transistors 104 verbunden ist. Der Strom lässt sich auf diese Weise mit Hilfe eines Transistors 105 und eines Widerstand-Kondensatornetzwerks 106, 107 regulieren. Den Leitungen 92 und 108 wird auf diese Weise eine geglättete stromregulierte Gleichspannung für den Impulsgenerator 82 und den Verstärker 86 zugeführt, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Leitung 82 eine positive Spannung von 15V mit Bezug auf die Masseleitung 108 führt.

Der Impulsgenerator 83 ist so ausgebildet, dass er eine unabhängige Einstellung der Frequenz und des Einschaltverhältnisses, d.h. des Tastverhältnisses der von ihm erzeugten Rechteckausgangswelle erlaubt. Hierzu ist ein Unijunction-Transistor verwendet, der als Sägezahngenerator geschaltet ist; zugeordnet sind zv/ei Transistoren 111 und 112, die dazu dienen, eine in positiver Richtung laufende Ausgangsspannung dann zu erzeugen, wenn die Spannung am Emitter des Unijunction-Transistors die Spannung am Emitter des Transistors 111 übersteigt, die durch die Einstellung des Tastverhältnis-Potentiometers 84 bestimmt ist. Die Frequenz ist als Funktion der Widerstands- und Konden-

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satorwerte einstellbar, die die Aufladungsrate eines Kondensators 113 bestimmen, um die Spitzenspannung des Unijunction-Transistors und die Spannung am Transistor 111 einzustellen. Das Potentiometer 80 verfügt über einen Widerstand von 100 000 0hm, der Widerstandswert des Widerstandes 114 beläuft sich auf 5000 0hm, der Kondensator 113 hat eine Kapazität von 10 ,uF; mit diesen Werten lässt sich ein Frequenzbereich von 0,1 bis 20 Hz entsprechend der Potentiometereinstellung überstreichen.

Unabhängig zu dieser Frequenzeinstellung lässt sich die Einstellung des Tastverhältnisses dadurch erzielen, dass man die Belastung der erzeugten Sägezahnschwingung durch Transistoren kompensiert, die vom Ausgangsanschluss 115 über eine Diode und einen Widerstand 117 dem Emitter des Unijunction-Transistors einen Strom zuführen, der gleich ist dem Strom, der am Schaltungspunkt der Basis des npn-Transistors 111 zugeführt wird.

Das Tastverhältnis und damit die Einschaltdauer pro Zyklus lässt sich 0 bis 100% verändern, wobei die Anstiegs- und Abfallzeiten der erzeugten Ausgangsrechteckwellenform annähernd 1/500 der Schwingperiode betragen und daher völlig ausreichend für den Betrieb der solenoidgeschalteten Ventile sind. Das Einschaltverhältnis oder die Dauer der Einschaltzeit jedes Impulses bestimmt sich durch die Lade-Entladeeigenschaften der RC-Kombination Kondensator 118, Widerstand 119 und Einstellung des Tastverhältnis-Potentiometers 84.

Beim Betrieb v/erden dem Verstärkerbereich 86 bei Leitendsein des Transistors 112 Impulse zugeführt. Der Transistor 112 ist

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leitend wenn auch der Transistor 111 leitend ist. Der Transistor 111 wird leitend während des Ladevorgangs des Kondensators 113 und sperrt dann, wenn über dem Kondensator 113 die Spitzenspannung (peak point voltage) des Unijunction-Transistors 109 entwickelt ist. Während des Ladevorgangs des Kondensators 113 wird der Basis des Transistors 111 eine Spannung zugeführt, die ausreichend gross ist, dass die Basis-Emitter-Strecke in Vorwärtsrichtung gepolt und daher der Transistor leitend ist. Diese Spannung bestimmt sich durch die Einstellung des Tastverhältnis-Potentiometers 84, wobei angenommen wird, dass die Ladezeit des Kondensators 118 ausreichend ist. Der Kondensator 118 ist von relativ geringer Kapazität und erlaubt daher seine Ladung in einem vernachlässigbaren Zeitraum. Wenn der Transistor 111 leitend ist, führt der Spannungsabfall über dem Widerstand 121 in der Spannungsteilerschaltung der Widerstände 121 und 122 der Basis des Transistors 112 eine Spannung zu, die diesen Transistor leitend schaltet, so dass der Spannungsabfall über dem Widerstand 123 als Ausgangssignal gewonnen werden kann. Dieses Signal wird solange aufrechterhalten, bis auch der Unijunction-Transistor 109 dann leitet, v/enn die Ladung am Kondensator 113 die Spitzenspannung erreicht, derart, dass die Spannung an der Basis des Transistors 111 wegen des Schaltverhaltens oder Durchbrechens des Unijunction-Transistors 109 auf die Bezugsspannung der Leitung 108 reduziert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird ein neuer Zyklus des so gebildeten Sägezahngenerators veranlasst und der Schwingzyklus des Impulsgenerators wiederholt sich.

Der Widerstand 124 führt dem Transistor 111 die Basisvorspannung zu; die Diode 125 schützt die Emitter-Basis-Strecke gegenüber

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dem Strom vom Potentiometer 80 und dem Widerstand 114.

Das Verhältnis des Impulsgeneratorzyklus zum Ausgangsimpuls, der erzeugt wird, wird vergrössert durch Verringerung des effektiven Widerstands des Potentiometers 84. Umgekehrt erzielt man eine Abnahme des Verhältnisses durch eine Vergrösserung des Widerstandswerts des Potentiometers 84. Die effektive Frequenz des Impulsgenerators ist eine inverse Funktion des effektiven Widerstandes des Potentiometers 80. Die Frequenz- und Tastverhältniseinstellungen sind unabhängig voneinander, so dass es möglich ist, in feiner Einstellung durch die Be-

Luftdienungsperson die Faserverteilung des Luftüberlappungs- und / beeinflussungssystems zu bewirken. So ist es beispielsweise dann möglich, wenn die Frequenz der Luftstosserzeugungssysteme angemessen ist für die Geschwindigkeit der Sammeloberfläche und für die gewünschte Faserdichte pro Fjinheitslänge, demgegenüber jedoch die Querverteilung der Fasern noch ungleichmässig ist, durch eine Vergrösserung der Einschaltdauereinstellung das in Richtung auf die Randkanten geführte Fasergewicht ver- · grössern und das Gewicht im Mattenzentrum zu verringern. Eine Verringerung der Verhältniseinstellung vergrössert die Fasergewichtsverteilung im Mittenbereich und verringert das Fasergewicht oder die Fasermengen, die auf die Randlängskanten der Matte abgelagert werden.

Es versteht sich, dass die Erfindung eine Vielzahl von möglichen Weiterbildungen und Varianten umfasst, die innerhalb des erfindungsgemässen Rahmens liegen und sich insgesamt mit der Steuerung des von einem faserbildenden System ausgehenden Faservlieses bis zu seinem Auftreffen auf die Sammeloberfläche beschäftigen.

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Claims

Λ 41 727 m ;/6?fJ i R 3 a - 163 G. "lax 19 76 Patentansprüche :

1.,' Verfahren zur Herstellung von Fasern nach dem Schleuderverfahren durch Einwirkung von Zentrifugalkräften auf geschmolzenes Glas zur Bildung von Glasströmen, die von Hochgeschwindigkeitsgasströmen erfasst und zu feinen Fasern ausgezogen und in Form eines im wesentlichen zylindrischen Strömungsvlieses aus mitgerissenen Glasfasern und Gasströirten auf eine Samraeloberflache geführt und dort verteilt v/erden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine pulsierende Hochgeschwindigkeitsgasform mit modulierter,im Druck zunehmender und abnehmender Wellenform erzeugt und die pulsierende blattförmige llochgeschwindigkeitsgaseinwirkung in Querrichtung zum Glasfaservlies geführt wird derart, dass intermittierend eine neue Flussorientierung und ein unterschiedliches Ablagerungsmuster der Glasfasern auf der Sammeloberfläche erzielt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an gegenüberliegenden Seiten des Glasfaserströraungsvlieses jeweils eine pulsierende, messerartige Hochgeschwindigkeitsgaseinwirkung mit sich vergrössernder und verringernder Druckwellenform angeordnet wird, wobei die einwirkenden Luftmesser diametral mit Bezug auf die axiale Mittellinie des Faservlieses versetzt sind, derart, dass bei Quereinwirkung der Luftmesser auf das Faservlies ein Teilbereich der mitgeführten Fasern eine neue Richtung erhält.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zum Aufbau einer fibrösen Fasermattenpackung auf der Sammeloberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass einem Zentrifugalrotor in Wärme erweichtes thermoplastisches mineralisches Material, insbesondere Glas zugeführt und zu feinen Fasern ausgezogen wird, wobei es in Form eines röhrenförmigen zylindrischen Schleiers axial von der Zentrifuge weg und auf eine Sammeloberfläche geführt wird, dass auf den Faservlies mindestens ein gasförmiger modulierter, pulsierender Blasstrom gerichtet wird, wobei die Modulation erzeugt wird durch eine Druckzwischenkammer mit einem festen Volumen und durch zyklische Druckzuführung zur Kammer in Form intermittierender Druckgasstösse, wobei der in der Druckkammer angesammelte Druck als modulierter gasförmiger Blasstrom entweicht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Gasstösse zur zyklischen Periodenschwingung im Bereich zwischen 0,4 bis 0,85 liegt.

5„ Verfahren nach Anspruch 3 „ dadurch gekennzeichnet, dass die Periodendauer der zyklischen Gasstösse im Bereich zwisehen 0,5 bis 2 Sekunden liegt„

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet„ dass der zyklisch schwankende Druckbereich im Druckspeicher zwischen 0 bis 3,52 kg/cm liegt.

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7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Druckgasstösse elektrische Impulse erzeugt und zugeführt werden, wobei die Impulsfrequenz entsprechend der gewünschten Glasfaserverteilung eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der einzelnen erzeugten elektrischen Impulse entsprechend der gewünschten Verteilung der Glasfasern auf der Sammeloberfläche eingestellt wird_o

S, Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltdauer (Tastverhältnis) der erzeugten Impulsfrequenz unabhängig zur Einstellung der Impulsfolgefrequenz eingestellt wird.

10, Vorrichtung zur Formung und Ablagerung einer fibrösen Faserpackung auf einer Sammeloberflache, mit einer faserbildenden Station, die aus in Wärme erweichendem, mineralischen Material, vorzugsweise geschmolzenem Glas Fasern erzeugt und die Fasern in Form eines annähernd zylindrischen Gas-Faserschleiers auf die Sammeloberflache führt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Düsensystem (38Lj. 3SR; 46,48,49,47) vorgesehen ist, welches zur Verteilung der Fasern auf der Sammeloberfläche einen gasförmigen Blasstrom mit dem Faservlies in Eingriff bringt, wobei der mindestens einen Düse über gesteuerte Schaltanordnungen (50,51,52, 53} ein pulsierender Druckgasstrom zugeführt wird und dass zwischen den gesteuerten Schaltanordnungen und den

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Düsen Druckspeicher (62,63,64,65) angeordnet sind zur geeigneten Modulation und Umformung der den Düsen zugeführten Druckwellenform.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar gegenüberliegender und diametral mit Bezug auf einen Durchmesser des Faservlieses (40) versetzte Düsen (38L,38R; 46,47;48,49) vorgesehen sind, von denen messerartige Hochgeschv/indigkeitsgasströme intermittierend ausgehen und auf das Gas-Faservlies

(40) gerichtet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellanordnung für die Düsen (38L, 38R) vorgesehen sind derart, dass der Eingriffswinkel der messerartigen Ilochgeschwindigkeitsgasströme mit Bezug auf das zylindrische Faservlies (40) veränderbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerschaltung mit einem Impulsgenerator (83) vorgesehen ist zur zyklischen Erzeugung von Ausgangsimpulsen, dass die Impulsfolgefrequenz der Generatorschaltung Schaltungsanordnungen (Solenoide 58,59,60,61) zugeführt ist und dass die Solenoide Ventile (50,51,52,53) steuern, die in die Druckgaszuführungsleitungen zu den Düsen (38L, 38R; 46,47,48,49) geschaltet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

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dass der Impulsgenerator (83) in seiner Frequenz und/ oder in der Dauer des von ihm während jeder Schwingung erzeugten Impulses einstellbar ist.

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