DE2629786C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Fasermatte aus geschmolzenem Material - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Fasermatte aus geschmolzenem MaterialInfo
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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
•5 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 anorganisehen
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
■)o angeordneten Gasdüsen eine hie 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
4S 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 Sammelfläehe
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 Schleier 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. Falls 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 Unterbrechen
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 Rotorachse um eine innerhalb eines Abstands von ungefähr 15,2 cm zur BoJenwand
des Rotors angeordneten Schwenkachse schwenkbar ist
Zwar ist aus der FR-PS 13 47 178 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. 1 eine gebrochene Seitenansicht einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
F i g. 2 eine Draufsicht der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung entlang der Schnittlinie H-II,
F i g. 3 eine gebrochene Teilansicht entlang Schnittlinie III-HI der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,
welche einm 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 i.:,t in den F i g. I 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 Lagerstützrahtnen 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 10 in einer Führungsnute (nicht
gezeichnet) erlauben. Zur Abstützung des horizontalen Stützaufbaues 4 ist an der Hülse 20 eine StCttzplatte 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 zur
ίο Abstützung des Spinnmaschinenaufbaues 8 dient der
Innenkörper 16 als Leitungsrohr für verschiedene Betriebsmittel wie beispielsweise Luft, Verbrennungsgemisch,
Wasser und Bindemittellösung, welche durch den Spinnaufbau 8 benötigt werden. Diese Betriebsmittel
werden im Detail nachfolgend näher erläutert
Durch den Schwingmechanismus 6 wird der Innenkörper 16 über einen gewünschten Winkel in Uhrzeigersowie
Gegenuhrzeigerrichtung gedreht In der dargestellten Ausführungsform wird der Schwingmechanismus
durch einen an der vertikalen Hülse 20 befestigten Querträger 34 abgestützt Über einen bolzen 28 sind am
Querträger 24 zwei Hydraulikzylinder 26 schwenkbar befestigt. Obwohl beim dargestellten Gerät zwei
Hydraulikzylinder verwendet werden, kann die Maschine 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
werden, obgleich die dargestellten Fiüssigkeitszylinder von der Art mit zwei Kolbenstangenenden sind.
Die Kolbenstange 29 eines jeden der Zylinder 26 sind durch eine Gabel 31 und einem Bolzen 32 an einem Joch
30 befestigt Durch einen Bund 34 ist das Joch 30 am Innenhohlkörper 16 starr befestigt Streben 36 bewirken
eine zusätzliche Abstützung zwischen Joch 30 und dem Bund 34. Der Schwingmechanismus ist am Besten aus
F i g. 3 ersichtlich.
Am anderen Ende des Innenhohlkörpers 16 ist der 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
so wie der in F i g. 1 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 hl
bevorzugter Weise wenigstens ungefähr 30 000 durch
Laserstrahlen gebohrte Öffnungen auf, die jede 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 Rotor 48 werden durch einen Elektromotor 56 und
einem gewöhnlichen Treibriemen 58 von einer Motorriemenscheibe 60 und einer Wellenfiefnenscheibe 62
angetrieben. Durch einen Metallrahmen 64, der auf
einem Fuß des Stützgestells 40 befestigt ist, wird der
h5 Motor 56 in seiner Lage gehalten.
Obwohl die dun b den Spinneraufbau benötigten
Betriebsmittel wie beispielsweise Luft, Wasser, Gas und Bindemittellösung über biegsame Leitungen, die zu
Verzweigungen um den Spinneraufbau laufen, zum Spinneraufbau geführt werden können, werden diese
Betriebsmittel in der in den Fig. I bis 3 dargestellten
Ausführungsform 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 cut 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 Inncnhohlkörpers 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 Stripperringcn 78.
Übliche in der Auslaßleitung 80 angeordnete Druckregler (nicht gezeichnet) bewirken in den
Stripperringen 78 einen gewünschten Druck von kennzeichnenderweise ungefähr IO546kp/m2. Über
fine Vielzahl von Sprühdüsen 82 tritt die Luft aus den
Stripperringen 78 aus, um die gesponnen·.·'! 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 L.id 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 Innenhohlkörper 16 läuft und beim Auslaß
100 endet.
Eine wahlweise Sondereinrichtung der bevorzugten Ausführungsform stellt der vertikale Stellmechanismus
9 dar. Dieser Mechanismus umfaßt eine mit einem Gewinde versehene Welle 120, die an einer Hülse 122
starr 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 Stützteil 10 angeschweißt oder in sonsteiner
Weise verbunden ist. Die Hebebuchse 124 ist revcrsibe und zieht die Welle 120 vertikal nach oben, wenn sie ir
einer Richtung betätigt wird, wodurch seinerseits dei Spinnmechanismus 8 vertikal nach oben bewegt wird
Bei Umkehrung wird die Welle 120 abgesenkt und somi der Spinnmechanismus 8. Die Hülse 20 bewegt sich ir
Vertikalrichtung entlang des vertikalen Stützteils 10 wie in Fig. I durch Pfeile angegeben. Die Sonderein
richtung, um den Spinnmechanismus 8 anzuheben odei abzusenken ist nicht notwendig, jedoch manchmal vor
Nutzen, um zur Wartung einen besseren Zugang zurr Spinneraufbau 8 zu haben. Anstelle der Hebebuchsc unc
der Gewindewelle kann irgendein anderer äquivalente] Mechanismus benutzt werden, mit dem ein Gcgcnstant
angehoben oder abgesenkt werden kann.
Der Schwingmechanismus 6 wurde oben beschrieben Ein geeigneter Mechanismus, um die Lage des Spinner:
anzuzeigen und die Geschwindigkeit der Schwingun; und den (Jrad der Neigung des kotors 48 zu steuern, is
auch in den F i g. I bis 3 dargestellt. Dieser Mech;>nismu: umfaßt eine Kette 128, die um die Außenfläche de:
Innenkörpers 16 vorgesehen ist. Diese Kette ist ir ähnlicher Weise wie eine Fahrradkette aufgebaut
jednch größer und von gröberer Bauart. In dieser Kett<
befindet sich ein Zahnrad 130, welches drehbar durcl einen Bolzen 132 in einem Stützrahmen 134 abgcstütz
i«;·. Mit einer Seile des Zahnrades 130 ist ein Bautei
eines gewöhnlichen kleinen Potentiometers 136 fes verbunden. Der andere Teil des Potentiometers (nich
gezeichnet) ist fest mit dem Stützrahmen 134 derar verbunden, daß bei Drehung des Zahnrads 130 ein Tei
des Potentiometers mit dem Zahnrad dreht, wahrem der andere Teil des Potentiometers fixiert bleibt. Da:
Potentiometer 136 gibt ein Signal ab, dessen Polaritä von der Richtung abhängig ist, in welcher das Zahnrac
130 dreht, wobei die Größe davon abhängig ist, wie wei das Zahnrad 130 von einem fixierten neutralen Punk
sich wegbewegt hat. Der fixierte neutrale Punkt is gewöhnlich da. wo die Rotationsachse des Rotors sich ir
einer vertikalen Lage befindet.
Durch Überwachung des durch das Potentiomete: 136 erzeugten Signals kann die Position des Rotors 41
fortgehend über den Oszillationszyklus erfaßt werden Dieses Ausgangssignal vom Potentiometer kann auch ir
Verbindung mit anderen üblichen Steuer- und Ventilein richtungen zur Betätigung des Schwingmechanismus (
verwendet werden. Mit dieser Steuerung kann de Winkel, wie durch die Pfeile B und C wie in Fig.;
dargestellt, verändert und gesteuert werden, und kanr weiter auch der Betrag, um den der Rotor oder desser
Rotationsachse aus einer Position in eine ändert geändert wird, sowie die Geschwindigkeit, mit der dit
Schwenkbewegung des Rotors am Ende des Hub: reversiert wird, gesteuert und verändert werden
Ϊ5 Beispielsweise ist es manschmal vorteilhaft, den Betraj
zu steigern, um den der Rotor im Endabschnitt eine Hubs und beim Beginn des reversierenden Hub
verschwenkt wird, um eine leichte Verzögerung zi kompensieren, die durch die zum Stoppen de
Bewegung in einer Richtung und zum Starten de Rotors zum Rückwärtsschwenken in die entgegenge
setzte Richtung erforderliche Ventiltätigkeit verursach ist. Diese kleine Verzögerung kann ansonsten bewirken
daß die Kanten einer aufgesammelten Fasermatw dicker werden als der Mittelabschnitt, wobei diese:
durch Erhöhung der Oszillationsgeschwindigkeit ar einem entsprechenden Punkt zur Kompensierung de;
Verzögerung im Reversiermechanismus ausgeschlosser
werden kann.
Während des Betriebs ist die in den Fig. 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 Faserbiidung 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
cnien 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 Faserbildi'ng 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
Sammelfläche angeordneten Saugkasten 148 mit einem großen Sauggebläse werden die Fasern auf der
Sammeifläche 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 Fasern 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
is 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
Sammelkammerwänden 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
J5 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.
«o Es ist auch möglich, die gewünschten Ergebnis
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 Spirmeraufbau könnte auch auf einem Querlaufmechanismus
angeordnet sein, so daß er 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
M) hat.
Die in den F i g. 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 Spinnmechanismus
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 il-drr verbunden. Die Zylinderbewegung
verursacht, daß das Joch 210 um die Achse der 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 Nähe 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. A.'dere 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
to 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, viei 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 (11)
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 Fördernd« jng 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 6er Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorachse entlang
einer Kurvenbahn um eint.ι 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 Bodenwanrf
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 Horizontalstülze zur Abstützung des Rotors (48) und
des Antriebs (36), wobei die Horizontalachse in der Ebene der Bodenwand des Rotors (48) liegt, sowie
durch einen Schwenkmechanismus (6) zur oszillierenden Schwenkung der Horizontalstütze, wodurch
die Roiationsachse des Rotors um einen innerhalb der Bodenwand des Rotors liegenden Punkt
geschwenkt werden kann.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Horizonlalstütze ein hohles Rohr (16) ist, in dessen Innerem eine Vielzahl von
Leitungen für die Betriebsmittelzuführung zum Rotor vorgesehen ist.
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