DE7118410U

DE7118410U - Matte aus fasermaterial

Info

Publication number: DE7118410U
Application number: DE19717118410U
Authority: DE
Original assignee: Universal Oil Products Co
Current assignee: Universal Oil Products Co
Priority date: 1970-05-13
Filing date: 1971-05-11
Publication date: 1971-11-04
Also published as: FR2091578A5; DE2123379A1; CA956874A; GB1354414A; BR7102894D0; SE384142B; IT942201B; ES391012A1

Description

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HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH -HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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11. Mai 1971
t -

U.S.Ser.No. 36,731

Universal Oil Products Company

30 Algonquin Road

Des Piaines, 111. 6OOI6 (USA)

Matte aus Fasermaterial

Die Erfindung bezieht sich auf .eine Matte aus Fasermaterial zum Inkontakt'oringen des Fasermateriales mit einer Fließmediumströmung.

Die Verwendung von Kontaktierungsmaterialien verschiedener Arten, Formen und Stoffe ist sowohl für den Hausgebrauch als auch bei industriellen Anwendungen allgemein bekannt. Beispiele sind Anwendungen für Filtrierzwecke, bei denen Fasern unterschiedlicher Sorten verwendet werden, um Festteilchen aus einem Fließmediumstrom auszufiltern, ferner Anwendungen für katalytische Reaktionen, bei denen Kontaktierungsmaterialien in Faser- oder Teilchenform für verschiedene Arten von

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katalytischen Reaktionen in Raffinerien u.dgl. als Katalysatorbasis oder selbst als Katalysatoren verwendet werden, oder verschiedene Siebanwendungen, bei denen Kontaktierungsmateriaiien verschiedener Formen verwendet werden, uns Bestand= j teile von Fließmediumströmen abzutrennen oder zu adsorbieren. j

Alle Anwendungen dieser Art haben ein Hauptproblem zu lösen, das darin besteht, alle verfügbaren Kontaktierungsmaterialien in der wirksamsten Weise auszunutzen. Eine allgemein verwendete Lösung dieses Problemes besteht darin, einen gleichmäßigen Strom durch den Teil vorzusehen, der das Kontaktierungsmaterial enthält, d.h. einen Strom durch das Kontaktierungsmaterial, der für jedes einzelne Materialteilchen gleich groß ist.

Die Ausbildung eines gleichmäßigen Stromes durch das Kontaktierungsmaterial wurde bisher in verschiedener Art durch eine besondere Kammerkonstruktion oder das Vorsehen einer Prallanordnung bewerkstelligt. In Reaktionskammern wurden beispielsweise die Einlaß- und Auslaßverteiler oder die Verteilerkammern konisch mit abnehmender Querschnittsfläche ausgebildet, wobei die Konizität in einem bestimmten Verhältnis zu der Geschwindigkeit der Strömung und der Größe der Einlaß- und Auslaßwände der die Kontaktierungsmaterialien enthaltenden Kammer standen, um so einen gleichmäßigen Strom durch die die Kontaktierungsmaterialien enthaltende Kammer zu erreicLan. Eine weitere bisher verwendete Lösung bestand darin, die die Materialien enthaltende Kammer selbst konisch zu gestalten und deren Konizität in bezug auf die Fließgeschwindigkeit und den Druck derart zu wählen, daß ein gleichmäßiger Strom durch die Kammer erzeugt wird. Diese und andere bekannte

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Lösungen komplizieren jedoch die Konstruktion der Kammer erheblich. Um eine Konizität in den Kontaktkammern oder in den Verteilungs- und Sammelteilen eines Reaktors zu erreichen, jnüsser. diese mit schrägen QÖ&r geneigten Materialstücken aufgebaut werden. Bei großen Reaktoren bringt dies konstruktive Schwierigkeiten mit sich, die nur unter Verwendung von zusätzlichem Konstruktionsmaterial zu lösen sind und ein kompliziertes Fabrikationssystem notwendig machen können.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine für die Kontaktierung einer Fließmediumströmung geeignete Materialanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die in sich selbst den Durchfluß regelt und damit ohne aufw^dige Konstruktionen verwendet werden kann.

Dies wird erfindungs^emäß dadurch erreicht_ä daß das Fasermaterial derart mit einer vorbestimmten Struktur unterschiedlicher Dichte angeordnet ist, daß -sich eine vorgegebene Verteilung der Strömung durch das Fas*,,.'material ergibt. Vorteilhafterweise ist das Fasermaterial derart angeordnet, daß sich bei der Verwendung der Matte in einer Kontaktievungskammer eine gleichmäßige Verteilung der Strömung ergibt.

Eine solche Matte ist einfach und billig herzustellen, kann leicht an wechselnde Anforderungen angepaßt werden und vermeidet mit großer Sicherheit Verstopfungen oder - bei katalytischen Reaktionen - heiße Stellen in dem Kontaktierungsmaterial.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Matte rohrförmig und das Material schraubenförmig mit in vorbestimmter Weise unterschiedlicher Steigung angeordnet.

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Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Matte ein Gewebe und das Fasermaterial mit in vorbestimmter Weise unterschiedlichem Fadenabatand angeordnet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Matte ein Vlies und das Fasermaterial mit in vorbestimmter Weise unterschiedlicher Anhäufung angeordnet.

Vorteilhafterweise weist die Matte eine gleichförmige Dicke auf. Das Fasermaterial kann mit einem Katalysator getränkt sein oder aus einem Katalysator bestehen.

Das Fasermaterial kann vorgeformt oder es kann auch erst bei seinem Einbringen in einen Reaktor, eine Filterkammer u.dgl. mit der gewünschten Struktur geformt werden. Der Ausdruck "Fasermaterial¹¹ soll einen breiter. Bereich von natürlichen oder synthetisch hergestellten Fasern sowie auch Garne oder Fäden aus natürlichen und synthetischen Fasern umfassen.

Die Fasern «der Garne können verschiedene Formen annehmen und können in irgendeiner üblichen bekannten Art hergestellt sein. Beispielsweise können Aluminium-Silizium-Ktrzstapelfasern dadurch hergestellt werden, daß ein aus geschmolzenem Aluminium- und Siliziumoxid (Ton- bzw. Kieselerde) nach unten fallender Strom mit einem Düsenstrom verblasen wird. Die sich so ergebende Faser ist in idealer Weise zur Herstellung von Matten durch Vakuumformung geeignet, wie dies weiter unten noch näher ausgeführt wird. Die Aluminium-Silizium-Faser kann ferner dadurch als Langt oapelfaser gebildet werden, daß eine Schmelze aus Aluminium- unO Siliziumoxid gesponnen wird. Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Fasern besteht darin, daß eine feuerfeste anorganische Oxyderde, wie beispielsweise Tonerde,

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mit einem faserformenden organischen Polymer gemischt wird, sodann die Fasern aus der Mischung gezogen oder gesponnen werden und anschließend das organische Polymer verbrannt wird. Die sich so ergebenden Fasern können dann mit einem Katalysator für die Verwendung in einem Reaktor imprägniert werden.

Ferner können auch Glasfasern gezogen oder mit hohen Geschwindigkeiten aus einer Schmelze gesponnen werden, um so fortlaufende Faserstränge zu schaffen. Organische Fasern können durch Extrudieren, Spinnen oder Ziehen von organischen Schmelzen gebildet werden. Die vorerwähnten Fasern stellen jedoch keine Begrenzung für eine Verwendung bei der vorliegenden Erfindung dar, sondern sind nur als Beispiel zu betrachten. Die Fasern oder Garne können auch von natürlich vorkommenden Materialien stammen, beispielsweise aus Baumwolle, Wolle usw. bestehen.

Ein besonders günstiges Verfahren zum Herstellen einer Matte nach der Erfindung besteht darin, daß das Fasermaterial schraubenförmig auf eine zylindrische Form aufgewickelt und die Steigung der sich dabei ergebenden Windungen in vorbestimmter Weise verändert wird. Bei Verwendung dieses Verfahrens tragen die Teile der Form, an denen die Steigung am geringsten ist, die am dichtesten geformte Matte.

Ein weiteres Herstellungsverfahren zum Erzielen einer bestimmten Orientierung der Fasern besteht darin, daß die Pasern oder Garne zu einer Matte mit einem Muster von unterschiedlicher Querschnittsdichte gewoben werden. Hierbei ist es günstig, wenn die Kettfäden und/oder die Schußfäden mit in vorbestimmter Weise unterschiedlichem Abstand angeordnet bzw. eingebracht werden.

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Gemäß einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen einer Matte nach der Erfindung wird das Fase ."material auf eine mit einer Vielzahl von öffnungen versehene Vakuumform aufgebracht, die einen in vor^bestimmter Weise unterschiedlichen Druckabfall aufweist. Bei der Verwendung dieses Verfahrens sammeln die Teile der Vakuumform, die einen geringeren Durchfluß haben, von sich aus weniger Pasern. Durch eine Programmierung der Anordnung der Fasern in der V°>iumform kann eine gleichmäßige Matte mit programmierter Dichte geschaffen werden. Als nachträglicher Verfahrensschritt kann bei dieser Methode die so geschaffene Matte bis auf eine gleichförmige Dicke gepreßt werden. Damit kann eine Matte von unterschiedlicher Dichte mit gleichmäßiger Stärke gebildet werden. Das FaserniL 'erial kann durch Luft oder in einer Aufschwemmung auf die Vakuum form aufgebracht werden. In letzterem Falle zieht das Vakuum dann anschließend die Flüssigkeit aus der Aufschwemmung ab, und es bleibt die Fasermatte zurück.

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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele der Erfindung enthält. In der Zeichnung zeigen:

Fig. la eine schematische Darstellung einer Fließmed^urakontaktierungskammer unter Verwendung eines schrägen Materialteiles;

Fig. 1b eine schematische Darstellung einer Fließme*lumkontaktierungskammer unter Verwendung eines konischen Materialteiles;

Fig. 1c eine schematische Darstellung einer Fließmediumkontaktierungskammer unter Verwendung eines flachen Materialteils, bei dem die Fasermaterialien gemäß der Erfindung eingebaut sind;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Matte aus Fasermaterial, wobei eine Vielzahl von Faserlagen auf einen Dorn aufgewickelt wird;

Fig. 3 eine vergrößerte schematische Darstellung einer Fasermatte, die durch Weben hergestellt ist;

Fig. 4a eine schematische Darstellung einer Matte aus und 4D Fasermaterial, die durch Verpressen der Fasern hergestellt ist;

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Pig. 5 schematische DarstelDung eines Verfahrens zur Her^u stellung einer Matte aus Fasermaterial unter Verwendung einer besonderen Art, um die Pasern auf einer Vakuumform abzulagern.

In Pig. 1a ist eire Fließmediumkontaktierungskammer 1 mit Einlaß- und Auslaßleitungen 2 und 3 dargestellt. Innerhalb der Kammer ist ein Materialteil ^c angeordnet. Innerhalb des Materialteils 6 befinden sich unterteilte Materialteilchen 7. Der Materialteil 6 wird * "- Kammer 1 in geneigter oder schräger Lage so eingebracht ~nd eingesetzt, daß ein Einlaßverteilungsteil 4 oberhalb des Materialteils 6 und ein Auslaßverteilungsteil 5 unterhalb des Materialteils 6 gebildet wird. Infolge der schrägen Anordnung des Materialteils 6 und der regelmäßigen Form der Kammer 1 sind beide Verteilungsteile und 5 konisch. Diese besondere Anordnung wurde in katalytischen Reaktoren verwendet, um die Herstellung eines gleichmäßigen Stromes durch den Materialteil zu verbessern und zu erleichtern.

Wenn ein Fließmedium durch den Einlaßverteilungsteil 4 hindurchfließt, so hat mit anderen Worten der Druck des ankommenden Fließmediums die Tendenz, sich auszugleichen, und zwar infolge der Reduktion der Querschnittsfläche des Verteilungsteils. Im Hinblick hieran' und außerdem, weil die zunehmende Querschnittsfläche des Au3laßverteilung3teils 5 in Flußrichtung liegt, ist die Strömung des Fließmediums durch den Materialteil 6 im esentlichen gleichmäßig. Der Nachteil dieser Anordnung besteht grundsätzlich darin, daß die Kammerkonstruktion teuer ist.

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In Pig. 1b ist eine ähnliche Fließmediumkontaktierungskammer 1· mit Hiner Einlaßleitung 2' und einer Auslaßteitung 3' dargestellt, wobei ein Einlaßverteilungsteil 4¹ und ein Auslaßverteilungsteil 5' und ein Materialteil 6' gebildet wird, der Materialteilchen 7' enthält. In dieser Kammer wird eine gleichmäßige Verteilung dadurch erreicht, daß das die Materialteilchen 7' zurückhaltende Materialteil 6' konisch ist, wobei sich der Querschnitt in Richtung des Stromes erhöht. Da die Teilchentiefe am Abflußende der Kammer größer ist, ergibt sich für eine bestimmte Fließgeschwindigkeit ein größerer Druckabfall durch den Materialteil, so daß die Tendenz entsteht, bei unterschiedlichen statischen Druckgradienten einen Ausgleich am Einlaßverteilungsteil zu erreichen. Hierdurch ergibt sich am Abflußende des Einlaßverteilungsteils 4' eine Abnahme des Stromes durch den Materialteil 6' und damit ein gleichmäßigerer Strom durch den ganzen Materialteil 6¹. Wie im Falle der Ausfuhrungsform nach Fig. 1a ist der Hauptnachteil dieser Ausführungsform eine teure Kammerkonstruktion.

In Fig. 1c ist eine Fließmediumkontaktierungskammer 1^fl gemäß der Erfindung dargestellt; die Kammer weist eine Einlaßleitung 2¹¹ und eine Auslaßleitung 3¹', ein Einlaßverteilungsteil 4¹¹, ein Auslaßverteilungsteil 5¹¹ uad einen Materialteil 6¹¹ auf. Die Materialteilchen innerhalb des Materialteils 6¹¹ werden durch die Ziffer 7'¹ bezeichnet. Es sei darauf hingewiesen, daß die Form der Kammer selbst gegenüber den Konstruktionen der Figuren 1a und 1b insofern vereinfacht ist, als keine geneigten Platten vorhanden sind, um konische Verteilungsteile oder ein konisches Materialteil zu bilden. Das Material 7¹¹

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ist im vorliegenden Pall ein zum Kontaktieren eines Fließmediumstromes geeignetes Fasermaterial, wobei das Material in einer vorbestimmten Art mit veränderlicher Dichte angeordnet ist. Die Anordnung ist so in bezug auf den Füeßmediumstrom und der Konstruktion der Kammer aufgebaut, daß eine programmierte Verteilung des Stromes durch das Pasermaterial erreicht wird. Die Anordnung kann schematisch dadurch beschrieben werden, daß am Ende 8 des Materialteiles 6¹¹ die Pasern einen größeren Abstand haben als am Ende 9. Die Verteilung eines Materials in einem Reaktor ist, wie oben erwähnt, vorzugsweise gleichmäßig. Daher sind die Pasern in bezug auf den Fließmediumstrom und den Aufbau der Kammer vorzugsweise so angeordnet, daß eine gleichmäßige Verteilung eines Stromes durch das Pasermaterial erreicht wird, wenn dieses als katalytischer Reaktor verv/endet wird. Da in diesem Pail der Materialteil am Ende 9 dichter ist, wobei dieses Ende am Abflußende der Kammer liegt, ergibt sich bei einer bestimmten Pließgeschwindigkeit ein größerer Druckabfall durch diesen Teil der Kammer, wodurch sich die Tendenz ergibt, daß sich der unterschiedliche statische Druckgradient am Einlaßverteilungsteil 4-¹¹ ausgleicht. Hierdurch ergibt sich durch dieses Teilstück des Materialteils ein abnehmender Strom und ferner ein gleichmäßigerer Strom durch das ganze Material des Materialteils 6·'.

Die Tatsache, daß im Ausführungsbeispiel die gewünschte Plußverteilung gleichmäßig ist, stellt jedoch keine Beschränkung dar, denn andere Anwendungen können ggf. eine ungleichmäßige Flie3mediumverteilung durch das Kontaktmaterial erfordern. In

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diesen Fällen können die Pasern in bezug auf den Fließmediumstrom und die Kammerkonstruktion so angeordnet sein, daß sich eine andere gewünschte Stromverteilung ergibt. Die Tatsache, daß sich die ankommenden Fließmedien dem Material gegenüber rechtwinklig nähern, soll ebenfalls keine Begrenzung für die Erfindung sein, denn das Fließmedium kann auch unter anderen Winkeln dem Verteilungsteil 4¹¹ zugeführt werden. In einem solchen Fall wäre das Fasermaterial anders aufgebaut, als dies zum Erreichen einer gleichmäßigen Verteilung des Stromes durch daa Material schematisch dargestellt ist. Wenn beispielsweise die Einlaßleitung 2* am Oberteil der Kammer, wie es bei 11 angedeutet ist, angeordnet wäre, so -rre die Anordnung derart, daß unmittelbar unterhalb der Leitung 11 ein dichteres Material angeordnet wäre, und das übrige Material in dem Materialteil 6^!! wäre so aufgebaut, daß in auswärts radialer Richtung eine Anordnung von abnehmender Dichte vorhanden wäre. Es ist vorgesehen, d^S rle dargestellten Fließmediumkontakt ierungskammern, ggf. fliit Abwandlungen, als Reaktorsäulen, Molekularsiebkammern und Filterkammern verschiedener Formen, Größen und zu verschiedenen Zwecken Verwendung finden. Das Fasermaterial selbst kann eine vorgeformte Matte sein,oder das Fasortnaterial kann an Ort und Stelle in den Reaktor oder in andere Formen von Fließmediumkontaktierungskammern eingebracht und dort fest festgepackt werden.

Fig. 2 soll eine Verfahrensart zur Herstellung einer Matte aus Fasermaterial erläutern, die in einer Kontaktierungskammer verwendet werden kann. Es wird dabei angenommen, daß die Fasern bereits durch übliche Verfahren hergestellt und

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präpariert wurden und dann auf einen Spulenkörper aufgewickelt wurden. Das dargestellte Verfahren zeigt also einen Verfabrenssehritt. um die Orientierung der Pasern in eine Matte unter vorbestimmten Bedingungen zu bewirken, um damit die gewünschte Anordnung mit sich ändernder Dichte zu erhalten. Gezeigt ist in der Fig. 2 ein Spulenkörper 21, auf dem Pasern 20 aufgewickelt sind, die durch einen vorerwähnten, vorhergehenden Schritt gebildet wurden. Der Einfachheit halber sind die Halterungen für den Spulenkörper nicht dargestellt, doch können diese üblicher und bekannter Art sein. Die Fasern20 werden durch einen Drehkörper 22 oder eine andere Führung hindurchgeschickt, die durch irgendwelche, nicht dargestellte Mittel gehalten und durch Kraftantrieb mit einer programmierten Geschwindigkeit in Richtung 26 und 27 hin- und herbewegbar tot. Ferner ist noch ein Motor 33 mit einer Welle vorgesehen, auf der eine Scheibe 31 angeordnet ist. Die Scheibe 31 wirkt mit einer Scheibe 30 über einen Riemen 32 zusammen, wobei letztere Scheibe auf einer Welle 29 sitzt, die durch Säulen 37 und 38 so gehalten ist, daß sie sich innerhalb der Säulen 37, 38 drehen kann. Mit der Welle 29 ist ein Dorn 28 verbunden, auf dem die Fasern aufgebracht werden sollen. Der Dorn 28 kann wieder verwendbar sein und lediglich als Form dienen, auf welche die Fasern 20 aufgebracht werden, oder er kann auch andererseits ein perforiertes Einlaß- oder Auslaßsieb für einen Reaktor oder eine andere Fließmediumkontaktier»;.ngskammer sein· In diesem Fall wird nach dem Aufwickeln der Fasern 20 der Dorn mit der darauf gebildeten Matte entfernt und in den Reaktor oder die Kammer eingesetzt und bildet dann einen Teil der Kammer.

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Das neuartige Merkmal dieses Verfahrens ist die Tatsache, daß die Pasern 20 auf dem Dorn 28 in einer Vielzahl von Lagen mit vorbestimmten, sich ändernden Steigungen aufgewickelt werden, so daß eine Matte mit sich ändernder Dichte gebildet wird, Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Die eine besteht darin, daß die Welle 29 über einen Motor 33 mit konstanter Geschwindigkeit gedreht und der Drehkörper 22 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegt wird, wobei diese Geschwindigkeit in bezug auf den sich drehenden Dorn 28 programmiert wird, um vorbestimmte, sich ändernde Steigungen der Pasern auf dem Dorn und ferner auch der nachfolgenden Faserschichten auf diesem Dorn zu erreichen. Dies ist schematisch in Pig. 2 dargestellt, wo eine Blatte 39 durch dieses Verfahren hergestellt wird. Es ergibt sich aus der Zeichnung, daß das rechte Ende 35 schematisch mit weniger dichten Paserlagen gebildet ist, während das Ende 36 dichter ist. —

Um dies zu erreichen, wird der Drehkörper 22 in der Nähe des Endes 36 mit einer geringeren Seitengeschwindigkeit bewegt und dann dem Ende 35 zu progressiv beschleunigt. Wenn sich der Drehkörper in entgegengesetzter Richtung bewegt, wird er im gleichen Maße progressiv negativ beschleunigt, um das gewünschte Resultat zu erzielen. Dieser Vorgang wird dann so lange wiederholt, bis die gewünschte Mattenstärke gemäß Fig.2 erreicht ist. Das Ergebnis ist eine Orientierung der Pasern in einer ringförmig gebildeten Matte mit einer Vielzahl von Paserlagen derart, daß die Steigung der Windungen der schraubenförmig zu einer Rohrform aufgewickelten Pasern in vorbestimmter Weise programmiert ist. Wenn die gewünschte Dichtigkeitsanordnung bekannt ist, kann diese Apparatur so eingestellt werden, daß diese Anordnung erreicht wird. Die sich durch dieses Verfahren ergebende Matte ist ohne weiteres

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zur Verwendung in einer Kammer geeignet, die eine ringförmige Matte erfordert, wie dies "beispielsweise in einem katalytischen Wandler mit radialem Strom erforderlich ist.

In Pig. 3 ist das Ergebnis einer anderen Herstellungsart zur Anordnung der Pasern in einer bestimmten Art dargestellt. Hier werden die Fasern in bekannter -rt zu einer Matte gewoben und eine Anordnung mit unterschied?icher Querschnittsdichte erzielt. Das Webverfahren ist an sich üblich, jedoch mit einer Ausnahme, die darin besteht, daß sich mindestens in einer Richtung der Abstand der Pasern und der Garne ändert.

Schematisch s:'nd vier Tuchlagen 49, 57, 58, 59 im Abstand voneinander dargestellt, die beim Zusammenpressen eine relativ dünne Matte unterschiedlicher Dichte ergeben. Die Lage 49 zeigt mehr Einzelheiten als die übrigen Tuchlagen und aus der Darstellung ergibt sich, daß sie aus Pasern 52 hergestellt ist, die in einer Richtung laufen und ferner aus Pasern 50, die in Querrichtung laufen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Pasern 50 in unterschiedlichen Abständen zueinander angeordnet sind, wobei diese Abstände zum besseren Verständnis übertrieben ^roß gezeichnet sind. Dabei sind am Ende 55 die Pasern 50 extrem dicht beieinander, während sie am Ende 56 extrem weit voneinander angeordnet sind. Obgleich die Lage 49 eine gleichmäßige Stärke hat, ist sie am Ende 56 weniger dicht als am Ende 55» weil am Ende 56 die Pasern 50 einen größeren Abstand voneinander haben. Durch Zusammenpressen ähnlicher Lagen 49» 57, 58, 59 ergibt sich, daß eine Matte von unterschiedlicher Dichte gebildet wird. Auch hier kann der Abstand der Pasern 50 entsprechend

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irgendeiner gewünschten Dichte und Anordnung programmiert werden. Ferner kann auch der Abstand der Pasern 52 so geändert werden, daß die gewünschte Dichteanordnung erzielt wird, die auch verschieden von derjenigen der Pasern 50 sein kann.

In den Figuren 4a und 4b ist eine dritte Art für die Orientierung der Pasern in der dargestellten Matte erläutert. Hier wird jedoch eine Form mit Formelementen 65 und 66 verwendet, die beim Zusammenbringen g ·' Fig. 4b zwischen sich einen Raum 72 bilden. Wenn die Elemente 65 und 66, wie in Pig. 4a dargestellt ist, im Abstand voneinander sind, wird das Fasermaterial 67 in den Hohlraum des Formelementes 65 so eingebracht, daß am Ende 68 mehr Material ist als am Ende 69. Das Fasermaterial zwischen diesen Enden wird dann in der vorbestimmten Art in programmierter Dicke eingebracht.

Anschließend kann noch entsprechend der verwendeten Faserart ein Aushärtreagens zugesetzt werden. Wenn die Fasern beim Pressen oder Kompaktieren von selbst einananderhängen oder wenn die Form selbst als Teil einer Fließmediumkontaktierungskammer benutzt wird, was ohne weiteres der Fall sein kann, wird für gewöhnlich kein Aushärtreagens erforderlich sein.

Nachdem das Material eingebracht ist, wird das Formelement 66 mit dem Formelement 65 entsprechend zusammengebracht und damit das Material 67 in eine Matte 70 unterschiedlicher Dichte zusammengepreßt und dabei kompaktiert, wobei das Ende 68 dichter als das Ende 69 ist. Die Matte 70 kann dann entfernt und in eine Pließmediumkontaktierkammer eingebracht oder, falls

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die Formelemente 65 und 66 Teile einer Fließmediumkontakt.ierungskamiaer sind, zusammen mit diesen verwendet werden. In diesem Fall können die Formelemente 65 und 66 mit Perforationen versehen sein, um einen Durchfluß durch das Material zu gestatten.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eir weiteres Verfahren_v um die Fasern in einer Vakuumform abzusetzen, die eine vorbestimmte Anordnung von unterschi * -'im Druckabfall aufweist. Dargestellt ist ein Behälter 91 *· · einer Lippe 92, das eine Aufschwemmung von Fasermaterial 93 enthält. Der Behälter wird - wie in Fig. 5 dargestellt - auf einer bestimmten Höhe gehalten. Im Zusammenhang mit diesem Behälter ist ein Riemensystem vorgesehen, das Antriebsrollen 94 und 95 aufweist, die in üblicher Art angetrieben sind. Ein perforierter, ununterbrochener Riemen 99 ist über die Rollen 94 und 95 gelegt, welche den Riemen ständig über eine Vakuumtrockenkammer 96 bewegen, in welcher durch einen nicht näher dargestellten und mit der Kammer durch eine Leitung 97 verbundenen Vakuumerzeuger ein Vakuum erzeugt wird. Die Vakuumtrockenkammer hat eine obere perforierte Platte 98, die mit dem beweglichen Riemen 99 koramuniziert. Die Platte 98 hat in dieeer Ausführungsform Perforationen 110, die an einem Ende 111 mit einem größeren Abstand als am anderen Ende 112 ang-ordnet sind, um so am Ende 111 einen größeren Druckabfall als am Ende 112 zu erzielen. Der Abstand der Perforationen zwischen diesen Enden wird so programmiert, daß sie' am Riemen 99 eine vorbestimmte Druckabfallanordnung ergibt. Die Perforationen im Riemen 99 sind in bezug auf die Platte 98 so programmiert, daß sich die gewünschte Anordnung

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des Druckabfalles ergibt, Die Gesamtwirkung des programmierten, sich ändernden Druckabfalls ist derart, daß bei Weiterfcewegen der Aufschwemmung über die Lippe 92 bei SS diese schließlich auf dem perforierten Riemen bei 114 abgelagert wird. Da sich der Riemen 99 in Plußrichtung bewegt, nimmt er die Aufschwemmung über die Vakuumkammer mit. Wenn die Aufschwemmung gleichmäßig aus dem Behälter 93 ausfließt, wird durch die Tatsache, daß der Druckabfall am Riemen 99 am Ende 111 größer ist als der Druckabfall am Ende 112, die sich durch Abziehen der Flüssigkeit aus dem Fasermaterial ergebende Matte bei 112 dünner und dichter ist als bei 111. Um eine gleichmäßig dicke, jedoch unterschiedlich dichte Matte gemäß Fig. 6 zu erreichen, läCb man über das Ende 112 eine größere Menge der Aufschwemmung fließen. Da der natürliche Druckabfall am Ende 112 kleiner ist. wird die Matte bei 112 dichter als bei 111. Der Strom der Aufschwemmung aus dem Behälter 191 kann programmiert und dadurch in Querrichtung gesteuert werden, daß an den einzelnen Stellen entlang der Kante des Behälters jeweils eine unterschiedliche Ausflußhöhe der Öffnung 101 bewirkt wird. Die Menge der Aufschwemmung kann so programmiert werden, daß in der sich ergebenden Matte vom Ende 112 bis zum Ende 111 eine programmierte Fasermenge abgelagert wird. Die programmierte Fasermenge und der programmierte Druckabfall am Riemen 99 kann so bestimmt werden, daß eine gleichmäßig dicke Matte mit unterschiedlicher, programmierter Dichteänderung entsteht.

Die sich ergebende Matte 100 wird vom Riemen 99 auf die Rolle 103 abgezogen. Sie kann dann dadurch noch stärker kompaktiert

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und damit in der Stärke gleichmäßiger gemacht werden, daß sie durch eine Walze, beispielsweise 104 der Fig. 5, hindurchgezogen wird. Die in den i'ig. 5 und b dargestellten Verfahren sind nur schematisch erläutert worden,und die Abmessungen und die Formen der beschriebenen Einrichtung sollen keineswegs eine Beschränkung der Erfindung darstellen. Das verwendete Verfahren ist analog zu Verfahren, wie sie be?, der Herstellung von Papier aus organischen Fasern benützt werden.

Es können auch andere Vakuum-Formierungsverfahren in Betracht gezogen werden. Beispielsweise kann das Vakuumformen derart sein, daß die Fasern aufgesprüht werden, wobei Luft als Träger der Faser dient, und die Luft kann dann in eine Form eingesaugt werden, die innerhalb der Form unterschiedliche Vakuumdruckabfälle aufweist.

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Claims

A 38 847 h - 19 - t - 125 U.V.71 U.S.Ser.No. 36,731 Schutzansprüche:

1. Matte aus Fasermateiial zum Inkontaktbringen des Fasermateriales mit einer Fließmediumströmung, dadurch geken nzeichnet, daß das Fasermaterial derart mit einer vorbestimmten Struktur '· xerschiedllcher Dichte angeordnet ist, daß sich eine vorgegebene Verteilung der Strömung durch das Fasermaterial ergibt.

2. Matte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial derart angeordnet ist, daß sich bei der Verwendung der Matte in einer Kontaktierungskammer eine gleichmäßige Verteilung der Strömung ergibt.

3. Matte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte rohrförmig und das Fasermaterial schraubenförmig mit in vorbestimmter Weise unterschiedlicher Steigung angeordnet ist.

4. Matte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte ein Gewebe und das Fasermaterial mit in vorbestimmter Weise unterschiedlichem Fadenabstand angeordnet ist.

5. Matte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettfäden mit in vorbestimmter Weise unterschiedlichem Abstand angeordnet sind.

6. Matte nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußfäden mit in vorbestimmter Weise unterschiedlichem Abstand eingebracht sind.

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U.V.71

7. Matte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte ein Vlies und das Fasermaterial mit in vorbestimmter Weise unterschiedlicher Anhäufung angeordnet ist.

8. Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte eine gleichförmige Dicke aufweist.

9. Matte nach einem der Ans -üche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial mit einem Katalysator getränkt ist.

10. Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial aus einem Katalysator besteht.