EP1026302A2 - Vorrichtung zum Aufwickeln eines Faservlieses - Google Patents

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EP1026302A2
EP1026302A2 EP00100941A EP00100941A EP1026302A2 EP 1026302 A2 EP1026302 A2 EP 1026302A2 EP 00100941 A EP00100941 A EP 00100941A EP 00100941 A EP00100941 A EP 00100941A EP 1026302 A2 EP1026302 A2 EP 1026302A2
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EP
European Patent Office
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winding
nonwoven fabric
roller
belt
nonwoven
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EP00100941A
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EP1026302A3 (de
EP1026302B1 (de
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Gerd-Rüdiger Dr. Klose
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Deutsche Rockwool Mineralwoll GmbH and Co OHG
Original Assignee
Deutsche Rockwool Mineralwoll GmbH and Co OHG
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Publication of EP1026302A3 publication Critical patent/EP1026302A3/de
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    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4209—Inorganic fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H18/00—Winding webs
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    • B65H18/14—Mechanisms in which power is applied to web roll, e.g. to effect continuous advancement of web
    • B65H18/22—Mechanisms in which power is applied to web roll, e.g. to effect continuous advancement of web by friction band
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    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
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    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
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    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
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    • B65H2701/10—Handled articles or webs
    • B65H2701/19—Specific article or web
    • B65H2701/1922—Specific article or web for covering surfaces such as carpets, roads, roofs or walls

Definitions

  • the invention relates to a device for winding a nonwoven fabric for the thermal and acoustic insulation of buildings, in particular made of mineral fibers, preferably rockwool, with a bulk density of up to 85 kg / m 3 , with a conveyor device which promotes the nonwoven fabric in the region of a winding station, in particular a conveyor belt, the winding station having a deflection device which receives an end of the nonwoven fabric entering the winding station and deflects it at an angle> 100 ° in the direction of the incoming nonwoven fabric.
  • Nonwovens for the thermal and acoustic insulation of buildings made of glassy solidified fibers which are mostly thermoset with small amounts Binder are interconnected. Due to the chemical composition of the fibers is commercially available between A distinction is made between glass wool and rock wool. Because of the favorable processing properties Glass wool can be produced using the centrifugal blowing method become. Here, a glass melt passes through the openings of a rotating one Peel off. This procedure results in longer smooth ones Fibers that are laid flat on a conveyor belt. Glass wool is usually with about 5 to 8 mass% of a thermosetting Mixture of phenol-formaldehyde-urea resins bound. For The fiber mass with approx.
  • Insulation materials made from glass wool have one of them laminar structure with predominantly horizontal storage of the Monofilament on. This structure depends on the bulk density and the binder content and the uniformity of the binder distribution to structures with high tensile strength parallel to the large surfaces and low transverse tensile strength or, on the other hand, high compressibility. There are relative movements between the horizontal fibers possible so that the structures when winding up usually not be damaged.
  • Glass wool insulation materials with bulk densities ⁇ 25 kg / m 3 are available on the market both in the form of boards and in the form of rolled-up insulation felts (non-woven fabrics).
  • the rolled insulation felts are compressed to reduce the specific volume by approx. 40 to 60% compared to the original thickness. After unrolling, the nominal delivery thickness must be reached again, whereby certain tolerances are permissible.
  • Such insulation felt is known for example from DE 36 12 587 C2. This known insulation felt should have a bulk density between 10 and 40 kg / m 3 and an increased binder content of 6 to 7% by mass.
  • such insulation felt should be windable and thus flexible on the one hand, but on the other hand also have the property that a section deflected by the insulation felt has sufficient rigidity so that this section can be clamped, for example, between the rafters of sloping roof constructions and lasts there at least until supporting foils or strips are immediately applied to the underside of the rafters.
  • non-woven fabrics made from rock wool fibers consist.
  • Such insulation materials mostly consist of relatively short, often in curved fibers that are only approx. 2 to 2.5% by mass thermosetting Resin mixtures or the like are bound.
  • the structure of the rockwool nonwovens considered here depends on the manufacturing process, but especially the methodology the fiber collection.
  • the generally shorter ones compared to glass wool monofilaments Fibers in stone wool nonwovens can be transported directly on a conveyor belt are collected until the for the thickness of the insulation equivalent height is reached.
  • the taking into account several aspects technically better solution is to collect the fibers than pull off the thinnest possible primary fleece and then this on another conveyor belt, for example with the help of a pendulum device to be stored in such a way that the necessary Height and longitudinal compression equivalent deposit heights reached become.
  • the usual leveling transversely to the direction of transport results an inclined storage of the primary fleece layers.
  • To achieve distribution of the fibers will be a high number of primary nonwoven layers sought per unit volume.
  • the surfaces reorient the monofilaments. Besides, will reduces the adhesiveness of the binder present in the fiber mass.
  • the interfaces affect the mechanical properties the insulation structure as potential weak areas.
  • Nonwovens made of rock wool fibers are essentially in the direction of the three Major axes relatively stable against pressure, so that less compressibility compared to nonwovens made of glass fibers.
  • Farther nonwoven fabrics made of stone wool have one compared to nonwoven fabrics Glass fibers lower transverse tensile strength in the production direction, so that the winding of nonwovens from rock wool fibers in particular high bulk density of the nonwoven fabric is problematic. To wind up nevertheless to enable and the high risk of tears in the tensile zones of the To reduce insulation wrap, it is therefore common to make nonwovens Rock wool fibers with tensile films, paper or composite materials conceal.
  • Nonwoven fabrics There are various winding devices for the winding process of a nonwoven fabric known.
  • the usual wrapping technique for nonwovens is that the unloaded non-woven fabric remains unchanged on a conveyor belt conveyed to a winding station lying in the production direction is usually from a conveyor belt running obliquely upwards consists.
  • a pressure roller can be used to elasticize the nonwoven or a pair of pressure rollers can be arranged in front of the winding station.
  • the structure of the nonwoven fabric can also be damaged in this way be that the fiber tears already when winding or after Unrolling falls apart on site.
  • the fiber With the usual wrapping technique, the fiber is from the top running band and abruptly at an angle of more than 100 ° bent.
  • the pendulum suspended and guided by pressure cylinders Tape pulls the nonwoven section with it and presses it at the same time back on the incoming fiber fleece, so that this due to the high friction begins to roll up.
  • the nonwoven is additional heavily sheared. Further shear forces are exerted on the outer zones of the nonwoven fabric already under tension exercised that the nonwoven fabric is strongly compressed and at the same time the force causing the winding process is transmitted.
  • the introduction of force is on a relatively small area of the outer surface limited.
  • the pressure and shear forces have to be high to achieve compression from 50 to 70% in the core, to average over the entire roll of insulation to achieve from 40 to 60%. Added that by the enlargement of the roll diameter during the winding process too the leverage of the reel increases so that the wrap is temporary takes on an elliptical shape that leads to locally very narrow radii of curvature leads.
  • the covered nonwoven usually becomes solid with one another glued to the not inconsiderable expansion pressure of the winding compensate.
  • an adhesive is preferably applied transversely to the running direction applied to the wrapping.
  • To the individual layers of the nonwoven to press firmly against each other and for the strength development of the The winding process will allow glue required reaction time continued.
  • this procedure leads to considerable stress of the nonwoven, especially in the area of the partial areas immediately before the end of the insulation sheet. In this area Depending on the initial thickness and degree of compression, the nonwoven becomes considerable stressed on shear, so that with insufficient tensile strength the nonwoven tears open.
  • the expansion pressure within the roll causes the above described temporarily elliptical shape of the winding in the connection to the winding process into a round shape of the winding in cross section is transferred.
  • this expansion pressure also leads to permanent stress the area of the nonwoven, which acts as a clamping point of the nonwoven acts.
  • the invention has for its object to further develop a generic device in such a way that gentle winding of the nonwoven fabric is possible without large forces occurring in particular in the tension zones, which lead to damage or destruction of the nonwoven fabric, fiber nonwovens that have a high bulk density should also be able to be wound.
  • the deflection device has a guide element in the form of a band, which rotates at least around a first roll and around a second roll, the first roll at least in the area of the entry of the nonwoven fabric into the winding station and the second roll a length-adjustable arm is arranged, which is pivotable about the center of the winding station, so that the belt lies in extension of the conveyor belt with a strand on the outside of the large surface of the nonwoven fabric in the winding.
  • the nonwoven is accordingly deflected guided with the guide element of the deflection device, wherein a sudden turn with sharp-edged bends essentially is avoided.
  • the invention enables Device a winding process in which there is no free expansion or sharp local compression of the nonwoven fabric in front of or in the winding station is coming.
  • the guide element in the form of a band runs around a first role and a second role, the first roll in the area of the entry of the nonwoven into the winding station and the second roller is arranged on at least one variable-length arm is.
  • the first roll is thus on that of the winding station facing end of the conveyor belt, whereas the second role a circular path is movable so that the second roller with the tape the outer surface of the nonwoven lies in the roll and is guided is moved around the center of the winding station.
  • the deflection device consequently has a guide element in the form of a band, which at least around a first role and a second role. In principle both roles can be arranged movably. But there is also the possibility of the first roll in the area of the inlet of the nonwoven to be fixed in the winding station if one or more additional Rolls or a tape or multiple tapes are arranged ensure secure guidance of the nonwoven.
  • Tape is guided over at least one, in particular several tensioning rollers, which are both radial and at least partially tangential to the winding are movable. Due to the tension rollers, the belt can do the necessary Form for gentle guiding of the nonwoven fabric in the winding station be specified. The partially radial mobility of the tension pulleys serves to adapt the same to the increasing diameter of the resulting wrap.
  • the second role between two length-adjustable, in particular telescopic Arms is arranged, which arms on both sides of the conveyor belt or the winding station are arranged.
  • This configuration has the advantage that there is overall a more stable construction of the deflection device results.
  • the role here extends over the maximum Width of the nonwoven to be wrapped, with nonwovens with less Widths can be wrapped in the device.
  • a rotation device for receiving is preferably located in the pivot point of the arm a winding core arranged. It is provided that the Nonwoven is wound over a core.
  • the diameter of the core is used between one resulting from the resilience of the Minimum diameter of approx. 20 mm to approx. 200 resulting from the material mm, but preferably varies about 30 to 70 mm.
  • the core can in Cross-section round, square, polygonal or flattened in one place be trained. Such cores can be made in one or two parts the two-part core has proven to be advantageous, because it has a relatively short path from both sides into the rotating device can be inserted.
  • the sections of the core are cut from before the winding process begins both sides pushed through a hollow axis of the rotating device.
  • a section of the core with a conical shape Point formed whereas the second section of the core has a corresponding recess into which the conical tip engages so that the two sections of the core interlock positively.
  • the two sections of the Kerns are positively connected.
  • the core consists of sleeves, the material of which is cardboard, Plastic, metal, composite or another sufficiently resistant Material.
  • the core can remain in the winding. He serves then, for example, to make larger and heavier nonwoven packages support so that hoists can be attached easily, around the wraps within the manufacturing plant or on construction sites transport, especially lifting. Alternatively, it can also be provided be that the core out after the winding process the wrap is pulled out.
  • the distance depending on the first role and the second role the material thickness and / or a compression to be achieved in the winding the fiber fleece or changeable depending on the winding progress is. This ensures that the nonwoven fabric is removed from the conveyor belt enters the winding station constantly on the same level without that as the winding progresses, the compression in the nonwoven fabric increases. At the same time, the increasing diameter of the winding Taken into account by the distance between the winding axis in order which the fiber fleece is wrapped and the stationary role in the inlet of the Winding station is enlarged with increasing winding progress.
  • the winding core not on the inside surface of the wrap, partially or already to the desired compression in the wrap beforehand compressed nonwoven is placed. From the rest position the tape started up and at the same time pivoted around the winding core, so that the nonwoven fabric is gently clamped between the winding core and the tape and is drafted.
  • the circulating belt serves as well Swiveling the arm around the winding core the frictional Transport of the nonwoven.
  • Conveyor belt speed is adjusted. Basically, the Belt speed versus conveyor belt speed reduced so that the conveyor belt is slightly higher Conveyor speed than the belt has. It follows that the nonwoven in a slightly compressed condition, d. H. under minor Pressure enters the winding station. This upsetting leads to at least one partial compensation of the tensile stresses in the Wrap outer areas of the nonwoven fabric so that essentially Damage or destruction of the fiber structure avoided become.
  • the axes of rotation of the Winding core and the second roll by at least one material thickness of the nonwoven moved apart to the next layer of the nonwoven without additional pressure or tensile stress in the winding station to come in.
  • the Conveyor belt is arranged opposite a printing belt, which the free-running nonwoven compresses. By partial or complete Compressing the fiber fleece will improve elasticity of the nonwoven.
  • the print belt runs over at least three rollers um, of which two rollers are arranged movable relative to the conveyor belt are. On the one hand, this is the role that is immediate is in front of the changing station. Second is a third role as Tensioning roller is provided, which maintains the tension in the printing belt, when the printing tape comes off the winder as the winding progresses must be moved away.
  • the print tape is returned to its original position, so that the roll in front of the winding station immediately before the Winding station is arranged.
  • This configuration ensures that the fiber fleece until immediately before entering the winding station is kept under compression and a decompression short before the winding station is not done, so that the nonwoven fabric no swell between compression, decompression and recompression subject in the wrap.
  • the nonwoven can be either horizontal or at any angle run into the winding station horizontally.
  • a tensile sheathing made of paper, paper-metal composite film, plastic film, with fibers or fabric reinforced film or the like is drawn in.
  • the length of the casing is greater than the length of the outer surface of the wound nonwoven.
  • the casing is over the outer end of the non-woven fabric, so that this area the wrapping with the area of the wrapping non-positively can be the one immediately in the area in front of the outer end of the wound nonwoven is arranged.
  • the length of the feed Wrapping is chosen such that the expansion pressure of the wound Nonwoven is smaller than that due to the frictional forces between the covering and the nonwoven fabric layers generated opposing forces. Preferably will therefore be largely wrapped around the nonwoven fabric sought.
  • the covering can correspond to the width of the wound nonwoven fabric be formed so that the wrapper is a banderole. But there is also the possibility to use wrappings whose Width is greater than the width of the wound nonwoven fabric, so that protrusions on both sides arise with which the end faces of the wound Nonwoven can be covered. For cost reasons it can be advantageous to use a tension-resistant, flush-fitting band with a use much less rigid or stretchable packaging film, which is connected to the banderole, so that the banderole the expansion forces records, while the packaging film in particular the The task is to cover the end faces of the wound nonwoven fabric.
  • the pulley of the lower infeed conveyor is in temporarily retracted in the same way as for the upper pressure belt, then to the start position at the start of a new winding process to go back. Shortly before the end of the nonwoven to be wound up by pulling in the ones that act directly on the infeed roller Tensioning roller and the simultaneous moving away of the infeed roller, the Pressure on the end piece of the nonwoven as well as the one wound underneath Insulation layer significantly reduced. The wrapping process becomes immediate stopped after reaching the end of the nonwoven, whereupon the winding after pulling out the winding core halves by a Backward movement of the swivel arms and the belt is ejected.
  • an additional pressure roller for the covering the envelope immediately behind the free end of the outside Nonwoven section against the already existing section of the covering is pressed to create a positive connection between the End of the wrapping and the wrapping surrounding the nonwoven fabric to manufacture.
  • This pressure roller can alternatively as a set of rollers or as be a short band. It is only essential that the connection between the end of the wrapper and the one already arranged Area of the enclosure connects, the total abuts the outer surface of the winding.
  • the guide element is not in Form of a band, but in the form of driven chains with it ongoing roles. Both the chains and the one previously described Band can be formed in one or more parts.
  • FIGs 1 to 3 a device for winding a nonwoven fabric 1 for the thermal and acoustic insulation of buildings is shown.
  • the fiber fleece 1 consists of mineral fibers made of rock wool which are produced and collected in the usual way.
  • the nonwoven fabric 1 has a bulk density of 60 kg / m 3 and can be compressed to different extents over its length. B. stronger at the beginning than in its end area.
  • the device consists of a conveyor belt 2, which is a deflection roller 3, a motor-driven drive roller, not shown and has several support rollers 4.
  • Two conveyor belts 5 and 6 are arranged opposite the conveyor belt 2, of which the printing belt 5 corresponds to the conveyor belt 2 is trained. Between the printing belts 5, 6 and the conveyor belt 2 the nonwoven fabric 1 is fed in the direction of an arrow 7 to a winding station 8. The fiber fleece 1 is fed in a compressed manner Way, the nonwoven fabric 1 maintains its compression in the winding.
  • the printing belt 6 has a drive roller 9 and a deflection roller 10 as well a tension roller 11 on the pressure belt 6 has a plurality of support rollers 4, which are connected to the deflection roller 10 in this way, that they together with the guide roller 10 in the direction of the drive roller 9 can be moved to or away from this, so that the length of the printing belt 6 between the drive roller 9 and the deflection roller 10 is changeable.
  • the tensioning roller 11 can be moved stored so that the tension in the webbing 12 of the pressure belt 6 over the height-adjustable tension pulley 11 according to the position the deflection roller 10 is adjustable relative to the drive roller 9.
  • the direction of movement the tension roller 11 is indicated by an arrow 13.
  • the winding station 8 has a deflection device 14, which into the Winding station 8 receives the incoming end of the nonwoven fabric and around deflects an angle in the direction of the incoming fiber fleece 1 in such a way that the end face of the nonwoven fabric is deflected until it in the Area of the printing tape 6 lying surface touches.
  • the deflection device 14 consists of a first roller 15, a second Roller 16 and a tension roller 17.
  • a belt 18 runs around the two Rollers 15 and 16 and the tension roller 17 around and is about Tension roller 17 kept taut.
  • the second roller 16 is mounted on a telescopic arm 19, which on a rotating device 20 is fastened in a rotationally fixed manner, which rotating device 20 has a winding core 21 around which the nonwoven fabric 1 in the winding station 8 is windable.
  • the rotating device 20 with the winding core 21 is in Height adjustable in the direction of an arrow 22 relative to the fixed roller 15 stored so that the nonwoven fabric 1 with increasing winding thickness between the first roller 15 and the rotating device 20 or the winding core 21 is performed essentially without additional compression.
  • In the distance between the rotating device 20 is also the same or the winding core 21 and the second roller 16 by the telescopic Arm 19 changeable.
  • the telescopic arm 19 becomes common with the second roller 16 at the entry of the nonwoven fabric 1 along a circular line 23 pivoted so that the nonwoven fabric 1 in a circular arc-shaped shape runs around the winding core 21.
  • the winding core 21 is round in cross section and has one Diameter of 50 mm.
  • the winding core 21 consists of a two-part Plastic sleeve, with a section of the winding core 21 is arranged in the region of a telescopic arm 19, of which the Device 2 arranged laterally to the incoming fiber fleece 1 telescopic Arms 19 has one side through the two sections of the winding core 21 and on the other hand through the second roller 16 with each other are connected.
  • the second roller 16 and the winding core 21 a length that is at least the maximum width of the winding Non-woven fabric 1 corresponds.
  • the band 18 is also with a width formed with the maximum width of the to be wound Nonwoven 1 matches.
  • one section of the winding core 21 has a conical shape Tip and the second portion of the winding core 21 a corresponding Recess so that the conical tip into the corresponding Insertable recess and the two sections together are positively connectable.
  • the sections of the winding core 21 are then locked in the rotating device 20 so that it is connected to the rotating device 20 circulate.
  • the two are opposite arranged telescopic arms 19 substantially in a position shown in Figure 1.
  • the print tape 16 is on his maximum length extended so that the drive roller 9 immediately in Area of the end of the printing belt 5 and the deflection roller 10 immediately is arranged in front of the winding core 21. This allows for the entire Conveyor path between the conveyor belt 2 and the pressure belts 5 and 6 maintain the predetermined compression of the nonwoven fabric 1 become.
  • the winding core 21 lies on its surface
  • the belt is started from the rest position and thereby guided around the winding core 21 simultaneously with the nonwoven fabric 1. This is to reduce the tensile stress on the nonwoven fabric 1 the speed of the belt 18 is slightly less than the speed of the conveyor belt 2. With increasing winding progress the two speeds can be approximated or synchronized become.
  • the guide roller 10 of the printing belt 6 in the direction of the drive roller 9 moves and the tension of the webbing 12 of the printing belt 6th raised by lifting the tension pulley 11 or the change in length between the drive roller 9 and the deflection roller 10 of the printing belt 6 balanced over the tension roller 11.
  • the role 16 moved relative to the winding core 21 or to the rotating device 20 in such a way that the distance between the roller 16 and the winding core 21 or Rotating device 20 is enlarged.
  • the tension of the belt 18 will here by the tension roller 17 or as shown in Figure 2, by a Variety of idlers 17 set.
  • the tension rollers 17 radially displaceable to the winding core 21.
  • the tape 18 has the task in this device, the nonwoven fabric 1 in to lead the winding station 8 constantly in the form of a circular arc and at the same time between the conveyor belt 2 and the printing belts 5 and 6 maintain compression of the nonwoven fabric 1.
  • a non-positive wrapping 24 for example a plastic film drawn into the winding station.
  • This wrapper 24 encloses the wound nonwoven fabric 1, so that in the nonwoven fabric 1 built-up voltage even after the winding process has ended and removal of the nonwoven web remains.
  • the deflection device 14 After completion of the winding process, the deflection device 14 in retracted their starting position before the two sections of the Unlocked winding core 21 and from the rotating device 20 in the axial Direction. The nonwoven roll is now exposed in the winding station 8 and can be lifted out. After removal of the wound nonwoven fabric 1, the printing tape 6 is in its starting position retracted and a new nonwoven fabric 1 of the winding station 8 fed.
  • the device according to the invention is for example in a Position with fully wrapped and wrapped with the envelope 24 Nonwoven fabric 1 shown. It can be seen that the arm 19 is complete is telescoped and in the area of the exposed end of the nonwoven fabric 1 on the outer surface of the nonwoven fabric 1 with an intermediate layer the casing 24 rests.
  • a pressure roller 25 is additionally provided, via a telescopic element, for example a hydraulic cylinder 26 can be moved relative to and away from the winding.
  • the pressure roller 25 is arranged such that it the wrapping 24 in Area of the outer free end of the nonwoven fabric 1 essentially parallel to the narrow side of this free end towards the wound fiber fleece 1 moves and arranged in this area Section of the envelope 24 glued. This results in a wound nonwoven fabric 1 with a covering 24, which is essentially lies against the outer contours of the winding.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Faservlieses (1) für die Wärme- und Schalldämmung von Gebäuden, insbesondere aus Mineralfasern, vorzugsweise Steinwolle, mit einer Rohdichte von bis zu 85 kg/m<3>, mit einem das Faservlies (1) in den Bereich einer Wickelstation (8) fördernden Fördereinrichtung, insbesondere einem Förderband (2), wobei die Wickelstation (8) eine Umlenkeinrichtung (14) aufweist, die ein in die Wickelstation (8) einlaufendes Ende des Faservlieses (1) aufnimmt und um einen Winkel >100° in Richtung auf das einlaufende Faservlies (1) umlenkt. Um ein schonendes Aufwickeln des Faservlieses (1) ohne zusätzliche Zug- bzw. Scherbeanspruchungen möglich zu machen, ist vorgesehen, daß die Umlenkeinrichtung (14) ein Führungselement in Form eines Bandes (18) hat, welches zumindest um eine erste Rolle (15) und um eine zweite Rolle (16) umläuft, wobei die erste Rolle (15) insbesondere ortsfest im Bereich des Einlaufs des Faservlieses (1) in die Wickelstation (8) und die zweite Rolle (16) an zumindest einem längenveränderbaren Arm (19) angeordnet ist, der um das Zentrum der Wickelstation (8) schwenkbar ist, so daß das Band (18) in Verlängerung des Förderbandes (2) mit einem Trum an der im Wickel außenliegenden großen Oberfläche des Faservlieses (1) anliegt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Faservlieses für die Wärme- und Schalldämmung von Gebäuden, insbesondere aus Mineralfasern, vorzugsweise Steinwolle, mit einer Rohdichte von bis zu 85 kg/m3, mit einer das Faservlieses in dem Bereich einer Wickelstation fördernden Fördereinrichtung, insbesondere einem Förderband, wobei die Wickelstation eine Umlenkeinrichtung aufweist, die ein in die Wickelstation einlaufendes Ende des Faservlieses aufnimmt und um einen Winkel >100° in Richtung auf das einlaufende Faservlies umlenkt.
Faservliese für die Wärme- und Schalldämmung von Gebäuden bestehen aus glasig erstarrten Fasern, die mit geringen Mengen eines zumeist duroplastischen Bindemittels miteinander verbunden sind. Aufgrund der chemischen Zusammensetzung der Fasern wird handelsüblich zwischen Glaswolle und Steinwolle unterschieden. Wegen der günstigen Verarbeitungseigenschaften kann Glaswolle im Schleuder-Blas-Verfahren hergestellt werden. Hierbei tritt eine Glaschmelze durch Öffnungen einer rotierenden Schale aus. Bei diesem Verfahren ergeben sich längere glatte Fasern, die flach auf einem Transportband abgelegt werden. Glaswolle wird üblicherweise mit ca. 5 bis 8 Masse-% eines duroplastisch erhärtenden Gemischs von Phenol-Formaldehyd-Harnstoffharzen gebunden. Zur Hydrophobierung und Staubbindung wird die Fasermasse mit ca. 0,2 bis 0,4 Masse-% Mineralöl, Öl-Emulsionen, Silikonöl bzw. Gemische daraus imprägniert. Aus Glaswolle hergestellte Dämmstoffe weisen eine ausgesprochen laminare Struktur mit überwiegend horizontaler Lagerung der Monofile auf. Diese Struktur führt in Abhängigkeit von der Rohdichte und dem Bindemittelgehalt sowie der Gleichmäßigkeit der Bindemittelverteilung zu Strukturen mit hoher Zugfestigkeit parallel zu den großen Oberflächen und geringer Querzugfestigkeit bzw. andererseits hoher Kompressibilität. Zwischen den horizontal gelagerten Fasern sind Relativbewegungen möglich, so daß die Strukturen beim Aufwickeln in der Regel nicht beschädigt werden.
Glaswolle-Dämmstoffe mit Rohdichten <25 kg/m3 werden sowohl in Form von Platten als auch in Form aufgerollter Dämmfilze (Faservliese) auf dem Markt angeboten. Die aufgerollten Dämmfilze werden zur Reduktion des spezifischen Volumens um ca. 40 bis 60% gegenüber der Ausgangsdicke komprimiert. Nach dem Abrollen muß die nominelle Lieferdicke wieder erreicht werden, wobei bestimmte Toleranzen zulässig sind. Ein derartiger Dämmfilz ist beispielsweise aus der DE 36 12 587 C2 bekannt. Dieser vorbekannte Dämmfilz soll eine Rohdichte zwischen 10 und 40 kg/m3 aufweisen und einen erhöhten Bindemittelgehalt von 6 bis 7 Masse-% haben. Gemäß diesem Stand der Technik soll ein derartiger Dämmfilz einerseits wickelbar und somit flexibel sein, andererseits aber auch die Eigenschaft haben, daß ein von dem Dämmfilz abgelenkter Abschnitt eine ausreichende Steifigkeit aufweist, so daß dieser Abschnitt beispielsweise zwischen die Sparren von Schrägdach-Konstruktionen geklemmt werden kann und dort zumindest solange hält, bis unmittelbar folgend unterstützende Folien oder Leisten auf der Unterseite der Sparren aufgebracht werden.
Aufgerollte Dämmfilze aus Glasfasern mit Rohdichten deutlich über 25 kg/m3, insbesondere im Bereich von 40 kg/m3 sind allerdings noch nicht auf dem Markt angeboten worden. Das hat zum einen wirtschaftliche Gründe, zum anderen ist es technisch nur bedingt möglich, derartig steife Glaswolle-Produkte ohne Beschädigungen aufzurollen und zu komprimieren. Ein Dämmfilz aus Glaswolle mit den voranstehend beschriebenen Eigenschaften würde beim Aufrollen dazu tendieren, zumindest in den im Wickel außenliegenden Zugzonen aufzureißen, so daß hier wesentliche Qualitätsansprüche an das Produkt nicht mehr erfüllt werden können.
Auf der anderen Seite sind Faservliese bekannt, die aus Steinwollefasern bestehen. Derartige Dämmstoffe bestehen zumeist aus relativ kurzen, häufig in sich verkrümmten Fasern, die mit nur ca. 2 bis 2,5 Masse-% duroplastischen Harz-Gemischen oder dergleichen gebunden werden.
Wie bei den Faservliesen aus Glasfasern ist auch bei den Faservliesen aus Steinwollefasern die Verteilung des Bindemittels in der Fasermasse generell sehr ungleich. Es finden sich Bereiche mit höheren Bindemittelgehalten und solche mit geringeren Anteilen neben völlig bindemittelfreien Fasern. Bereits eine grobe Überschlagsrechnung zeigt, daß die geringen absoluten Bindemittelanteile bei weitem nicht ausreichen, jede Faser im Idealfall punktweise mit der nächsten zu verbinden, um so die elastischfedernden Eigenschaften der Monofile voll zur Geltung kommen zu lassen. In Faservliesen aus Steinwolle befinden sich generell ca. 25 bis 33, durchschnittlich 30 Masse-% nichtfaserige, ungebundene Partikel. Diese Partikel können keinen Beitrag zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Dämmstoffe leisten. Ein Vergleich der Rohdichten von Glas- und Steinwolle-Faservliesen kann deshalb nur auf der Basis von Faser-Äquivalenten erfolgen.
Die Struktur der hier betrachteten Steinwolle-Faservliese ist abhängig von dem Herstellungsverfahren, insbesondere aber auch von der Methodik der Faseraufsammlung. Die gegenüber Glaswolle-Monofilen generell kürzeren Fasern bei Steinwolle-Faservliesen können direkt auf einem Transportband gesammelt werden, bis die für die Lieferdicke des Dämmstoffes äquivalente Höhe erreicht ist. Die bei Berücksichtigung mehrerer Aspekte technisch bessere Lösung besteht darin, die aufgesammelten Fasern als ein möglichst dünnes Primärvlies abzuziehen und dieses anschließend auf einem weiteren Transportband, beispielsweise mit Hilfe einer Pendelvorrichtung so abzulegen, daß unter Berücksichtigung der erforderlichen Höhen- und Längskompression äquivalente Ablagerungshöhen erreicht werden. Beim üblichen Einpendeln quer zur Transportrichtung ergibt sich eine schräge Lagerung der Primärvlieslagen. Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Fasern zu erreichen, wird eine hohe Zahl von Primärvlieslagen pro Volumeneinheit angestrebt.
Durch den Transport und die Ablagerung des Primärvlieses tritt jedoch in den Oberflächen eine Umorientierung der Monofile ein. Außerdem wird die Klebefähigkeit des in der Fasermasse vorhandenen Bindemittels reduziert. Die Grenzflächen wirken sich in bezug auf die mechanischen Eigenschaften der Dämmstoffstruktur als potentielle Schwächezonen aus.
Faservliese aus Steinwollfasern sind im wesentlichen in Richtung der drei Hauptachsen relativ stabil gegenüber Druck, so daß eine geringere Kompressibilität gegenüber Faservliesen aus Glasfasern besteht. Weiterhin haben Faservliese aus Steinwolle eine gegenüber Faservliesen aus Glasfasern geringere Querzugfestigkeit in Produktionsnichtung, so daß das Aufwickeln von Faservliesen aus Steinwollefasern insbesondere bei hohen Rohdichten des Faservlieses problematisch ist. Um ein Aufwickeln dennoch zu ermöglichen und die hohe Rißgefahr in den Zugzonen des Dämmstoffwickels zu reduzieren, ist es daher üblich, Faservliese aus Steinwollefasern mit zugfesten Folien, Papier bzw. Verbundmaterialien zu kaschieren.
Für den Wickelvorgang sind verschiedene Vorrichtungen zum Aufwickeln eines Faservlieses bekannt. Die übliche Wickeltechnik für Faservliese besteht darin, daß das unbelastete Faservlies auf einem Förderband unverändert in Produktionsrichtung liegend in eine Wickelstation gefördert wird, die zumeist aus einem schräg nach oben verlaufenden Transportband besteht. Um das Faservlies zu elastifizieren, kann eine Druckwalze oder ein Paar Druckwalzen vor der Wickelstation angeordnet sein. Hierbei kann jedoch auch die Struktur des Faservlieses derart beschädigt werden, daß das Faserviles bereits beim Aufwickeln reißt oder nach dem Abrollen vor Ort auseinanderfällt.
Bei der üblichen Wickeltechnik wird das Faserviles von dem nach oben laufenden Band erfaßt und schlagartig um einen Winkel von mehr als 100° umgebogen. Das pendelnd aufgehängte und über Druckzylinder geführte Band reißt den Faservliesabschnitt mit und drückt ihn gleichzeitig zurück auf das einlaufende Faservlies, so daß sich dieses aufgrund der hohen Reibung aufzurollen beginnt. Hierbei wird das Faservlies zusätzlich stark auf Scherung beansprucht. Weitere Scherkräfte werden auf die bereits unter Zugspannung stehenden Außenzonen des Faservlieses dadurch ausgeübt, daß das Faservlies stark komprimiert wird und gleichzeitig die den Aufwickelvorgang bewirkende Kraft übertragen wird. Die Krafteinleitung ist hierbei auf einen relativ kleinen Bereich der Außenfläche beschränkt. Die Druck- und Scherkräfte müssen hoch sein, um eine Kompression von 50 bis 70% im Kern, um im Mittel über die ganze Dämmstoffrolle von 40 bis 60% zu erreichen. Hinzutritt, daß sich durch die Vergrößerung des Rollendurchmessers während des Wickelvorganges auch die Hebelwirkung des Aufrollbandes erhöht, so daß der Wickel temporär eine elliptische Form annimmt, die zu lokal sehr engen Krümmungsradien führt.
Gegen Ende des Wickelvorganges läuft ein Papier, eine PE-Folie oder ein anderes Umhüllungsmaterial in die Wickelstation ein und ummantelt den Wickel. Das umhüllte Faservlies wird in der Regel miteinander fest verklebt, um den nicht unerheblichen Expansionsdruck des Wickels zu kompensieren. Hierzu wird ein Kleber vorzugsweise quer zur Laufrichtung der Umhüllung aufgetragen. Um die einzelnen Lagen des Faservlieses fest aufeinander zu pressen und die für die Festigkeitsentwicklung des Klebers erforderliche Reaktionszeit zu ermöglichen, wird der Wickelvorgang fortgesetzt. Diese Vorgehensweise führt jedoch zu erheblichen Beanspruchungen des Faservlieses, insbesondere im Bereich der Teilflächen unmittelbar vor dem Ende der Dämmstoffbahn. In diesem Bereich wird das Faservlies je nach Ausgangsdicke und Kompressionsgrad erheblich auf Scherung beansprucht, so daß bei nicht ausreichender Zugfestigkeit das Faservlies aufreißt. Die Fortsetzung des Wickelvorganges führt im Bereich des freien Endes des Faservlieses zu einem kerbstellenartigen Aufreißen. Um diesen Kerbstellen-Effekt durch eine innere Federungskonstante des Faservlieses abzumindern, kann die Kompression der letzten Wicklung deutlich verringert werden. Bei Dämmstoffen mit einer bereits höheren Ausgangs-Rohdichte und einer größeren inneren Federkonstante, beispielsweise bei Steinwolle-Dämmstoffen, ist diese Vorgehensweise aber weniger wirksam, wenn die Kompression nicht um zumindest 80% verringert wird.
Der Expansionsdruck innerhalb des Wickels führt dazu, daß die voranstehend beschriebene temporär elliptische Form des Wickels im Anschluß an den Wickelvorgang in eine im Querschnitt runde Form des Wickels überführt wird. Dieser Expansionsdruck führt aber auch zu einer Dauerbeanspruchung des Bereichs des Faservlieses, der quasi als Einspannstelle des Faservlieses wirkt. Durch eine form- und kraftschlüssige Umhüllung mit einem zugfesten und wenig dehnfähigen Umhüllungsmaterial kann der Expansionsdruck teilweise reduziert werden.
Darüberhinaus sind auch andere Vorrichtungen zum Aufwickeln eines Faservlieses bekannt. Beispielsweise offenbart die US 3 964 232 eine derartige Vorrichtung, bei der das Faservlies über ein Förderband einer Rollenbahn zugeführt wird, welche an ihrem Ende eine Anordnung von einer Vielzahl von Rollen in einem im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildeten Wickelgestell aufweist, wobei der Durchmesser des Wickelgestells über Hydraulikzylinder veränderbar und dem Wickeldurchmesser anpaßbar ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzuentwickeln, daß mit ihr ein schonendes Aufwickeln der Faservliese möglich ist, ohne daß insbesondere in den Zugzonen große Kräfte auftreten, die zu einer Beschädigung oder Zerstörung des Faservlieses führen, wobei auch solche Faservliese wickelbar sein sollen, die eine hohe Rohdichte aufweisen.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung sieht vor, daß die Umlenkeinrichtung ein Führungselement in Form eines Bandes hat, welches zumindest um eine erste Rolle und um eine zweite Rolle umläuft, wobei die erste Rolle im Bereich des Einlaufs des Faservlieses in die Wickelstation und die zweite Rolle an zumindest einem längenveränderbaren Arm angeordnet ist, der um das Zentrum der Wickelstation schwenkbar ist, so daß das Band in Verlängerung des Förderbandes mit einem Trum an der im Wickel außenliegenden großen Oberfläche des Faservlieses anliegt.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Faservlies demzufolge mit dem Führungselement der Umlenkeinrichtung geführt umgelenkt, wobei ein schlagartiges Umlenken mit scharfkantigen Abknickungen im wesentlichen vermieden wird. Demzufolge ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Wickelvorgang, bei dem es zu keiner freien Expansion oder scharfen lokalen Kompression des Faservlieses vor oder in der Wickelstation kommt. Das in Form eines Bandes ausgebildete Führungselement läuft um eine erste Rolle und um eine zweite Rolle um, wobei die erste Rolle im Bereich des Einlaufs des Faservlieses in die Wickelstation und die zweite Rolle an zumindest einem längenveränderbaren Arm angeordnet ist. Die erste Rolle befindet sich somit an dem der Wickelstation zugewandten Ende des Förderbandes, wohingegen die zweite Rolle auf einer Kreisbahn bewegbar ist, so daß die zweite Rolle mit dem Band an der im Wickel außenliegenden Fläche des Faservlieses anliegt und geführt um das Zentrum der Wickelstation bewegt wird. Die Umlenkeinrichtung hat demzufolge ein Führungselement in Form eines Bandes, welches zumindest um eine erste Rolle und um eine zweite Rolle umläuft. Prinzipiell können beide Rollen beweglich angeordnet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die erste Rolle im Bereich des Einlaufs des Faservlieses in die Wickelstation ortsfest anzuordnen, wenn eine oder mehrere ergänzende Rollen oder ein Band bzw. mehrere Bänder angeordnet sind, die eine sichere Führung des Faservlieses gewährleisten.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß das Band über zumindest eine, insbesondere mehrere Spannrollen geführt ist, die sowohl radial als auch zumindest teilweise tangential relativ zum Wickel bewegbar sind. Durch die Spannrollen kann dem Band die erforderliche Form für ein schonendes Führen des Faservlieses in der Wickelstation vorgegeben werden. Die teilweise radiale Bewegbarkeit der Spannrollen dient der Anpassung der gleichen an den zunehmenden Durchmesser des entstehenden Wickels.
Es ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß die zweite Rolle zwischen zwei längenveränderbaren, insbesondere teleskopierbaren Armen angeordnet ist, welche Arme beidseitig des Förderbandes bzw. der Wickelstation angeordnet sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß sich insgesamt eine stabilere Konstruktion der Umlenkeinrichtung ergibt. Die Rolle erstreckt sich hierbei über die maximale Breite des zu wickelnden Faservlieses, wobei auch Faservliese mit geringeren Breiten in der Vorrichtung gewickelt werden können.
Vorzugsweise ist im Drehpunkt des Armes eine Dreheinrichtung zur Aufnahme eines Wickelkerns angeordnet. Hierbei ist vorgesehen, daß das Faservlies über einen Kern gewickelt wird. Der Durchmesser des Kerns wird zwischen einem sich aus der Widerstandsfähigkeit des verwendeten Werkstoffes ergebenden Minimal-Durchmesser von ca. 20 mm bis ca. 200 mm, vorzugsweise jedoch ca. 30 bis 70 mm variiert. Der Kern kann im Querschnitt rund, quadratisch, polygonal oder an einer Stelle abgeflacht ausgebildet sein. Derartige Kerne können einteilig oder zweiteilig ausgeführt werden, wobei sich der zweiteilige Kern als vorteilhaft erwiesen hat, da er von beiden Seiten über einen relativ kurzen Weg in die Dreheinrichtung einschiebbar ist.
Die Abschnitte des Kerns werden vor Beginn des Wickelvorganges von beiden Seiten durch eine hohle Achse der Dreheinrichtung geschoben. Um einen sicheren Sitz und das notwendige Widerstandsmoment für den Wickelvorgang zu erreichen, ist ein Abschnitt des Kerns mit einer kegelförmigen Spitze ausgebildet, wohingegen der zweite Abschnitt des Kerns eine entsprechende Ausnehmung aufweist, in die die kegelförmige Spitze eingreift, so daß die beiden Abschnitte des Kerns formschlüssig ineinandergreifen. Es ist aber auch denkbar, daß die beiden Abschnitte des Kerns kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
Nach dem Einschieben der beiden Abschnitte des Kerns werden diese in der Dreheinrichtung arretiert und anschließend mit gedreht. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß der Kern freilaufend gelagert ist und beim Wickelvorgang durch die Reibungskraft zwischen dem Faservlies und dem Kern mit gedreht wird.
Üblicherweise besteht der Kern aus Hülsen, deren Material Pappe, Kunststoff, Metall, Verbundwerkstoff oder ein anderer ausreichend widerstandsfähiger Werkstoff ist.
Nach dem Wickelvorgang kann der Kern im Wickel verbleiben. Er dient dann beispielsweise dazu, größere und schwerere Faservlieswickel zu stützen, so daß Hebezeuge problemlos angeschlagen werden können, um die Wickel innerhalb des Herstellerwerkes oder auf Baustellen zu transportieren, insbesondere anzuheben. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, daß der Kern nach Beendigung des Wickelvorganges aus dem Wickel herausgezogen wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Abstand zwischen der ersten Rolle und der zweiten Rolle in Abhängigkeit der Materialstärke und / oder einer im Wickel zu erzielenden Kompression des Faservlieses bzw. in Abhängigkeit des Wickelfortschrittes veränderbar ist. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß das Faservlies vom Förderband konstant in der gleichen Ebene in die Wickelstation einläuft ohne daß mit zunehmendem Wickelfortschritt die Kompression im Faservlies steigt. Gleichzeitig wird dem zunehmenden Durchmesser des Wickels Rechnung getragen, indem der Abstand zwischen der Wickelachse, um die das Faservlies gewickelt wird und der ortsfesten Rolle im Einlauf der Wickelstation mit zunehmendem Wickelfortschritt vergrößert wird.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß der Wickelkern auf die im Wickel innenliegende Oberfläche eines nicht, teilweise oder bereits auf die im Wickel angestrebte Dickenkompression zuvor komprimierten Faservlieses aufgesetzt wird. Aus der Ruhestellung wird das Band angefahren und gleichzeitig um den Wickelkern verschwenkt, so daß das Faservlies schonend zwischen Wickelkern und Band eingespannt und eingezogen wird. Das umlaufende Band dient ebenso wie das Verschwenken des Armes um den Wickelkern dem reibschlüssigen Transport des Faservlieses.
Um eine Zugbeanspruchung des Faservlieses zu vermeiden, ist vorgesehen, daß die Geschwindigkeit des Bandes während des Wickelvorganges, insbesondere zu Beginn und am Ende des Wickelvorganges an die Geschwindigkeit des Förderbandes angepaßt wird. Grundsätzlich wird die Geschwindigkeit des Bandes gegenüber der Geschwindigkeit des Förderbandes reduziert, so daß das Förderband eine geringfügig höhere Fördergeschwindigkeit als das Band hat. Hieraus folgt, daß das Faservlies in geringfügig gestauchtem Zustand, d. h. unter geringfügigem Druck in die Wickelstation einläuft. Diese Stauchung führt zu einer zumindest teilweisen Kompensation der Zugbeanspruchungen in den im Wickel außenliegenden Bereichen des Faservlieses, so daß im wesentlichen Beschädigungen oder Zerstörungen des Faserverbandes vermieden werden.
Bei Faserdämmstoffen, die aus einer Vielzahl von sogenannten Primärvlieslagen aufgebaut sind, bei denen also eine Neigung besteht, entlang dieser Primärvlieslagen aufzureißen, kann zur Vermeidung bzw. deutlichen Abminderung der Rißbildungen die Faserdämmstoffbahn entgegengesetzt zu der ursprünglichen Produktionsrichtung in die Wickelstation eingeführt werden.
Sobald das Faservlies nach der ersten Wicklung soweit geschlossen ist, daß die zuerst einlaufende Stirnfläche des Faservlieses auf der Oberfläche des nachgeführten Faservlieses aufliegt, werden die Drehachsen des Wickelkerns und der zweiten Rolle um mindestens eine Materialstärke des Faservlieses auseinanderbewegt, um die nächste Lage des Faservlieses ohne zusätzliche Druck- oder Zugbeanspruchung in die Wickelstation einlaufen zu lassen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß dem Förderband gegenüberliegend ein Druckband angeordnet ist, welches das freilaufende Faservlies komprimiert. Durch das teilweise oder vollständige Komprimieren des Faser-vlieses wird eine verbesserte Elastizität des Faservlieses erreicht. Das Druckband läuft über zumindest drei Rollen um, von denen zwei Rollen relativ zum Förderband bewegbar angeordnet sind. Hierbei handelt es sich zum einen um die Rolle, die unmittelbar vor der Wickelstation liegt. Zum anderen ist eine dritte Rolle als Spannrolle vorgesehen, die die Spannung im Druckband aufrechterhält, wenn das Druckband im Zuge des Wickelfortschritts von der Wickelvorrichtung wegbewegt werden muß. Zu Beginn eines jeden neuen Wickelvorganges wird das Druckband in seine Ausgangsstellung zurückgefahren, so daß die vor der Wickelstation liegende Rolle unmittelbar vor der Wickelstation angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung wird sichergestellt, daß das Faservlies bis unmittelbar vor dem Einlauf in die Wickelstation unter Kompression gehalten wird und eine Dekompression kurz vor der Wickelstation nicht erfolgt, so daß das Faservlies keiner Schwellbelastung zwischen Kompression, Dekompression und erneuter Kompression im Wickel unterworfen ist.
Das Faservlies kann sowohl horizontal oder in jedem beliebigen Winkel zur Horizontalen in die Wickelstation einlaufen. Um das Faservlies zu wickeln, ist vorgesehen, daß mit dem Faservlies eine zugfeste Ummantelung aus Papier, Papier-Metall-Verbundfolie, Kunststoff-Folie, mit Fasern oder Geweben verstärkte Folie oder dergleichen mit eingezogen wird. Hierbei ist die Länge der Umhüllung größer als die Länge der Außenfläche des gewickelten Faservlieses. Demzufolge steht die Umhüllung über das außen liegende Ende des Faservlieses hervor, so daß dieser Bereich der Umhüllung mit dem Bereich der Umhüllung kraftschlüssig verbunden werden kann, der unmittelbar im Bereich vor dem außen liegenden Ende des gewickelten Faservlieses angeordnet ist. Die Länge der einzuziehenden Umhüllung wird derart gewählt, daß der Expansionsdruck des gewikkelten Faservlieses kleiner ist, als die durch die Reibungskräfte zwischen der Umhüllung und den Faservlieslagen erzeugten Gegenkräfte. Vorzugsweise wird daher eine weitgehende Umschlingung des Faservlieses angestrebt.
Die Umhüllung kann entsprechend der Breite des aufgewickelten Faservlieses ausgebildet sein, so daß die Umhüllung eine Banderole darstellt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, Umhüllungen zu verwenden, deren Breite größer ist als die Breite des aufgewickelten Faservlieses, so daß beidseitige Überstände entstehen, mit denen die Stirnseiten des aufgewickelten Faservlieses abgedeckt werden können. Aus Kostengründen kann es vorteilhaft sein, eine zugfeste kantenbündige Banderole mit einer wesentlich weniger festen bzw. dehnbaren Verpackungsfolie zu verwenden, die mit der Banderole verbunden ist, so daß die Banderole die Expansionskräfte aufnimmt, während die Verpackungsfolie insbesondere die Aufgabe hat, die Stirnseiten des aufgewickelten Faservlieses abzudecken.
Beim Wickeln des Faservlieses wird die an einem oder zwei Schwenkarmen geführte Rolle des den Wickel umschließenden Bandes bis dicht an das Ende der die Banderole bildenden Folie geführt. Die Überlappung dieser Banderole sollte deshalb möglichst kurz sein. Um den für eine weitgehende Umhüllung durch das aufwickelnde Band notwendigen Raum zu schaffen, wird die Umlenkrolle des unteren Einlaufbandes in gleicher Weise wie bei dem oberen Andruckband zeitweise zurückgefahren, um dann bei Beginn eines neuen Wickelvorganges in die Startposition zurückzugehen. Kurz vor dem Ende des aufzuwickelnden Faservlieses wird durch Heranziehen der unmittelbar auf die Einlaufrolle wirkenden Spannrolle sowie dem gleichzeitigen Wegfahren der Einlaufrolle, der Druck auf das Endstück des Faservlieses sowie die darunter aufgewickelte Dämmstofflage deutlich vermindert. Der Wickelvorgang wird unmittelbar nach Erreichen des Endes des Faservlieses gestoppt, woraufhin der Wickel nach dem Herausziehen der Wickelkernhälften durch eine Rückwärtsbewegung der Schwenkarme und des Umschlingungsbandes ausgeworfen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß über eine zusätzliche Andruckrolle für die Umhüllung das freie Ende der Umhüllung unmmittelbar hinter dem freien Ende des außen liegenden Faservliesabschnittes gegen den bereits vorhandenen Abschnitt der Umhüllung gepreßt wird, um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Ende der Umhüllung und der das Faservlies umgebenden Umhüllung herzustellen. Diese Andruckrolle kann alternativ als Rollensatz oder als kurzes Band ausgebildet sein. Wesentlich ist lediglich, daß die Verbindung zwischen dem Ende der Umhüllung und des bereits angeordneten Bereichs der Umhüllung eine Verbindung hergestellt wird, die insgesamt an der Außenmantelfläche des Wickels anliegt.
Schließlich kann vorgesehen sein, daß das Führungselement nicht in Form eines Bandes, sondern in Form von angetriebenen Ketten mit darin laufenden Rollen besteht. Sowohl die Ketten als auch das zuvor beschriebene Band können ein- oder mehrteilig ausgebildet sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1
eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Faservlieses in Seitenansicht in einer ersten Stellung,
Figur 2
die Vorrichtung gemäß Figur 1 in einer zweiten Stellung und
Figur 3
die Vorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2 in einer Dritten Stellung.
In den Figuren 1 bis 3 ist eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Faservlieses 1 für die Wärme- und Schalldämmung von Gebäuden dargestellt. Das Faservlies 1 besteht aus in üblicher Weise hergestellten und aufgesammelten Mineralfasern aus Steinwolle. Das Faservlies 1 hat eine Rohdichte von 60 kg/m3 und kann über seine Länge unterschiedlich stark komprimiert sein, so z. B. am Anfang stärker als in seinem Endbereich.
Die Vorrichtung besteht aus einem Förderband 2, welches eine Umlenkrolle 3, einen nicht näher dargestellte motorisch angetriebene Antriebsrolle und mehrere Stützrollen 4 aufweist.
Dem Förderband 2 gegenüberliegend sind zwei Druckbänder 5 und 6 angeordnet, von denen das Druckband 5 entsprechend dem Förderband 2 ausgebildet ist. Zwischen den Druckbändern 5, 6 und dem Förderband 2 wird das Faservlies 1 in Richtung eines Pfeils 7 einer Wickelstation 8 zugeführt. Hierbei erfolgt das Zuführen des Faservlieses 1 in komprimierter Weise, wobei das Faservlies 1 seine Kompression im Wickel beibehält.
Das Druckband 6 weist eine Antriebsrolle 9 und eine Umlenkrolle 10 sowie eine Spannrolle 11 auf Ferner weist das Druckband 6 eine Vielzahl von Stützrollen 4 auf, die derart mit der Umlenkrolle 10 verbunden sind, daß sie gemeinsam mit der Umlenkrolle 10 in Richtung auf die Antriebsrolle 9 zu- oder von dieser wegbewegt werden können, so daß die Länge des Druckbandes 6 zwischen der Antriebsrolle 9 und der Umlenkrolle 10 veränderbar ist. In gleicher Weise ist die Spannrolle 11 ortsveränderlich gelagert, so daß die Spannung im Gurtband 12 des Druckbandes 6 über die höhenveränderlich gelagerte Spannrolle 11 entsprechend der Stellung der Umlenkrolle 10 relativ zur Antriebsrolle 9 einstellbar ist. Die Bewegungsrichtung der Spannrolle 11 ist durch einen Pfeil 13 angedeutet.
Die Wickelstation 8 weist eine Umlenkeinrichtung 14 auf, die ein in die Wickelstation 8 einlaufendes Ende des Faservlieses 1 aufnimmt und um einen Winkel in Richtung auf das einlaufende Faservlies 1 derart umlenkt, daß die Stirnfläche des Faservlieses soweit umgelenkt wird, bis sie die im Bereich des Druckbandes 6 liegenden Oberfläche berührt.
Die Umlenkeinrichtung 14 besteht aus einer ersten Rolle 15, einer zweiten Rolle 16 und einer Spannrolle 17. Ein Band 18 läuft um die beiden Rollen 15 und 16 sowie die Spannrolle 17 um und wird über die Spannrolle 17 gespannt gehalten.
Die zweite Rolle 16 ist an einem teleskopierbaren Arm 19 gelagert, der an einer Dreheinrichtung 20 drehfest befestigt ist, welche Dreheinrichtung 20 einen Wickelkern 21 aufweist, um den das Faservlies 1 in der Wickelstation 8 wickelbar ist. Die Dreheinrichtung 20 mit dem Wickelkern 21 ist in Richtung eines Pfeiles 22 relativ zur ortsfesten Rolle 15 höhenveränderbar gelagert, so daß das Faservlies 1 mit zunehmender Wickelstärke zwischen der ersten Rolle 15 und der Dreheinrichtung 20 bzw. dem Wickelkern 21 im wesentlichen ohne zusätzliche Kompression geführt wird. In gleicher Weise ist auch der Abstand zwischen der Dreheinrichtung 20 bzw. dem Wickelkern 21 und der zweiten Rolle 16 durch den teleskopierbaren Arm 19 veränderbar. Der teleskopierbare Arm 19 wird gemeinsam mit der zweiten Rolle 16 beim Einlauf des Faservlieses 1 entlang einer kreisbogenförmigen Linie 23 verschwenkt, so daß das Faservlies 1 in einer kreisbogenabschnittförmigen Form um den Wickelkern 21 läuft.
Der Wickelkern 21 ist im Querschnitt rund ausgebildet und weist einen Durchmesser von 50 mm auf. Der Wickelkern 21 besteht aus einer zweiteiligen Kunststoffhülse, wobei jeweils ein Abschnitt des Wickelkerns 21 im Bereich eines teleskopierbaren Arms 19 angeordnet ist, von denen die Vorrichtung 2 seitlich zum einlaufenden Faservlies 1 angeordnete teleskopierbare Arme 19 hat, welche einerseits durch die beiden Abschnitte des Wickelkerns 21 und andererseits durch die zweite Rolle 16 miteinander verbunden sind. Demzufolge hat die zweite Rolle 16 und der Wickelkern 21 eine Länge, der zumindest der maximalen Breite des zu wickelnden Faservlieses 1 entspricht. In gleicher Weise ist auch das Band 18 mit einer Breite ausgebildet, die mit der maximalen Breite des zu wickelnden Faservlieses 1 übereinstimmt.
Zu Beginn des Wickelvorganges werden die beiden Abschnitte des Wikkelkerns 21 durch entsprechende Öffnungen in der Dreheinrichtung 20 aufeinander zu geschoben und miteinander formschlüssig verbunden. Zu diesem Zweck weist der eine Abschnitt des Wickelkerns 21 eine kegelförmige Spitze und der zweite Abschnitt des Wickelkerns 21 eine entsprechende Ausnehmung auf, so daß die kegelförmige Spitze in die entsprechende Ausnehmung einsteckbar und die beiden Abschnitte miteinander formschlüssig verbindbar sind. Die Abschnitte des Wickelkerns 21 werden sodann in der Dreheinrichtung 20 arretiert, so daß sie mit der Dreheinrichtung 20 umlaufen. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die beiden gegenüberliegend angeordneten teleskopierbaren Arme 19 im wesentlichen in einer in Figur 1 dargestellten Position. Das Druckband 16 ist auf seine maximale Länge ausgefahren, so daß die Antriebsrolle 9 unmittelbar im Bereich des Endes des Druckbandes 5 und die Umlenkrolle 10 unmittelbar vor dem Wickelkern 21 angeordnet ist. Hierdurch kann über den gesamten Förderweg zwischen dem Förderband 2 und den Druckbändern 5 und 6 die vorbestimmte Kompression des Faservlieses 1 aufrechterhalten werden.
Der Wickelkern 21 liegt bei einlaufendem Faservlies 1 auf dessen Oberfläche auf Aus der Ruhestellung wird das Band angefahren und dabei gleichzeitig mit dem Faservlies 1 um den Wickelkern 21 herumgeführt. Hierbei ist zur Reduzierung der Zugbeanspruchung des Faservlieses 1 die Geschwindigkeit des Bandes 18 geringfügig kleiner, als die Geschwindigkeit des Förderbandes 2. Mit zunehmendem Wickelfortschritt können die beiden Geschwindigkeiten angenähert bzw. synchronisiert werden.
Wenn die innerste Wicklung des Faservlieses 1 soweit geschlossen ist, daß die Stirnfläche des Faservlieses 1 die Oberfläche des einlaufenden Faservlieses 1 berührt werden die Drehachsen der Dreheinrichtung 20 bzw. des Wickelkerns 21 und der zweiten Rolle 16 zumindest um die Dicke des komprimierten Faservlieses 1 auseinandergerückt. Gleichzeitig wird die Umlenkrolle 10 des Druckbandes 6 in Richtung auf die Antriebsrolle 9 bewegt und die Spannung des Gurtbandes 12 des Druckbandes 6 durch ein Anheben der Spannrolle 11 angehoben bzw. die Längenveränderung zwischen der Antriebsrolle 9 und der Umlenkrolle 10 des Druckbandes 6 über die Spannrolle 11 ausgeglichen.
Mit Vollendung jeder weiteren Wicklung des Faservlieses 1 wird die Rolle 16 relativ zum Wickelkern 21 bzw. zur Dreheinrichtung 20 derart bewegt, daß der Abstand zwischen der Rolle 16 und dem Wickelkern 21 bzw. der Dreheinrichtung 20 vergrößert wird. Die Spannung des Bandes 18 wird hierbei durch die Spannrolle 17 oder wie in Figur 2 dargestellt, durch eine Vielzahl von Spannrollen 17 eingestellt. Hierzu sind die Spannrollen 17 radial zum Wickelkern 21 verschiebbar gelagert.
Das Band 18 hat bei dieser Vorrichtung die Aufgabe, das Faservlies 1 in der Wickelstation 8 konstant kreisbogenabschnittförmig zu führen und gleichzeitig die zwischen dem Förderband 2 und den Druckbändern 5 und 6 aufgebaute Kompression des Faservlieses 1 aufrechtzuerhalten.
Mit dem letzten Bereich des Faservlieses 1 wird kurz vor Beendigung des Wickelvorganges eine kraftschlüssige Umhüllung 24, beispielsweise aus einer Kunststoffolie in die Wickelstation eingezogen. Diese Umhüllung 24 umschließt das aufgewickelte Faservlies 1, so daß die in dem Faservlies 1 aufgebaute Spannung auch nach Beendigung des Wickelvorganges und Herausnahme des Faservlieswickels bestehen bleibt.
Nach Beendigung des Wickelvorganges wird die Umlenkeinrichtung 14 in ihre Ausgangsposition zurückgefahren, bevor die beiden Abschnitte des Wickelkerns 21 entriegelt und aus der Dreheinrichtung 20 in axialer Richtung herausgefahren werden. Nunmehr liegt der Faservlieswickel frei in der Wickelstation 8 und kann herausgehoben werden. Nach Entnahme des gewickelten Faservlieses 1 wird das Druckband 6 in seine Ausgangsposition zurückgefahren und ein neues Faservlies 1 der Wickelstation 8 zugeführt.
In Figur 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise in einer Stellung mit vollständig gewickeltem und mit der Umhüllung 24 umgebenen Faservlies 1 dargestellt. Es ist zu erkennen, daß der Arm 19 vollständig teleskopiert ist und im Bereich des frei liegenden Endes des Faservlieses 1 auf der Manteloberfläche des Faservlieses 1 unter Zwischenlage der Umhüllung 24 aufliegt.
Zwischen der Umlenkrolle 3 und der in zumindest zwei Achsenrichtungen bewegbaren ersten Rolle 15 ist ergänzend eine Andruckrolle 25 vorgesehen, die über ein teleskopierbares Element, beispielsweise einen Hydraulikzylinder 26 relativ zum Wickel hin und von diesem wegbewegbar ist. Die Andruckrolle 25 ist derart angeordnet, daß sie die Umhüllung 24 im Bereich des außen liegenden freien Endes des Faservlieses 1 im wesentlichen parallel zur Schmalseite dieses freien Endes in Richtung auf das aufgewickelte Faservlies 1 bewegt und mit dem in diesem Bereich angeordneten Abschnitt der Umhüllung 24 verklebt. Hieraus ergibt sich ein aufgewickeltes Faservlies 1 mit einer Umhüllung 24, die im wesentlichen an den Außenkonturen des Wickels anliegt.
Aus der Figur 3 ist ferner zu erkennen, daß die Umhüllung 24 nach einem bestimmten Zeitablauf des Wickelvorganges mit dem Faservlies 1 aufgewickelt wird, so daß sich letztendlich eine Umschlingung der Umhüllung 24 von ca. 540° ergibt. Die Umhüllung 24 ist demzufolge über einen Winkelbereich von ca. 180° zwischen den beiden äußeren Lagen des Faservlieses 1 angeordnet und aufgrund der Kompression des Faservlieses 1 reibschlüssig gehalten.
Zwischen dem Förderband 2 und dem Druckband 6 steht in Figur 3 das nächste Faservlies 1 für die Zuführung in die Wickelstation 8 an. Dieses nachfolgende Faservlies 1 wird der Wickelstation 8 zugeführt, nachdem der fertige Wickel aus der Wickelstation 8 entnommen und der Wickelkern 21 für den nächsten Wickelvorgang vorbereitet ist. Hierzu wird auch die Andruckrolle 25 in ihre untere Ausgangsposition zurückgefahren. Gleichzeitig wird der Arm 19 eingezogen und in die in Figur 1 dargestellte Position überführt. Schließlich werden auch die Dreheinrichtung 20 und das reversierbare Druckband 6 in die in Figur 1 dargestellte Position gebracht.

Claims (17)

  1. Vorrichtung zum Aufwickeln eines Faservlieses für die Wärme- und Schalldämmung von Gebäuden, insbesondere aus Mineralfasern, vorzugsweise Steinwolle, mit einer Rohdichte von bis zu 85 kg/m3, mit einem das Faservlies in den Bereich einer Wickelstation fördernden Fördereinrichtung, insbesondere einem Förderband, wobei die Wickelstation eine Umlenkeinrichtung aufweist, die ein in die Wickelstation einlaufendes Ende des Faservlieses aufnimmt und um einen Winkel >100° in Richtung auf das einlaufende Faservlies umlenkt
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Umlenkeinrichtung (14) ein Führungselement in Form eines Bandes (18) hat, weiches zumindest um eine erste Rolle (15) und um eine zweite Rolle (16) umläuft, wobei die erste Rolle (15) insbesondere ortsfest im Bereich des Einlaufs des Faservlieses (1) in die Wickelstation (8) und die zweite Rolle (16) an zumindest einem längenveränderbaren Arm (19) angeordnet ist, der um das Zentrum der Wickelstation (8) schwenkbar ist, so daß das Band (18) in Verlängerung des Förderbandes (2) mit einem Trum an der im Wickel außenliegenden großen Oberfläche des Faservlieses (1) anliegt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Band (18) über zumindest eine, insbesondere mehrere Spannrollen (17) geführt ist, die sowohl radial als auch zumindest teilweise tangential relativ zum Wickel bewegbar sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die zweite Rolle (16) zwischen zwei längenveränderbaren, insbesondere teleskopierbaren Armen (19) angeordnet ist, welche Arme (19) beidseitig des Förderbandes (2) bzw. der Wickelstation (8) angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Drehpunkt des Armes (19) eine Dreheinrichtung (20) zur Aufnahme eines Wickelkernes (21) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Abstand zwischen der ersten Rolle (15) und der zweiten Rolle (16) in Abhängigkeit der Materialstärke und / oder einer im Wickel zu erzielenden Kompression des Faservlieses (1) bzw. in Abhängigkeit des Wickelfortschritts veränderbar ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Dreheinrichtung (20) einen ein- oder zweiteiligen Wickelkern (21) aufweist, der im Querschnitt rund, quadratisch oder polygonal ausgebildet ist, einen Durchmesser von ca. 20 bis ca. 200 mm, vorzugsweise ca. 30 bis ca. 70 mm aufweist und als Hülse aus Pappe, Kunststoff, Metall und / oder Verbundwerkstoffen besteht.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Dreheinrichtung (20) als rohrförmiges Element ausgebildet ist, durch dessen Hohlraum der Wickelkern (21) in die Wickelstation (8) einschiebbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwei Abschnitte eines zweiteiligen Wickelkerns (21) formschlüssig miteinander verbindbar sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Wickelkern (21) formschlüssig in die Dreheinrichtung (20) einsetzbar ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Band (18) angetrieben ist, wobei die Umlaufgeschwindigkeit des Bandes (18) insbesondere veränderbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß dem Förderband (2) gegenüberliegend ein Druckband (6) angeordnet ist, welches das einlaufende Faservlies (1) komprimiert.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Druckband (6) über zumindest drei Rollen (9, 10, 11) umläuft, von denen zwei Rollen (10, 11) relativ zum Förderband (2) bewegbar angeordnet sind.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Bereich des Einlaufs des Faservlieses (1) in die Wickelstation (8) eine Andruckeinrichtung angeordnet ist, mit der eine Umhüllung (24) entsprechend der Kontur des aufgewickelten Faservlieses (1) ausgebildet wird.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Andruckeinrichtung als Druckrolle (25) ausgebildet ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Druckrolle (25) teleskopierbar ausgebildet ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Förderband (2) in einzelne Segmente unterteilt ist, die unabhängig voneinander in Richtung der Flächennormalen des Faservlieses (1) bewegbar sind.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Druckband (6) in einzelne Abschnitte unterteilt ist, die unabhängig voneinander in Richtung der Flächennormalen des Faservlieses (1) bewegbar sind.
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