DE2629786B2

DE2629786B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Fasermatte aus geschmolzenem Material

Info

Publication number: DE2629786B2
Application number: DE2629786A
Authority: DE
Inventors: Duane Harold Cambridge City Faulkner; Steven Douglas Sanford; Herbert Meredith Stanley
Original assignee: Johns Manville Corp
Current assignee: Johns Manville Corp
Priority date: 1975-07-28
Filing date: 1976-07-02
Publication date: 1978-08-10
Also published as: RO76488A; FI59978B; FI59978C; NL164256C; HU175764B; NL7608302A; JPS5215674A; BE843229A; SE416802B; CS202048B2; ZA764310B; NL164256B; DE2629786A1; CA1071816A; LU75465A1; AU1518176A; US3997307A; FR2319590A1; DE2629786C3; FR2319590B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Fasermatte, bei dem einem zur Bildung der Fasern bei hohen Geschwindigkeiten betriebenen Rotor geschmolzenes Material zugeführt wird, die Fasern zur Bildung einer aus losen Fasern bestehenden Säule außen vom Rotor abgestreift werden und bei dem die Säule über eine Sammelfläche hin- und herbewegt wird.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem eine Bodenwand aufweisenden Rotor zur Faserbildung, einer Zuführeinrichtung für das geschmolzene Material zum Rotor, einem Antrieb des Rotors um die Rotorachse sowie einer Rotorstütze.

Verfahren mit Vorrichtungen zur Faserbildung aus geschmolzenen Materialien, beispielsweise anorganischen Materialien, wie Glas, Schlacke, feuerfesten Zusammensetzungen etc. durch zentrifugales Spinnen des geschmolzenen Materials und nachfolgendes Abstreifen der gebildeten Fasern unter Erzeugung einer aus losen Fasern bestehenden Säule oder Schleier, sind bekannt. Bei Verwendung solcher bekannter Verfahren zur Bildung kontinuierlicher Matten oder Decken aus nichtgewebten Fasern besteht ein Problem in der Sammlung der Fasern, da die gewünschte Breite der Matte oder Decke gewöhnlich größer ist als der beim Spinnen erzeugte Schleier oder die Säule aus durch Luft mitgerissenen Fasern.

Zur Lösung dieses Sammelproblems ist es aus der OE-PS 2 04 716 bekannt, durch den Einsatz einer Vielzahl von in Seitenwänden einer Sammelkammer angeordneten Gasdüsen eine hin- und hergehende Oszillation eines Faserschleiers oder einer Säule quer zur Bewegungsrichtung einer Sammelfläche zu bewirken. Ein Nachteil eines derartigen Verfahrens besteht darin, daß der austretende Gasstrom einen Bruch des herabhängenden Faserschleiers bewirken kann, so daß Klumpen oder Büschel der herunterfließenden Fasern vom Schleier weggeblasen werden können und somit an anderer Stelle abgelagert werden, wodurch begrenzte ungleichförmige Bereiche in der sich auf der Sammelfläche ansammelnden Matte entstehen. Dieses Verfahren ist aufgrund der zusätzlichen Kosten durch das Gasblasen sehr kostenaufwendig.

Ein weiteres bekanntes Verfahren (FR-OS 20 14 207) beinhaltet die Anordnung von Sammelschächten zur Führung der Fasern unterhalb der Spinnmaschine, so daß der Sichleier aus gesponnenen Fasern in ein Ende des Sammelschachts geleitet wird. Der Schacht wird dann um eine durch den oberen Abschnitt des Körpers laufende Achse hin- und hergeschwenkt, wodurch die Säule oder der Schleier aus Fasern abgebogen und auf verschiedene Abschnitte der Sammelfläche gelenkt wird. Bei diesem Verfahren ist die Zugabe von Bindemitteln zu den Fasern bis nach Ausgang der Fasern aus dem oszillierenden Sammelschacht nicht möglich, !"alls das Bindemittel vor Eintritt der Fasern in den Oszillierkörper zugeführt wird, bauen sich Fasern und Bindemittel wegen der klebrigen Fasern im Innern des Sammelschachts auf, was ein häufiges I lnterbrechen

des Betriebs erfordert, um den Sammelschacht zu säubern.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausführung einer hin- und hergeheneden Bewegung eines Schleiers oder einer Säule aus gesponnenen Fasern über eine Sammelfläche zu schaffen, welches bei einfachem Ablauf des Verfahrens und Aufbau der Vorrichtung das Sammeln einer gleichmäßig dicken und dichten Faserschicht auf einer Sammelfläche gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß die Säule durch Schwenken der Rotorachse um eine die Rotorachse schneidende Schwenkachse bewegt wird.

Obgleich die meisten faserbildenden Spinnmaschinen nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, ist die Verwendung eines Spinners am vorteilhaftesten, welcher kein Heißblasen mit hoher Strömungsgeschwindigkeit zur Streckung der Fasern erfordert.

Erfindungsgemäß wird daher auch vorgeschlagen, daß bei der Faservliesbildungsvorrichtung der obengenannten Gattung die Rotonichse urn eine innerhalb eines Abstands von ungefähr 15,2 cm zur Bodenwand des Rotors angeordneten Schwenkachse schwenkbar ist.

Zwar ist aus der FR-PS 1347 178 bekannt, den Spinnkopf einer Vliesbildungsmaschine hin- und herzubewegen, jedoch handelt es sich dabei nicht um ein Rotorspinnverfahren und es wird auch keine Schwenkbewegung des Spinners beschrieben.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 bis 7 sowie 9 bis 11 zu entnehmen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. I eine gebrochene Seitenansicht einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. I dargestellten Vorrichtung entlang der Schnittlinie H-Il,

F i g. 3 eine gebrochene Teilansicht entlang Schnittlinie III-III der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, welche einen oszillierenden Triebmechanismus in verschiedenen Stellungen während eines Oszillationszyklus zeigt,

Fig.4 einen Teilschnitt durch eine Sammelkammer, welcher einen schwingenden Spinner und die Bahn des Schleiers zeigt, wenn sich der Spinner in verschiedenen Positionen befindet,

F i g. 5 eine perspektivische Teilansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform bei der ein Teil weggebrochen ist, um den faserbildenden Spinner besser darzustellen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den F i g. 1 bis 3 dargestellt. Aus F i g. 1 ersieht man, daß die Vorrichtung einen vertikalen Stützaufbau 2, einen horizontalen Stützaufbau 4, einen in Vertikalrichtung angeordneten Aufbau 9, einen Schwingmechanismus 6, einen faserbildenden Zentrifugen- oder Spinneraufbau 8 umfaßt. Der vertikale Stützaufbau 2 weist ein drehbares vertikales und an einem unteren und oberen Lagerstiitzrahmen 12 bzw. 14 gelagertes Stütz- und Führungsteil 10 auf, wobei beide Lagerstützrahmen übliche an Stahlrahmen eines Gehäuses befestigte Lageraufbauten sein können. Am vertikalen Stützteil 10 ist eine Hülse 20 verschiebbar angeordnet, wobei entsprechende Buchsen verwendet werden, die ein Verschieben der Hülse 20 entlang der Länge des Stützteils IO in einer Führungsnute (nicht t hrtet) erlauben. Zur Abstützung des horizontalen Stützaufbaues 4 ist an der Hülse 20 eine Slützplatk' 22 befestigt.

Der horizontale Stützaufbau 4 umfaßt einen inneren Hohlzylinderkörper 16 und eine hohle Außenhülse 18.

Die Hülse 18 ist fest mit der Stützplatte 22 verbunden. Zwischen Hülse 18 und Innenkörper 16 sind übliche Lagerbuchsen und Lagerhülsen (nicht gezeichnet) derart angeordnet, daß der Innenkörper 16 relativ zur Hülse 18 gedreht werden kann. Zusätzlich /ur

to Abstützung des Spinnmaschinenaufbaues 8 dient der Innenkörper 16 als Leitungsrohr für verschiedene Betriebsmittel wie beispielsweise Luft, Verbrennungsgemisch, V/asser und Bindemiitellösung, welche dur-h den .Spinnaufbau 8 benötigt werden. Diese Beiriebsmittel werden im Detail nachfolgend näher erläutert.

Durch den Schwingmechanismus 6 wird der Innenkörper 16 über einen gewünschten Winkel in Uhrzeiger sowie Gegenuhrzeigerrichtung gedreht. In der darge stellten Ausführungsform wird der Schwingmechauis mus durch einen an der vertikalen Hülse 20 befestigten Querträger 34 abgestützt. Über einen Bolzen 28 sind .im Querträger 24 zwei Hydraulikzylinder 26 schwenkbar befestigt. Obwohl beim dargestellten Gerät zwei Hydraulikzylinder verwendet werden, kann die Masdü ne mit einem Hydraulikzylinder oder irgendeinem anderen entsprechenden Mechanismus betätigt werden, um die Drehung und Gegendrehung auszuführen. Desgleichen können in einer Richtung wirkende oder in zwei Richtungen wirkende Kolbenstangen verwendet

«ι werden, obgleich die dargestellten Flüssigkeitsz\ linder von der ArI mit zwei Kolbenstangenenden sind.

Die Kolbenstange 29 eines jeden der Zylinder 26 siml durch eine Gabel 31 und einem Bolzen 32 an einem Joch 30 befestigt. Durch einen Bund 34 ist das Joch 30 um

j-5 Innenhohlkörper 16 starr befestigt. Streben 36 bewirken eine zusätzliche Abstützung zwischen Joch 30 und dem Bund 34. Der Sehwingmechanismus ist am Besten aus F i g. 3 ersichtlich.

Am anderen Ende des Innenhohlkörpers 16 ist der

4ü Spinneraufbau 8 durch einen starr am Innenkörper 16 befestigten Bund 38 und durch ein starr am Bund 38 befestigtes Stützgestell 40 befestigt. Eine Metallplatte 42 überspannt das Stützgestell 40 und liegt auf üblichen Vibrationskämpfern 44. Durch Bolzen 46 ist die Platte 42 am Stützgestell befestigt.

Obwohl jeder gewöhnliche Spinnmaschinenaufbau beim erfindungsgemäßen Gerät verwendet werden kann, wird bevorzugt ein Spinnmaschinenaufbau ohne äußere Heißgas-Blasstreckung benutzt, beispielsweise wie der in Fig. I dargestellte. Ein in bevorzugter Weise aus einem Stück gegossener metallischer Rotor 48 ist an einer drehbaren Welle 50 durch eine Mutter 52 in üblicher Weise befestigt. Der Rotor 48 weist in bevorzugter Weise wenigstens ungefähr 30 000 durch

5j Laserstrahlen gebohrte Offnungen auf, die /.-de einen Durchmesser von wenigstens 0,228 bis 0,33 mm in der Außenwand aufweisen. Die drehbare Welle 50 ist in üblichen flüssigkeitsgekühlten und an der Metallplatte 42 befestigten Lagern 54 gelagert. Die Welle 50 und der

W) Rotor 48 werden durch einen Elektromotor 56 und einem gewöhnlichen Treibriemen 58 von einer Motor riemenscheibe 60 und einer Wellenriemenscheibe 62 angL!rieben. Durch einen Metallrahmen 64. der auf einem Fuß des Stützgestells 40 befestigt ist. wird der

ti> Motor 56 in seiner Lage gehalten.

Obwohl die durch den Spinneraufbau benötigten Betriebsmittel wie beispielsweise Luft, Wasser. Gas und BindemittellöNiing über biegsame Leitungen, du zu

Verzweigungen um den Spinneraufbau laufen, zum Spinneraufbau geführt werden können, werden diese Betriebsmittel in der in den Fig. ! bis 3 dargestellten Aiisführungsform durch den Innenhohlkörper 16 zugeführt. Dies ist aus zwei Gründen vorteilhaft. Es sind keine Leitungen um den Spinneraufbau vorhanden und die Zuführleitungen beeinflußen nur minimal den Schwingvorgang, da sie nahe an der Schwingachse angeordnet sind. Ein Gemisch aus Brennstoff und Luft wird einer Vielzahl von Brennern 66 zugeführt, die derart angeordnet sind, um die Flamme im Innern des Rotors 48 gut zu verteilen und damit das geschmolzene Material auf der richtigen Spinntemperatur zu halten. Dies wird durch eine Leitung bewirkt, welche an einem Einlaß 68 in den Innenkörper 16 tritt und diesen als Leitung 70 verläßt. Luft unter relativ geringem Druck wird in die Leitung 72 geführt, die durch das Innere des Innenhohlkörpers verläuft und über ein Kniestück 76 an eine durch einen Quersteg des Stützgestells 40 gebildete Verzweigung 74. Die Verzweigung 74 führt komprimierte Luft über eine Auslaßleitung 80 zu Stripperringen 78.

Übliche in der Auslaßleitung 80 angeordnete Druckregler (nicht gezeichnet) bewirken in den Stripperringen 78 einen gewünschten Druck von kennzeichnenderweise ungefähr 10 546kp/m². Über eine Vielzahl von Sprühdüsen 82 tritt die Luft aus den Stripperringen 78 aus, um die gesponnenen Fasern in Stapelfaser von gewünschter Länge zu brechen.

Wenn zu den gesponnenen Fasern ein Bindemittel zugesetzt werden soll, liefert die Verzweigung 74 komprimierte Luft über eine Leitung 86 zu einer Leitung 84, um eine Bindemittellösung zu zerstäuben, welche über einen Einlaß 98 und eine Leitung 92 zu einer Verzweigung 88 für das Bindemittel geführt wird. Von der Leitung 84 in eine Verzweigung 94 strömende Luft nimmt die Bindemittellösung aus dem Verteiler 88 für das Bindemittel auf, zerstäubt die Bindemittellösung und sprüht das Bindemittel auf die gesponnenen Fasern über eine Vielzahl von gewöhnlichen Sprühdüsen 96, die um den Verteiler 94 angeordnet sind.

Die Rotorwelle 50 und die Lager 54 sind wassergekühlt, um eine Überhitzung aufgrund der hohen Temperaturen im Bereich des Rotors 48 zu verhindern. Das Wasser zur Kühlung wird durch eine Leitung 90 zugeführt, welche durch den Hohlkörper 16 läuft und über eine Leitung 104 in einer Rohrverzweigung 102, welche Teil des Stützgestells 40 ist, mündet. Die Leitungen 106 und 108, die von der Rohrverzweigung 102 wegführen, bringen in üblicher Weise Kühlwasser zur Rotorwelle und den Lagern. Nach Rotorwelle 50 und den Lagern 54 strömt das Kühlmittel über Leitungen 110 und 112, die an einer Rohrverzweigung 114, welche ebenfalls Teil des Stützgestells 40 ist, angeschlossen sind. Dieses verbrauchte Wasser verläßt die Rohrverzweigung 114 über eine Leitung 116, die durch den Innenhohlkörpcr 16 läuft und beim Auslaß 100 endet.

Eine wahlweise Sondereinrichtung der bevorzugten Aiisführungsform stellt der vertikale Stellmechanismus 9 dar. Dieser Mechanismus umfaßt eine mit einem Gewinde versehene Welle 120, die an einer Hülse 122 slarr fixiert ist, die ihrerseits mit der Stützplatte 22 verschweißt ist. Die Gewindewelle 120 läuft durch einen gewöhnlichen Hebemechanismus 124, wie beispielsweise einer Duff-Norton Hebebüchse. Diese Hebebüchse ist auf einer Platte 126 angeordnet, die ihrerseits am vertikalen Stüt/.tcil 10 angeschweißt oder in sonstcincr Weise verbunden ist. Die Hebebuchse 124 ist reversibel und zieht die Welle 120 vertikal nach oben, wenn sie in einer Richtung betätigt wird, wodurch seinerseits der Spinnmechanismus 8 vertikal nach oben bewegt wird.

Bei Umkehrung wird die Welle 120 abgesenkt und somit der Spinnmcchanismus 8. Die Hülse 20 bewegt sich in Vcriikalrichtung entlang des vertikalen Stützteils 10, wie in F i g. 1 durch Pfeile angegeben. Die Sondereinrichtung, um den Spinnmechanismus 8 anzuheben oder abzusenken ist nicht notwendig, jedoch manchmal von Nutzen, um zur Warnung einen besseren Zugang zum Spinneraufbau 8 zu haben. Anstelle der Hebebuchse und der Gewindewelle kann irgendein anderer äquivalenter Mechanismus benutzt werden, mit dem ein Gegenstand angehoben oder abgesenkt werden kann.

Der Schwingmechanismus 6 wurde oben beschrieben. Ein geeigneter Mechanismus, um die Lage des Spinners anzuzeigen und die Geschwindigkeit der Schwingung und den Grad der Neigung des Rotors 48 zu steuern, ist auch in den F i g. I bis 3 dargestellt. Dieser Mechanismus umfaßt eine Kette 128, die um die Außenfläche des Innenkörpers 16 vorgesehen ist. Diese Kette ist in ähnlicher Weise wie eine Fahrradkette aufgebaut, jedoch größer und von gröberer Bauart. In dieser Kette befindet sich ein Zahnrad 130, welches drehbar durch einen Bolzen 132 in einem Stützrahmen 134 abgestützt ist. Mit einer Seite des Zahnrades 130 ist ein Bauteil eines gewöhnlichen kleinen Potentiometers 136 fest verbunden. Der andere Teil des Potentiometers (nicht gezeichnet) ist fest mit dem Stützrahmen 134 derart verbunden, daß bei Drehung des Zahnrads 130 ein Teil des Potentiometers mit dem Zahnrad dreht, während der andere Teil des Potentiometers fixiert bleibt. Das Potentiometer 136 gibt ein Signal ab, dessen Polarität von der Richtung abhängig ist, in welcher das Zahnrad 130 dreht, wobei die Größe davon abhängig ist, wie weit das Zahnrad 130 von einem fixierten neutralen Punkt sich wegbewegt hat. Der fixierte neutrale Punkt ist gewöhnlich da, wo die Rotationsachse des Rotors sich in einer vertikalen Lage befindet.

Durch Überwachung des durch das Potentiometer 136 erzeugten Signals kann die Position des Rotors 48 fortgehend über den Oszillationszyklus erfaßt werden. Dieses Ausgangssignal vom Potentiometer kann auch in Verbindung mit anderen üblichen Steuer- und Ventileinrichtungen zur Betätigung des Schwingmechanismus 6 verwendet werden. Mit dieser Steuerung kann der Winkel, wie durch die Pfeile B und C wie in Fig.3 dargestellt, verändert und gesteuert werden, und kann

so weiter auch der Betrag, um den der Rotor oder dessen Rotationsachse aus einer Position in eine andere geändert wird, sowie die Geschwindigkeit, mit der die Schwenkbewegung des Rotors am Ende des Hubs reversiert wird, gesteuert und verändert werden.

Beispielsweise ist es manschmal vorteilhaft, den Betrag zu steigern, um den der Rotor im Endabschnitt eines Hubs und beim Beginn des reversierenden Hubs verschwenkt wird, um eine leichte Verzögerung zu kompensieren, die durch die zum Stoppen der Bewegung in einer Richtung und zum Starten des Rotors zum Rückwärtsschwenken in die entgegengesetzte Richtung erforderliche Ventiltätigkeit verursacht ist. Diese kleine Verzögerung kann ansonsten bewirken, daß die Kanten einer aufgesammelten Fasermatte dicker werden als der Mittelabschnitt, wobei dieses durch Erhöhung der Oszillationsgeschwindigkeit an einem entsprechenden Punkt zur Kompensierung der Verzögerung im Reveirsiermechanismus ausgeschlossen

werden kann.

Während des Betriebs ist die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung derart positioniert, daß der Rotor 48 über einer Sammelkammer 138, wie in F i g. 4 gezeigt, angeordnet ist. Durch Drehung des Rotors 48 auf 2000 bis 3000 Umdrehungen pro Minute wird die Faserbildung in Gang gesetzt, wobei ein Material wie beispielsweise geschmolzenes Glas aus einer Zuführvorrichtung 139, wie beispielsweise einem Vorherd eines Glasbehälters, einem elektrischen Ofen, einem Raffinerietank etc, in Form eines Stromes 140 über eine rechteckige Nut 142 in der Platte 42 in dem Rotor 48 zugeführt wird. Auf ungefähr 10 546 kp/m² komprimierte Luft wird den Stripperringen 78 zugeführt und mit einem Druck von ungefähr 3515,5 kp/m² durch die Sprühdüsen 82 nach außen gegeben. Ein Luft/Brennstoffgemisch wird den Brennern 66 zugeführt welches die Innentemperatur des Rotors 48 innerhalb eines für die Faserbildung geeigneten Bereiches aufrechterhält Die durch die schnelle Drehung des Rotors 48 verursachte Zentrifugalkraft bewirkt das Fließen der Glasschmelze durch die kleinen öffnungen in der Außenwand des Rotors zur Bildung von Fasern von ungefähr 5 χ 10~³ Mikrometer oder weniger im Durchmesser. Die Luftströmungen mit relativ geringer Strömungsgeschwindigkeit von den Sprühdüsen 82 kühlen die gesponnenen Fasern und bewirken deren Abbrechung in Stapelfasern mit gewünschter Länge.

Die Kombination des Spinnerrotors 48 und der aus den Sprühdüsen 82 gelangenden Luftströme erzeugen einen Schleier oder eine Säule von Fasern 144 (F i g. 4). Wenn der Rotor in einer fixierten Position aufrechterhalten wird, wird der Faserschleier 144 nicht die volle Weite einer Sammelfläche 146 am Boden der Sammelkammer 138 bedecken. Wenn aber der Rotor in der in F i g. 3 dargestellten und durch strichpunktierte Linie in Fig.4 angegebenen Weise oszilliert wird, wird der Schleier aus Fasern 144 über die gewünschte Weite der Sammelfläche 146 hin- und hergeschwenkt, um eine Schicht aus Fasern mit einer gleichförmigen Dicke und Dichte zu bilden. Um eine Matte mit einer Weite von 2,44 m mit den in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Gerät herzustellen, bewegt sich die Geschwindigkeit der Oszillation in kennzeichnenderweise im Bereich von ungefähr 0,2 Zyklen pro Sekunde bis ungefähr 1 Zyklus pro Sekunde, bevorzugt ungefähr 0,5 Zyklen pro Sekunde. In Fig.4 ist ein Schwenkzyklus dargestellt, wobei der Rotor von seinem Ausgangspunkt her derart bewegt wird, daß die Fasersäule zu einer Kante der Sammelfläche schwenkt, sich über die Breite der Sammelfläche zur gegenüberliegenden Kante zurückbewegt und sich dann in entgegengesetzter Richtung zum Ausgangspunkt zurückbewegt Die tatsächliche Oszillationsgeschwindigkeit ist vom Betrag der Faserbildung durch den rotierenden Spinner und den Betrag der Bewegung der Sammelfläche abhängig. Desto schneller die Sammelfläche bewegt wird, desto größer muß die Schwenkung sein, um eine Matte mit gleichförmiger Dicke zu erzeugen.

Durch Verwendung einer permablen Sammelfläche, gewöhnlicherweise einer bewegten Drahtgeflechtmatte, und Durchleitung von Gasen durch die öffnungen in der Sammelfläche und durch einen unterhalb der Sammelflache angeordneten Saugkasten 148 mit einem großen Sauggebläse werden die Fasern auf der Sammelfläche 146 gesammelt

Die Bewegung des Faserschleiers über die Sammelfläche 146 durch Bewegung des Spinners oder Rotors 48 oder dessen Rotationsachse schafft gegenüber dem Stand der Technik viele Vorteile. Einer dieser Vorteile ist, daß das Bindemittel näher zu der Stelle auf die Faser gegeben werden kann, wo die Fas;ern gebildet werden, trotzdem die Fasern sich in ihrer offensten oder am weitesten verbreiteten Lage befinden. Weiter wird durch die Bewegung des Rotors die ganze Säule oder Schleier aus Fasern bewegt, anstatt, daß der Fluß des Schleiers aus Fasern unterbrochen und der Schleier

ίο wieder in eine andere Richtung gerichtet wird. Aus diesem Grund kann vorliegend der gleiche Effekt erzielt werden, der mit dem bekannten Stand der Technik erzielt wird, jedoch mit wesentlich geringerem vertikalen Raumbedarf zwischen Rotor 48 und Sammelfläche 146.

Obgleich die Verwendung eines Spinneraufbaues ohne äußere Heißgasblasung zur Streckung der Fasern verwendet wird, kann vorliegend auch ein gewöhnlicher Spinnmaschinenaufbau mit äußerer Heißgas-Blasstrekkung verwendet werden. Bei Benutzung derartiger Spinnmaschinen und bei Zugabe von Bindemitteln zu den Fasern in einem Bereich unmittelbar unterhalb des Rotors bewirken die höheren Temperaturen der durch Heißblasen gestreckten Fasern, daß das Bindemittel teilweise aushärtet und die Fasern sehr klebrig macht. Aus diesem Grund ist es bei Verwendung derartiger Techniken ratsam, die Rotorbewegung derart zu steuern, daß der Schleier aus Fasern nicht die Wände der Sammelkammer berührt, um einen Aufbau an den Sammelkammorwänden zu vermeiden.

Bei Bewegung des Spinners oder dessen Rotationsachse in der in Fig.3 dargestellten Weise ist es vorteilhaft, wenn die Achse, um welche der Rotor schwenkt oder oszilliert, durch die Bodenwand des Spinners oder Rotors läuft Obwohl dies nicht wesentlich ist, ist es jedoch erwünscht daß eine solche Schwingung die wenigste Unterbrechung oder Einflußnahme auf den Schmelzglasfluß im Rotor bewirkt bzw. nimmt

Es ist auch möglich, die gewünschten Ergebnisse durch Bewegung des Rotors 48 oder dessen Rotationsachse in einer anderen, als der in F i g. 3 dargestellten Weise, zu erreichen. Beispielsweise kann die Bodenwand des Rotors 48 in einer fixierten horizontalen Lage

«5 gehalten werden, wohingegen der Rotor seitlich bewegt wird, beispielsweise mittels Schwingen des Rotors in einem Bogen durch Drehung und Gegendrehen des vertikalen Stützteils 10 in einem gewünschten Betrag, um zu bewirken, daß der Schleier aus Fasern 144 die gewünschte Breite der Sammelfläche 146 bedeckt Der Spinneraufbau könnte auch auf einem Querlaufmechanismus angeordnet sein, so daß ex über eine Distanz quer nach hinten und nach vorne bewirkt werden kann, und zwar entsprechend der gewünschten Breite des Sammelband oberhalb des Sammelkammer. Die in Fig.4 dargestellte Bewegung des Rotors 48 wird bevorzugt, da sie wenig Energie benötigt und nur geringen oder überhaupt keinen Einfluß auf das Strommuster des geschmolzenen Materials im Rotor 48

μ hat

Die in den Fig. 1 bis 3 offenbarte Vorrichtung verwendet eine freitragende Stütze für den Spinnmaschinenaufbau 8, wohingegen die in F i g. 5 dargestellte Vorrichtung Stützen an beiden Seiten des Spinnmecha-

⁽>⁵ nismus vorsieht In dieser Ausführungsform ist ein Spinnmechanismus 208, der der gleiche oder auch ein anderer als der in F i g. 1 dargestellte Spinnermechanismus sein kann, in einem Joch 210 aufgenommen, welches

sich um im Joch 210 starr befestigten Stangen 212 schwenkt Zur drehbaren Abstützung der Bolzen oder Stangen 212 werden gewöhnliche Stützlager verwendet. Die Oszillation des Rotors 48 wird durch einen durch Flüssigkeit betätigten Zylinder 214 mit einer an einer Gabel 218 befestigten Stange 216 durchgeführt, wobei die Gabel 218 mittels eines Bolzens 222 schwenkbar an einem Ausleger 220 befestigt ist. Der Ausleger 220 ist mit dem Joch 210 starr verbunden. Die Zylinderbewegung verursacht, daß das Joch 210 um die Achse der to Stangen 212 in den durch Pfeile D angegebenen Richtungen dreht. Wiederum ist es bevorzugt, daß der Spinneraufbau derart auf dem Joch 210 angeordnet ist, daß die Rotationsachse der Stangen 212 durch oder in der Mähe der Bodenwand des Rotors 48 verläuft und die Achse kreuzt, um welche der Rotor zur Faserspinnung dreht

Die Lage des Auslegers 220 und somit die Lage der Bodenwand des Rotors 48 wird aufgezeichnet und die Zylinder 214 werden in ähnlicher Weise wie in der verwendeten bevorzugten Ausführung gesteuert. Ein Teil eines Potentiometers 224 ist über einen Gelenkhebel 226 über Bolzen 228 und 230 derart mit dem Ausleger 220 verbunden, daß bei Aufwärtsbewegung oder Abwärtsbewegung des Auslegers 220 ein Teil des Potentiometers 224 sich gegenüber dem anderen Teil dreht und somit ein Signal abgibt, welches die Lage des Arms 220 anzeigt. Andere bekannte Mechanismen, die zur Anzeigung der Lage der Bodenwand des Rotors oder der Rotationsachse des Rotors sowie zur Steuerung der Oszillationsmechanismen in gewünschter Weise verwendet werden können sind fertig verfügbar und können anstelle des hierin beschriebenen Angabe- und Steuerungsmechanismen verwendet werden.

Die Arbeitsweise des in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Spinneraufbaues 8 kann ein bekanntes Verfahren sein. Ein besonders geeignetes Verfahren verwendet einen Spinneraufbau, der Fasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 7 χ 10~³ Mikrometer oder weniger ohne Gebrauch eines Streckbrenners herstellt. Es gibt biele Vorteile bei Verwendung eines derartigen Spinnmaschinenaufbaues und Verfahrens zur Bildung von Fasern, insbesondere von Glasfasern, mit der vorliegenden Erfindung. So herrscht im Schleier, der durch einen derartigen Spinneraufbau und eines solchen Verfahrens erzeugt wird, viel weniger Turbulenz und sind die durch das Bindemittel beschichteten Fasern nicht so klebrig, daß sie an irgendwelchen Oberflächen, mit denen sie in Berührung kommen, kleben bleiben. Aus diesen Gründen ist der Aufbau oder die Anlagerung von Fasern und Bindemittel an der Sammelkammer kein Problem.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Fasermatte, bei dem einem zur Bildung der Fasern bei hohen Geschwindigkeiten betriebenen Rotor geschmolzenes Material zugeführt wird, die Fasern zur Bildung einer aus losen Fasern bestehenden Säule außen vom Rotor abgestreift werden und bei dem die Säule über eine Sammelfläche hin- und herbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (144) durch Schwenken der Rotorachse um eine die Rotorachse schneidende Schwenkachse bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse innerhalb eines Abstandes von 15,2 cm von der Bodenwand des Rotors (48) liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse innerhalb der Bodenwand des Rotors (48) und parallel zur Förderrichtung der Sammelfläche (148) liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit mit der der Rotor (48) um die Achse geschwenkt wird, wenigstens während eines Schwingungsabschnitts eines Zyklus geändert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit in der Nähe der äußersten Randlagen der Schwenkbewegung gesteigert wird, um jegliche Verzögerung bei Abstoppung der Schwenkbewegung in einer Richtung und bei Beginn der Bewegung zurück in entgegengesetzte Richtung zu kompensieren.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorachse entlang einer Kurvenbahn um einen in einem Abstand von dieser Bahn angeordneten Punkt bewegt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Rotorschwingung wenigstens ungefähr 0,2 Hertz beträgt.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem eine Bodenwand aufweisenden Rotor zur Faserbildung, einer Zuführeinrichtung für das geschmolzene Material zum Rotor, einem Antrieb zum Drehen des Rotors um eine Rotorachse, sowie einer Rotorstütze, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Schwenken des Rotors (48) um eine innerhalb eines Abstands von ungefähr 15,2 cm zur Bodenwand des Rotors (48) angeordnete parallel zur Vliesebene verlaufende Schwenkachse vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Monitor zur Erfassung der Achslage und mit dem Monitor zusammenwirkenden Mitteln (6) zur Änderung der Bewegungsrichtung der Rotationsachse.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine um eine Horizontalachse drehbare Horizontalstütze zur Abstützung des Rotors (48) und des Antriebs (56), wobei die Horizontalachse in der Ebene der Bodenwand des Rotors (48) liegt, sowie durch einen Schwenkmechanismus (6) zur oszillierenden Schwenkung der Horizontalstütze, wodurch et ic Rotationsachse des Rotors um einen innerhalb der IJoilenwand des Rotors liegenden Punkt geschwenkt werden k;inri.

11. Vorrichtung n;ich Anspruch K)₁ dadurch

gekennzeichnet, daß die Horizontalstütze ein hohles Rohr (16) ist, in dessen Innerem eine Vielzahl von Leitungen für die Betriebsniittelzuführung zum Rotor vorgesehen ist.