DE4441838C1 - Verfahren zum Durchtränken von fasrigen Trägerwerkstoffen in Form von Vliesen, Matten und Geweben mit Flüssigkeiten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem Trägerwerkstoffe in Form von Vliesen, Matten und Geweben voll­ kommen mit Flüssigkeiten durchtränkt werden können. Seither werden Zuschnitte aus fasrigen Trägerwerkstoffen mittels Airless-Spritzverfahren oder mittels Spritzpistolen mit Flüssigkeit besprüht, wobei das Sprühen durch Druckluft erfolgt. Insbesondere beim Besprühen mit Kunstharzen, wie Polyurethan- und Epoxydharzen ergeben sich große Nachteile. So müssen hierbei Sprüh- Nebel und -Dämpfe abgesaugt werden.

Dadurch, daß der Sprühnebel über den Trägerwerkstoff hinausgeht, d. h.: wenn "overspray" vorliegt, müssen die Spritzkabinen und die Einrichtungen, die den Trägerwerkstoff ausgestreckt halten, abgeklebt werden. Dies ist besonders nachteilig, da bei Sprüh- und Spritzverfahren der Trägerwerkstoff nur von einer Seite getränkt werden kann.

Zum vollständigen Durchtränken muß der Trägerwerkstoff gewendet werden, was einen großen maschinellen Aufwand hinsichtlich der Halte- Einrichtungen erfordert.

Auch ist der Raumbedarf bei diesen bekannten Verfahren infolge des flach ausgetreckten Trägerwerkstoffes sehr groß.

Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik besteht darin, daß die vollständige und gleichmäßige Durchtränkung des Trägerwerkstoffes beim Sprühen und Spritzen nicht gesichert und eine reproduzierbare Durchtränkung des Trägerwerkstoffes nicht möglich ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik macht es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, ein Verfahren zum Durch­ tränken von fasrigen Trägerwerkstoffen mit Flüssigkeiten und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, wobei folgende Bedingungen erfüllt sein sollen:

• - Das Verfahren soll eine völlig gleichmäßige, über die gesamte Fläche des Trägerwerkstoffes reichende, reproduzierbare Durchtränkung des Trägerwerkstoffes ermöglichen,
• - das Verfahren soll so durchgeführt werden, daß keine in die Umgebung gelangenden Sprüh-Dämpfe oder -Nebel entstehen und
• - die Vorrichtung soll ein möglichst kleines Raumvolumen auf­ weisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ,mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 3.

Der Trägerwerkstoff ist nach dem Durchtränken flexibel. Er kann anschließend in Stücke gewünschter Größe zerschnitten und in Formen unter Druck- und Temperatureinwirkung zu Formteilen gepreßt werden, die bekanntlich bei der Möbelindustrie, beim Kraftfahrzeugbau usw. zum Aus- und Verkleiden Verwendung finden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert:

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Fig 1 mit Teil­ schnitt I-I gemäß Fig. 1 mit eingelegtem Trägerwerkstoff und zwar in der Funktionsstellung bei Beginn des Durch­ tränkungsvorganges,

Fig. 3 einen Querschnitt II-II gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Steuereinrichtung zum Steuern und Regeln der Vorrichtung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet nach dem Fliehkraft­ prinzip. In die Trommel 1 wird der zurechtgeschnittene Träger­ werkstoff 5 so eingelegt, daß seine Längskanten an der Innenwand der Trommel 1 stumpf zusammenstoßen, so daß der Trägerwerkstoff fast die gesamte zylindrische Innenwand der Trommel bedeckt.

Die Drehachse 1.2 der Trommel 1 ist horizontal ausgerichtet. Die Trommel 1 weist an einem Ende eine Stirnscheibe 1.3 auf, an der eine Welle 1.1 befestigt ist, deren Längsachse identisch ist mit der Drehachse 1.2 der Trommel 1. Die Welle 1.1 ist auf bekannte Weise in einem Getriebe 2 fliegend gelagert und kann über das Getriebe 2 mittels eines Elektromotors 7 in Drehung versetzt werden. Der Elektromotor 7 ist bei der gezeigten Aus­ führungsform an dem Getriebe 2 angeflanscht.

Das Getriebe 2 kann selbstverständlich entfallen, wenn ein Elektromotor mit entsprechendem, stufenlos regelbaren Drehzahl­ bereich direkt mit der Welle 1.1 gekoppelt wird, wobei die Welle 1.1 in einem nicht gezeichneten Lagergehäuse gelagert wird, das die auftretenden Radial- und Axialkräfte der Welle aufnimmt. Wird nun die Welle 1.1 und damit die Trommel 1 mittels des Elektromotors 7 in schnelle Umdrehung versetzt, so wird der eingelegte,Trägerwerkstoff 5 infolge der Fliehkraft an die Innenwand der Trommel 1 gepreßt.

Vor dem anderen, offenen Ende der Trommel 1 ist ein Schlitten 3 angeordnet, der an Führungsschienen 4 geführt ist. Zu diesem Zweck sind am Schlitten 3 Führungsrollen 3.2 vorgesehen. Die Führungsschienen 4 sind parallel zur Drehachse 1.2 ausge­ richtet. Der Schlitten kann von Hand oder durch einen Fahran­ trieb 3.3 bewegt werden.

Am Schlitten 3 ist eine Linearschiene 8 befestigt, an der ein Aufgabetrichter 9 längsbeweglich angeordnet ist. Solche Linear­ schienen sind bekannt. Sie bestehen aus einem im Querschnitt rechteckigen Profil, in dem eine umlaufende Kette angeordnet ist, die von einem Linearantrieb 3.1 angetrieben wird und an der ein Mitnehmer befestigt ist, der an dem Führungselement 9.1 angreift, an dem der Aufgabetrichter 9 befestigt ist. Der Linearantrieb 3.1 kann in einer weiteren Ausführungsform auch eine Schraubenspindel in Drehung versetzen. In diesem Falle ist auf der Spindel eine Bewegungsmutter angeordnet, die fest mit dem Führungselement 9.1 des Aufgabetrichters 9 verbunden ist. Bei dieser erwähnten Ausführungsform ist am Schlitten 3 anstelle der Linearschiene 8 ein Führungslineal angebracht zur Führung des Führungselementes 9.1. Durch Drehung der Spindel in ent­ gegengesetzten Richtungen kann so der Aufgabetrichter 9 hin und her bewegt werden.

Die Linearschiene 8 ist parallel zur Drehachse 1.2 der Trommel 1 ausgerichtet.

Am unteren Ende des Aufgabetrichters 9 und zwar an dessen Aus­ lauf ist eine Verschlußeinheit angebracht, die einen Schieber 9.3 aufweist, der mittels eines Elektromagneten 9.4 die Auslauföffnung des Aufgabetrichters 9 in Richtung des Pfeiles 15 öffnen und entgegengesetzt hierzu schließen kann.

Der Aufgabetrichter 9 wird mittels eines Schlauches 11 mit der zur Durchtränkung bestimmten Flüssigkeit beschickt. Der Schlauch 11 ist an einem Behälter 12 angeschlossen, in dem sich die Flüssigkeit befindet. Im Behälter ist eine bekannte Füllstands- Meßeinrichtung 13 angeordnet, die dann ein optisches und/oder akustisches Signal erzeugt, wenn der Flüssigkeitsstand im Behäl­ ter 12 auf ein Restmengen- Niveau abgesunken ist.

Ein Behälterverschluß 14, der ebenfalls aus einem Schieber und einem Elektromagneten bestehen kann, dient dazu, den Zulauf zum Aufgabetrichter 9 zu unterbrechen, wenn der Aufgabetrichter 9 aus der Trommel 1 herausbewegt wird, d. h. wenn der Durch­ tränkungsvorgang beendet ist.

Zur Regelung und Steuerung aller an der Vorrichtung ange­ brachten Antriebs- und Meßinstumente sowie der Signalgeber ist eine elektrische Steuereinrichtung 10 vorgesehen. Diese ist programmierbar und erfaßt vor allem als Eingabegrößen die Dicke und Beschaffenheit des zu durchtränkenden Trägerwerkstoffes, den Durchmesser der Trommel 1 und die physikalisch- mechanischen Eigenschaften der zur Durchtränkung dienenden Flüssigkeit. Nach dem Programmieren stellt die elektrische Steuereinrichtung die für den jeweiligen Fall richtige Drehzahl der Trommel 1 und die Vorschubgeschwindigkeit des Aufgabetrichters 9 ein. Außerdem überwacht die elektrische Steuereinrichtung durch nicht gezeich­ nete Endschalter die beiden Endstellungen des Aufgabetrichters 9, die erwähnten Signalgeber, die beiden Endstellungen des Schlittens 3, die Füllstands- Meßeinrichtung 13 und den Behälterverschluß 14 im Behälter 12.

Die Linearschiene 8 ist dergestalt angeordnet, daß sich die Aus­ lauföffnung des Aufgabetrichters 9 stets exakt unter der Dreh­ achse 1.2 der Trommel 1, bzw. der Welle 1.1 befindet. Auf diese Weise läuft die Flüssigkeit bzw. das flüssige Kunstharz stets auf den untersten Bereich des Trägerwerkstoffes 5.

In Fig. 2 ist die Vorrichtung in der Funktionsstellung gezeigt, in der sich der Aufgabetrichter 9 am hinteren, geschlossenen Ende der Trommel 1 befindet. Der zu durchtränkende Trägerwerk­ stoff 5 liegt an der Trommelwandung so an, daß er fast die gesamte zylindrische Innenwand der Trommel 1 bedeckt. Der Trägerwerkstoff 5 wird vorher so zurechtgeschnitten, daß seine Längskanten nach dem Einlegen in die Trommel stumpf zusammen­ stoßen.

Die zur Durchtränkung des Trägerwerkstoffes 5 dienende Flüssig­ keit wird dem Aufgabetrichter 9 mittels eines Schlauches 11 zugeführt, der am Behälter 12 angeschlossen ist. Der Zulauf aus dem Behälter 12 wird durch einen Behälterverschluß 14 geöffnet und geschlossen, der ebenfalls einen, durch einen Elektro­ magneten betätigten Schieber aufweisen kann.

Nach dem Programmieren der elektrischen Steuereinrichtung wird nach dem Einschalten die Trommel 1 vom Elektromotor 7 in schnelle Umdrehung versetzt, der Behälterverschluß 14 und der Schieber 9.3 geöffnet und der Aufgabetrichter 9 an der Linear­ schiene 8 mit konstanter Geschwindigkeit entlangbewegt. Der Aufgabetrichter 9 ist an einem Führungselement 9.1 befestigt, das auf der Linearschiene 8 geführt und vom Linearantrieb 3.1 bewegt wird, der am Schlitten 3 angeordnet ist.

Auf diese Weise wird die Flüssigkeit, bzw. das flüssige Kunst­ harz schraubenförmig auf den rotierenden Trägerwerkstoff 5 auf­ gebracht und infolge der Fliehkraft in diesen hineingepreßt. Wie sich in der Praxis gezeigt hat, erfolgt so eine völlige Durchtränkung des flächigen Trägerwerkstoffes.

Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß die völlige Durchtränkung des Trägerwerkstoffes nur von einer Seite erfolgt und daß hierzu eine Vorrichtung benutzt wird, die nur ein kleines Raumvolumen benötigt. Ein weiterer Vorteil besteht bei Anwendung der Erfindung darin, daß keine Sprüh-Nebel oder -Dämpfe entstehen.

Hat der Aufgabetrichter 9 das offene Ende der Trommel 1 erreicht, wird durch die elektrische Steuereinrichtung 10 der Schieber 9.3 und der Behälterverschluß 14 geschlossen. Dann wird der Schlitten 3 von Hand oder oder mittels eines Fahrantriebes 3.3 von der Trommel weggeschoben. Der durchtränkte Trägerwerk­ stoff 5 kann dann der Trommel entnommen werden.

Das Getriebe 2 ist auf bekannte Weise so ausgebildet, daß Trommeln beliebigen Durchmessers aufgesetzt werden können. Sollen mehrere gleichartige Trägerwerkstoffe hintereinander durchtränkt werden, wird in der Praxis beim ersten Trägerwerk­ stoff die günstigste Trommeldrehzahl und die entsprechende Vorschubgeschwindigkeit des Aufgabetrichters 9 durch Probieren festgestellt. Gemäß den Ergebnissen der Prüfung der Durch­ tränkung kann dann die elektrische Steuereinrichtung 10 so programmiert werden, daß alle Trägerwerkstoffe, die die gleichen Eigenschaften wie das Probestück haben, automatisch durchtränkt werden können.

Claims (3)

1. Verfahren zum Durchtränken von fasrigen Trägerwerkstoffen in Form von Vliesen, Matten und Geweben mit Flüssigkeiten dadurch gekennzeichnet, daß man

• a) den zu durchtränkenden, flächigen, zurechtgeschnittenen Trägerwerkstoff in eine Trommel, deren Längsachse horizon­ tal ausgerichtet ist, so einlegt, daß er fast die gesamte zylindrische Innenwand der Trommel bedeckt,
• b) die Trommel in schnelle Umdrehung um ihre Längsachse ver­ setzt,
• c) die zur Durchtränkung dienende Flüssigkeit im Innern der Trommel aus einem Aufgabetrichter auf den untersten Bereich des Trägerwerkstoffes laufen läßt und
• d) gleichzeitig den Aufgabetrichter mit konstanter Geschwindigkeit entlang einer geraden Linie, parallel zur Längsachse der Trommel bewegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß man im Verfahrensschritt a) den Trägerwerkstoff so zurechtschneidet, daß seine Längskanten nach dem Einlegen in die Trommel stumpf zusammenstoßen.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Merkmale aufweist:

• - eine hohle Trommel (1), die an einem Ende offen und am anderen Ende mittels einer Welle (1.1) fliegend in einem Getriebe (2) gelagert ist, wobei die Drehachse (1.2) der Trommel (1) identisch ist mit der Drehachse der Welle (1.1) und horizontal ausgerichtet ist,
• - einen Elektromotor (7) mit stufenlos regelbarem Drehzahl­ bereich, der funktionsgemäß mit der Welle (1.1) gekoppelt ist,
• - einen Schlitten (3), der vor dem offenen Ende der Trommel (1) an Führungsschienen (4) längs verschiebbar angeordnet und mit einem Fahrantrieb (3.3) versehen ist, wobei die Führungsschienen (4) parallel zur Drehachse (1.2) der Trommel (1) ausgerichtet sind,
• - einem parallel zur Drehachse (1.2) ausgerichtete Linear­ schiene (8), die mit ihrem einen Ende, seitlich versetzt zur Drehachse (1.2), am Schlitten (3) befestigt und mit einem Linearantrieb (3.1) ausgestattet ist,
• - ein Führungselement (9.1), das auf der Linearschiene (8) längsbeweglich angeordnet ist und an dem ein Aufgabe­ trichter (9) ′befestigt ist, an dessen unteren Ende ein Schieber (9.3) angeordnet ist, der funktionsmäßig mit einem Elektromagneten (9.4) verbunden ist, wobei das untere Ende des Aufgabetrichters (9) unterhalb der Drehachse (1.2), in einer gemeinsamen Vertikalebene mit dieser, angeordnet ist,
• - einen Schlauch (11), der mit einem Ende an einem Behälter (12) angeschlossen ist und zwar an dessen Behälterverschluß (14), und dessen anderes Ende in den Aufgabetrichter (9) mündet,
• - eine Füllstands- Meßeinrichtung (13) im Behälter (12) und
• - eine elektrische Steuereinrichtung (10), die programmierbar ist und zu deren Programmierung der Durchmesser der Trommel (1), die Dicke und die Beschaffenheit des zu durchtränken­ den Trägerwerkstoffes (5) und die mechanisch-physikalischen Eigenschaften der zur Durchtränkung dienenden Flüssigkeit die Eingabegrößen sind.