PL189529B1

PL189529B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania wyrobów z wełny żużlowej związanych spoiwem

Info

Publication number: PL189529B1
Application number: PL99348747A
Authority: PL
Inventors: Johannes Horres
Original assignee: Saint Gobain Isover
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2005-08-31
Also published as: CZ20011846A3; US6620277B1; KR100638005B1; CA2352049A1; BR9916556A; JP4422343B2; EP1144742A1; NO20013184D0; CN1110588C; ATE219797T1; RU2237763C2; PL348747A1; NO20013184L; AR022021A1; NO317478B1; DE19860040A1; DE69901966T2; CZ299434B6; WO2000039381A1; US20040018793A1

Abstract

1 Sposób wytwarzania wyrobów z welny zuzlowej zwiaza- nych spoiwem, w którym osadza sie wlókna mineralne na po- wierzchni wytwarzania dla utworzenia wstegi z welny zuzlowej 1 prasuje sie je wstepnie, oraz reorientuje sie polozenia wzgledne wlókien mineralnych za pom oca dzialania mechanicznego, prowadzac wstege na jej duzych powierzchniach czolowych 1 wprowadzajac jednoczesnie do wstegi sily, zwlaszcza sity speczania, równolegle do duzych powierzchni czolowych, przy czym wprowadza sie sily w obszary wprowadzania, które sa usytuowane jeden obok drugiego poprzecznie do kierunku biegu w strefach 1 w kazdym przypadku w odstepie wzgledem siebie w strefach podluznych w kierunku przesuwu, 1 obszary wprowa- dzania sasiednich stref podluznych sa umieszczone z przesunie- ciem wzgledem siebie, po czym spoiwo utwardza sie, znamienny tym, ze wprowadza sie sily, zwlaszcza sily speczania, 2 Urzadzenie do wytwarzania wyrobów z welny zuzlowej zwiazanych spoiwem, z powierzchnia wytwarzania do osadzania wlókien mineralnych jako wstegi z welny zuzlowej, z urzadze- niem do utwardzania spoiwa, 1 z urzadzeniem do obróbki, zwlaszcza urzadzeniem speczajacym, umieszczonym przed urzadzeniem do utwardzania do reorientowama wlókien mineral- nych za pom oca dzialania mechanicznego, przy czym urzadzenie do obróbki ma napedzane czlony obrotowe, dzialajace na duze powierzchnie czolowe wstegi z welny zuzlowej, które to czlony obrotowe maja nastawne predkosci obrotowe, korzystnie coraz nizsze w kierunku biegu wytwarzania, 1 które sa umieszczone z naprzemiennym przesunieciem wzgledem siebie w kierunku szerokosci wstegi z welny zuzlowej, znam ienne tym, ze kazdy z czlonów obrotowych (15/16, 18/19, 20/21, 22/23, F i g . 1 PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu i urządzenia do wytwarzania wyrobów z wełny żużlowej związanych spoiwem.

W celu wytworzenia spęczonych, to znaczy wzdłużnie sprasowanych wyrobów z wełny żużlowej mających zwiększony udział włókien mineralnych zorientowanych w kierunku grubości wstęgi, przyjęte jest reorientowanie względnych położeń włókien mineralnych wstęgi z wełny żużlowej osadzonej na powierzchni wytwarzania, w którym to celu wstęgę prowadzi się na jej dużych powierzchniach czołowych jednocześnie wprowadzając we wstęgę siły spęczania równolegle do dużych powierzchni. W porównaniu z wytwarzaniem mat lub tablic płytkowych z odciętych i obróconych o 90° płytek, pozwala to uzyskać korzyść efektywnej ciągłej produkcji wyrobów z wełny żużlowej o dużej wytrzymałości na nacisk wywierany na duże powierzchnie czołowe wyrobu.

Wprowadzenie sił spęczania do jeszcze nieutwardzonej wstęgi z włókien mineralnych prowadzi często do reorientacji łączących się ze sobą obszarów włókien mineralnych powodując tworzenie się zmarszczek w wyrobie. Chociaż nie jest to szkodliwe w kategoriach wytrzymałości na nacisk, daje to w rezultacie niską odporność na zginanie płyt tego rodzaju, jako, ze nawet małe siły rozciągające na powierzchni powodują, że sąsiednie zmarszczki pękają

189 529 otwierając się. Ponadto własności izolacji akustycznej i termicznej takiej płyty w kierunku jej grubości zmniejszają się znacznie poprzez strefy włókien leżących w kierunku grubości.

W celu uniknięcia tych wad znane jest z opisu WO 91/14816, przykładanie sił podłużnych dla spęczania nie wzdłuż linii leżącej poprzecznie do kierunku wytwarzania, przed którą materiał jest spęczany i tworzy zmarszczki, ale zamiast tego w odrębnych strefach wprowadzania, które leżą obok siebie w kierunku poprzecznym wstęgi i jedna za drugą w kierunku biegu wstęgi, w każdym przypadku w odstępie od siebie, przy czym sąsiadujące ze sobą strefy wprowadzania w kierunku poprzecznym są rozmieszczone z przesunięciem względem siebie w kierunku biegu wstęgi. W rezultacie unika się nagłego liniowego wprowadzenia sił wzdłużnych do wstęgi i zamiast tego osiąga się to, że siły wzdłużne wywierane są w sposób przestawny w sąsiednich strefach na szerokości wstęgi.

W ten sposób można osiągnąć kontrolowaną i drobnostrukturalną reorientację włókien i odpowiedniąjednorodność wyrobu, bez powstawania na dużych powierzchniach zmarszczek.

W tym przypadku siły spęczania wprowadza się zwykłym sposobem za pomocą walców, które jednak mają względnie małe szerokości, przy czym większość walców jest połączonych na wspólnym wale usytuowanym poprzecznie do kierunku biegu wstęgi. Wały sąsiadujące ze sobą w kierunku biegu obracają się z odpowiednio różnymi prędkościami obrotowymi, i wały z takim samym ustawieniem walców, to znaczy te, których walce leżą w jednej linii, są przesunięte względem siebie w takim stopniu, ze pomiędzy nimi może być umieszczony wał z odpowiadającymi, jednak przestawionymi w odstępie, walcami. Zapewnia to, że odrębne strefy wprowadzania są usytuowane na szerokości wstęgi z przesunięciem względem siebie.

Strefa wprowadzania każdego walca na dużej powierzchni czołowej wstęgi jest w zasadzie liniowa, tak, że odpowiednio do średnicy walca, uzyskuje się odległość, która jest wielokrotnie większa w porównaniu z długością strefy wprowadzania każdego walca, mierzoną w kierunku biegu wstęgi, nie tylko w stosunku do walców położonych za nim w kierunku ustawienia, ale również w odniesieniu do walców położonych pomiędzy nimi z przesunięciem. W wyniku sił utrzymujących razem włóknistą strukturę kompozytową, to wąskie liniowe wprowadzanie powoduje, że każdy z walców ma obszar działania, który jest większy niż właściwy obszar styku, tak, że te obszary działania mogą zachodzić na siebie i prowadzić do odpowiedniego krzywienia się włókien w kierunku wzdłużnym jak i poprzecznym wstęgi, przeciwdziałając tym samym tendencji tworzenia się zmarszczek na dużej powierzchni. Tym niemniej siły paczenia, pomiędzy wąskimi liniami wprowadzania leżącymi w szerokiej odległości od siebie, są małe; jeśli siły oddziałujące są duże istnieje niebezpieczeństwo, że materiał w klinie pomiędzy walcami wygnie się do góry w łuk i powstaną miejscowe odkształcenia i zmarszczki.

W przeciwieństwie do tego, zadaniem, które leży u podstaw wynalazku, jest opracowanie sposobu i urządzenia, za pomocą których do wstęgi mogą być wprowadzane tak duże siły wzdłużne, że materiał wstęgi z wełny żużlowej jest poddawany spilśnianiu, jeśli potrzeba z jednoczesnym spęczaniem włókien, wyginaniem i filcowaniem, tak, że jeśli jest to pożądane, można wytworzyć cienką płytę o dużej gęstości z odpowiednio małymi szczelinami powietrznymi.

Sposób wytwarzania wyrobów z wełny żużlowej związanych spoiwem, w którym osadza się włókna mineralne na powierzchni wytwarzania dla utworzenia wstęgi z wełny żużlowej i prasuje się je wstępnie, oraz reorientuje się położenia względne włókien mineralnych za pomocą działania mechanicznego, prowadząc wstęgę na jej dużych powierzchniach czołowych i wprowadzając jednocześnie do wstęgi siły, zwłaszcza siły spęczania, równolegle do dużych powierzchni czołowych, przy czym wprowadza się siły w obszary wprowadzania, które są usytuowane jeden obok drugiego poprzecznie do kierunku biegu w strefach i w każdym przypadku w odstępie względem siebie w strefach podłużnych w kierunku przesuwu, i obszary wprowadzania sąsiednich stref podłużnych są umieszczone z przesunięciem względem siebie, po czym spoiwo utwardza się, odznacza się według wynalazku tym, ze wprowadza się siły, zwłaszcza siły spęczania, w obszary wprowadzania wydłużone w kierunku biegu wstęgi z wełny żużlowej, przy czym obszary wprowadzania stref podłużnych usytuowane obok siebie tworzą zachodzące na siebie obszary.

Urządzenie do wytwarzania wyrobów z wełny żużlowej związanych spoiwem, z powierzchnią wytwarzania do osadzania włókien mineralnych jako wstęgi z wełny żużlowej,

189 529 z urządzeniem do utwardzania spoiwa, i z urządzeniem do obróbki, zwłaszcza urządzeniem spęczającym, umieszczonym przed urządzeniem do utwardzania do reorientowania włókien mineralnych za pomocą działania mechanicznego, przy czym urządzenie do obróbki ma napędzane człony obrotowe, działające na duże powierzchnie czołowe wstęgi z wełny żużlowej, które to człony obrotowe mają nastawne prędkości obrotowe, korzystnie coraz niższe w kierunku biegu wytwarzania, i które są umieszczone z naprzemiennym przesunięciem względem siebie w kierunku szerokości wstęgi z wełny żużlowej, charakteryzuje się według wynalazku tym, że każdy z członów obrotowych jest skonstruowany jako wydłużony w kierunku biegu wytwarzania i jako obrotowy wokół dwóch osi obrotu, i przednia oś obrotu każdego z następujących po sobie członów obrotowych jest umieszczona równo z, lub przed tylną osią obrotu członu obrotowego umieszczonego przed nim.

Odpowiednio do tego uzyskuje się całkiem inny rezultat jakościowy od tego, który można otrzymać w stanie techniki: nie głównie reorientację włókien tak, że duża część włókien jest ustawionych w kierunku grubości w płytkową lub spęczoną płytę w celu zwiększenia odporności płyty na nacisk, ale zamiast tego, włókna powinny zostać intensywnie spilśnione ze sobą, pogięte i również sprasowane względem siebie.

Jednocześnie uprzednio poziome włókna lub fragmenty włókien przyjmują położenie pionowe i przyczyniają się do poprawy wytrzymałości na zgniatanie, zaś działanie spilśniające w obszarze zachodzenia na siebie stref działania prowadzi głównie do filcowania i reorientacji włókien lub ich fragmentów przy ściskaniu a zatem do umocnienia i polepszenia własności mechanicznych. Jest więc możliwe, jeśli jest to pożądane, wytworzenie cienkiej płyty przypominającej mocny karton, która jest odporna na obciążenia rozciągające, zginające i spęczające w płaszczyźnie jej dużej powierzchni czołowej, to znaczy mając znaczną sztywność ani nie rozdziera się ani łatwo nie załamuje czy wybrzusza i która ponadto ze względu na swą małą grubość nawet bez dużego udziału włókien stojących pionowo, jest sama w sobie dostatecznie odporna na nacisk i po utwardzeniu spoiwa nie wykazuje sprężystości powrotnej.

Osiąga się to poprzez zachodzenie na siebie stref wprowadzania sił wzdłużnych, które są wydłużone podobnie do arkuszy w kierunku wzdłużnym wstęgi i rozmieszczone z przesunięciem względem siebie. Ten obszar zachodzenia na siebie stanowi jakby odejście od koncepcji schodkowego działania stref wprowadzania dla uniknięcia tworzenia się zmarszczek na dużej powierzchni i stanowi powrót do frontu działania rozciągającego się na całej szerokości wstęgi. Jednakże materiał, przy zderzaniu się z tym frontem działania, nie pozostaje zasadniczo bez prowadzenia, w przeciwieństwie do konwencjonalnych instalacji spęczających, ale jest równo prowadzony i utrzymywany podobnie jak arkusz przez położone obok siebie przesuwające się strefy wprowadzania, tak, że wypaczenia lub nawet powstawanie zmarszczek w całych kompozytowych strukturach włóknistych są jednak wykluczone. W każdym razie przy małych grubościach wyrobu, w obszarze zachodzenia na siebie nie występuje głównie spęczanie wchodzącego materiału, lecz zamiast tego, poziome spilśnianie, wyginanie i filcowanie materiału z jednoczesnym jego ściskaniem. Przy wyjściu z obszaru zachodzenia na siebie działanie prowadzących stref wprowadzania ustaje i materiał jest ponownie prowadzony gładko do stref wprowadzania drugiego etapu, przy czym stan spilśnienia, wygięcia i sprasowania włókien uzyskany w pierwszym obszarze zachodzenia na siebie zostaje jakby zamrożony, i tak są one wprowadzane do drugiego obszaru zachodzenia, który ma następne strefy wprowadzania i w którym następuje odpowiednia dodatkowa obróbka uzupełniająca.

W ten sposób materiał może być spilśniony, pogięty, zbity i sfilcowany tak intensywnie, jak to jest wymagane, przez łączenie ze sobą odpowiedniej liczby stref wprowadzania lub członów obrotowych odpowiadających obszarom zachodzenia na siebie, przy czym zestaw stref wprowadzania, który w każdym przypadku znajduje się za obszarem zachodzenia, zachowuje uzyskany stan aż do rozpoczęcia utwardzenia i ostatecznego utrwalenia tego stanu.

W zasadzie jest również możliwe obrabianie zgodnie z wynalazkiem płyt o większej grubości w celu uzyskania odpowiedniego efektu spilśniania, sprasowania i spęczania. W przypadku wyrobów o większej grubości, efekt działania na powierzchni w obszarach zachodzenia zmniejsza się w sposób naturalny ku środkowi wyrobu. W tym obszarze środkowym zwiększa się głównie efekt spęczający, ale zmniejszone jest tu również powstawanie zmarszczek w całej kompozytowej strukturze włóknistej na dużej powierzchni, ponieważ siły

189 529 wzdłużne wprowadzane są inaczej na szerokości i w każdym razie nie mogą sięgnąć do obszaru powierzchni wyrobu, gdzie, nawet w przypadku dużych grubości wyrobu, zachodzą pod wpływem wzajemnego folowania i wyginania włókien efekty spilśniania i prasowania, tak, że uzyskuje się powierzchnię wyrobu zdolną do wytrzymywania obciążeń rozciągających i o odpowiednio wysokiej wytrzymałości na zginanie.

Jest szczególnie korzystne, jeśli najmniejsza wysokość kanału spęczającego jest mniejsza od 40 mm, zwłaszcza mniejsza od 25 mm, tak, aby wytworzyć cienką płytę podobną do kartonu. W przypadku takich cienkich płyt lub powłok głębokość stref działania na przeciwległych dużych powierzchniach płyty sięga aż do leżących naprzeciw dużych powierzchni płyty, tak, że można uzyskać w zasadzie jednorodne spilśnianie i filcowanie. W przeciwieństwie do tego, w przypadku znacznie większych grubości płyty, efekty stref wprowadzania zmniejszają się ku środkowi płyty, jako, że obszary włókniste w pobliżu środka płyty są poddane tylko w niewielkim stopniu działaniom zgodnym z wynalazkiem, dając w wyniku wyrób nadal specyficzny dla wynalazku i mający na swych dużych powierzchniach tak zwaną „ twardą skórkę”.

Płyta z wełny żużlowej wytworzona sposobem według wynalazku może być wyróżniona przez falową strukturę ułożenia włókien na dużych powierzchniach czołowych, która wystąpiła dzięki działaniu spilśniającemu lub ścinającemu w sąsiadujących strefach wprowadzania w obszarze zachodzenia. Jeśli grubość płyty jest odpowiednio mała, ta struktura falowa może być również widoczna nawet wewnątrz płyty, w sekcjach równoległych do dużych powierzchni czołowych. Ta struktura falowa może być również widoczna na wąskich bokach.

Płyta z wełny żużlowej wytworzona sposobem według wynalazku nadaje się zwłaszcza na zewnętrzną powłokę w wyrobie kompozytowym z wełny żużlowej, w szczególności niezależnie od rodzaju obróbki rdzenia lub głównej warstwy tego wyrobu kompozytowego. Jeśli wyrób ten jest poddawany spęczaniu w zwykły sposób z powstawaniem zmarszczek, ta powłoka zewnętrzna wytwarza w tej powierzchni odpowiednią, wytrzymałość na rozciąganie, a zatem i ogólną wysoką wytrzymałość na zginanie płyty. W każdym razie, w taki sam sposób jak warstwa mocnego kartonu, powłoka zewnętrzna daje w rezultacie efektywne ulepszenie powierzchni wyrobu kompozytowego i, nadaje na przykład filcowi chwytnemu odpowiednią siłę zaciskającą w wyniku dużej odporności na spęczanie tej powłoki zewnętrznej, dając możliwość, dzięki swej wytrzymałości na rozciąganie, chodzenia po płytach izolacyjnych dachu i wskutek swej odporności na zginanie pozwalając uniknąć wizualnego efektu materaca na płytach izolacyjnych elewacji oraz, w przypadku przemysłowych płyt sufitowych wszelkiego tworzenia wgłębień, a w przypadku płyt podłożowych tynku tworzy doskonale równą, idealną warstwę podstawową tynku. Wiele z tych efektów można osiągnąć nawet wówczas, gdy twarda powłoka znajduje się wewnątrz wyrobu jako, że można go uzyskać przez nakładanie na siebie wielu warstw z twardą powloką umieszczoną pomiędzy nimi.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku perspektywicznym urządzenie do wytwarzania wyrobów z wełny żużlowej związanych spoiwem podczas działania, fig. 2 - obszar zachodzenia w powiększonym płaskim widoku dużej powierzchni płyty obrobionej za pomocą urządzenia według fig. 1, i fig. 3 przedstawia schematycznie urządzenie według wynalazku do wytwarzania wielowarstwowego wyrobu z wełny żużlowej z warstwami podstawową i powierzchniowymi, z których każda została wytworzona za pomocą urządzenia według fig. 1.

Na fig. 1, odnośniki 10 i 11 oznaczają parę walców prasujących działających na wstęgę 12 z wełny żużlowej, doprowadzaną na powierzchnię wytwarzania 13, skonstruowaną w postaci taśmy produkcyjnej. Wstęga 12 z wełny żużlowej została wytworzona powyżej jako runo znanym sposobem za pomocą urządzenia rozwłókniającego w kierunku przesuwu lub biegu 14 zgodnie ze strzałką i została osadzona na powierzchni wytwarzania 13, z której jest ona wstępnie prasowana pomiędzy walcami prasującymi 10/11 jako surowe runo zaopatrzone w nieutwardzone spoiwo.

Za walcami prasującymi 10/11 wstęga z wełny żużlowej przechodzi pomiędzy dwoma członami obrotowymi 15 i 16 w postaci pasów prowadzących, zapobiegających zeskakiwaniu wstęgi 12 z wełny żużlowej za szczeliną chwytną walców prasujących 10 i 11 i dostarczających wstęgę 12 z wełny żużlowej do urządzenia spęczającego 17, jak to wyjaśniono bardziej szczegółowo poniżej.

189 529

W przykładzie tym urządzenie spęczające 17 składa się z trzech par członów obrotowych 18/19, 20/21 i 22/23, które są połączone jeden za drugim, i, w taki sam sposób jak człony obrotowe 15/16, skonstruowane jako zespoły pasów, tworzących między sobą kanał spęczający dla wstęgi 12 z wełny żużlowej. Za urządzeniem spęczającym 17 w kierunku biegu 14, wstęga 12 z wełny żużlowej w postaci spęczonego surowego runa przechodzi w zwykły sposób do urządzenia do utwardzania, na przykład w postaci pieca tunelowego, w którym zachodzi utwardzanie spoiwa. Jeśli wlot do urządzenia do utwardzania nie łączy się bezpośrednio z wylotem z urządzenia spęczającego 17, mogą być przewidziane odpowiednie pasy prowadzące lub tym podobne w celu wykluczenia wszelkiego sprężynowania wstęgi 12 z wełny żużlowej przed utwardzaniem.

Jak widać z rysunku, zarówno człony obrotowe urządzenia spęczającego 17 jak i człony obrotowe 15 i 16 skonstruowane są jako wąskie pasy obracające się na kołach pasowych 24, 25 i 26, umieszczonych w odstępie od siebie na wspólnym wale, przy czym koła pasowe tego samego rodzaju w przykładzie są zaopatrzone w takie same symbole odsyłające. Jak w sposób oczywisty widać z rysunku, w tym przypadku nadążające zespoły 26 kół pasowych członów obrotowych 15/16, 18/19 i 20/21 umieszczone są za osiami obrotu prowadzących kół pasowych 25 członów obrotowych 18/19, 20/21 i 22/23 w kierunku 14 biegu tak, aby powstała w każdym przypadku strefa zachodzenia 27, w którą za każdym razem wkraczają pasy prowadzące pomiędzy zespołem pasów nadążających lub członów obrotowych, tak, że w tych obszarach zachodzenia 27 wstęga 12 z wełny mineralnej jest prowadzona zarówno przez zespół członów obrotowych 15/16, 18/19 i 20/21 podobnie do pasa prowadzącego i jednocześnie za każdym razem przez człony obrotowe 18^19, 20/21 i 22/23 podobnie do pasa nadążającego. Dla umożliwienia takiego wzajemnego zazębiania się pasów, bez ciągłych wzajemnych kolizji wałów kół pasowych 25 i 26 leżących na tej samej osi obrotu, w przykładzie średnicę kół pasowych nadążających wybrano jako znacznie mniejszą od średnicy kół pasowych prowadzących tak, że w sposób widoczny na fig. 1, pomimo małej całkowitej długości poszczególnych członów obrotowych w kierunku 14 biegu, koła pasowe 26 mogą być umieszczone między prowadzącymi kołami pasowymi 25, przy czym odpowiednie pasy z nadążających kół pasowych 26 są przeprowadzane przez szczeliny pomiędzy poszczególnymi kołami pasowymi 25.

Każdy z członów obrotowych 15/16, 18/19, 20/21 i 22/23 typu pasa ma małą szerokość wynoszącą jedynie kilka centymetrów i są one rozmieszczone w takim odstępie od siebie w każdym zespole, że pasy sąsiednich zespołów mogą wchodzić pomiędzy szczeliny, tak, że w rezultacie poszczególne pasy lub człony obrotowe działają możliwie najintensywniej na wstęgę 12 z wełny żużlowej.

Jeśliby człony obrotowe 15/16, 18/19, 20/21 i 22/23 poruszały się z tą samą prędkością, otrzymanoby kanał prowadzący dla wstęgi 12 z wełny żużlowej, w którym wstęga 12 z wełny żużlowej byłaby podnoszona za każdym razem przez nadążające człony obrotowe, zanim prowadzące człony obrotowe uwolniłyby się od sprzężenia z powierzchnią wstęgi 12 z wełny żużlowej. Dla osiągnięcia pożądanego efektu spęczenia nadążające człony obrotowe 18/19, 20/21 i 22/23 są jednak w każdym przypadku napędzane z mniejszą prędkością niż człony obrotowe 15/16, 18/19 i 20/21 umieszczone przed nimi w kierunku 14 biegu. W wyniku tego, jak to jest znane w dziedzinie spęczania wstęg z wełny żużlowej, człony obrotowe wywierają na wstęgę 12 z wełny żużlowej działanie hamujące prowadzące do sprasowania materiału wstęgi 12 z wełny żużlowej i jednoczesnej reorientacji włókien.

Zasadniczą cechą sposobu postępowania według wynalazku jest to, że w obszarze zachodzenia 27 zespoły pasów lub członów obrotowych, obracające się z różnymi prędkościami, pomimo ich różnej prędkości obrotowej działają jednocześnie na wstęgę 12 z wełny żużlowej w strefach szerokości odpowiadających za każdym razem ich szerokości. W wyniku tego co najmniej materiał na powierzchni wstęgi 12 z wełny żużlowej w strefach wzdłużnych odpowiadających pasom prowadzącym jest prowadzony do i przez obszar zachodzenia 27 z nie zmniejszoną prędkością, podczas gdy pasy nadążające wchodzą do szczelin pomiędzy pasami prowadzącymi, przy czym pasy nadążające obracają się z mniejszą prędkością i hamują materiał. Daje to w rezultacie falowe wyginanie (paczenie) materiału wstęgi 12 z wełny żużlowej, jak pokazano liniami kropka-kreska na fig. 2. Jednocześnie materiał wstęgi 12 z wełny żużlowej chce się jakby zanurzyć w hamujących strefach wzdłużnych obszaru zachodzenia 27 tak,

189 529 ze w całości zachodzi połączony efekt spęczania i spilśniania przy czym zachodzące jednocześnie sprasowanie materiału osiąga się dzięki efektom folowania i siłom nacisku. Zwłaszcza w przypadku wstęg 12 z cienkiego materiału efekty te przenikają przez całą grubość wstęgi z wełny żużlowej tak, że po utwardzaniu uzyskuje się mocną mechanicznie, nieprzepuszczalną dla płynów powłokę, która jest korzystna dla wielu zastosowań.

Dzięki określonemu stopniowi sprasowania w obszarze zachodzenia 27 jest możliwe poza efektami czysto spęczającymi przeprowadzenie działania na materiale wstęgi 12 z wełny żużlowej, które, zwłaszcza w przypadku małej grubości wstęgi 12 z wełny żużlowej, prowadzi do uzyskania efektów paczenia włókien, spilśniania, i filcowania.

W przypadku wstęg o większych grubościach efekty spęczania przeważają w środkowym obszarze wstęgi 12 z wełny żużlowej. Jednakże nie powoduje to niekorzystnego tworzenia się zmarszczek w całej kompozytowej strukturze włóknistej, ponieważ, nawet jeśli występuje marszczenie się w obszarze środkowym, chronione są warstwy powierzchniowe, pokrywające szczeliny pomiędzy zmarszczkami tego rodzaju, a zatem unika się szkodliwego zmniejszenia wytrzymałości na zginanie oraz zdolności izolacji termicznej i akustycznej płyt wytworzonych tym sposobem i wyrównuje go również wzrostem odległości zginania dzięki mocno scalonym warstwom zewnętrznym.

Jak pokazano na fig. 1 i 2 obszary zachodzenia 27 tego rodzaju mogą być umieszczone jeden za drugim wielokrotnie w celu uzyskania odpowiednio pełniejszego paczenia, spęczania i spilśniania przy czym unika się zniszczenia materiału między jednym obszarem zachodzenia 27 a drugim obszarem zachodzenia 27 dzięki temu, że uprzednio zahamowane strefy wzdłużne poruszają się dalej z tą samą prędkością do następnego obszaru zachodzenia 27, podczas gdy leżące pomiędzy nimi strefy wzdłużne, przez które przesunął się położony wcześniej obszar zachodzenia 27, są wówczas hamowane. W wyniku tego opisane efekty mogą być stopniowo intensyfikowane.

Ponadto pożądane efekty można regulować poprzez odpowiedni wybór długości obszaru zachodzenia 27 mierzonego w kierunku biegu 14. Im dłuższy jest obszar zachodzenia 27, tym bardziej intensywne jest działanie spilśniające i paczące materiał. Długości obszarów zachodzenia, które są odpowiednie w tym względzie, wynoszą do 500 mm, korzystnie około 250 do 300 mm, zwłaszcza rzędu wielkości 200 mm.

Ponadto, na efekty można wpływać przez wybór wysokości kanału spęczającego. Na przedstawionym przykładzie został zaprojektowany kanał spęczający o niezmiennej wysokości, ale można go zaprojektować jako zwężany lub rozszerzany, powodując w rezultacie, że poza efektami spilśniania i paczenia, można również kontrolować zwłaszcza efekty spęczania i sprasowanie. Zwłaszcza przy większych grubościach wstęgi 12 z wełny żużlowej, może być korzystne na przykład zwężone ukształtowanie kanału spęczającego pomiędzy członami obrotowymi 15/16,18/19,20/21 i 22/23, przykładowo w kształt zwężający się w kierunku przesuwu.

Figura 3 przedstawia zmodyfikowany i bardziej złożony przykład wykonania wynalazku. Wyrób z wełny żużlowej, z głównie spęczoną główną warstwą mającą dolną i górną twardą skórkę i laminowany po obu stronach, jest tu wytwarzany w jednej operacji.

W przykładzie wykonania według fig. 3, przewidziane są trzy urządzenia spęczające według wynalazku, i jeśli jest to pożądane, są one połączone ze znajdującym się za nimi czwartym urządzeniem spęczającym 100 dla całego uformowanego runa, które jest usytuowane pomiędzy wylotem urządzeń spęczających 171, 172 i 173 a wejściem do urządzenia utwardzającego, na przykład w postaci pieca tunelowego oznaczonego jako 101. Urządzenie spęczające 100 jest skonstruowane, jak pokazano na przykładzie, jako para pasów hamujących, które rozciągają się na całej szerokości wstęgi 12 z wełny żużlowej, przy czym do jego wlotu wchodzą również folie laminacyjne górna i dolna, 102 i 103, i są dociskane przez pasy hamujące urządzenia spęczającego 100. Pasy hamujące urządzenia spęczającego 100 są odchylane w obszarze wlotu do urządzenia utwardzającego 101 na wałkach odchylających 104 o małej średnicy tak, że te pasy hamujące mogą zostać przesunięte w przedstawiony sposób w pobliże obszaru działania pasów urządzenia utwardzającego dla uniknięcia jakiegokolwiek odskakiwania wstęgi 12 z wełny żużlowej.

Urządzenia spęczające 171, 172 i 173 są, w porównaniu do urządzenia spęczającego 17 (fig. 1), zmodyfikowane i wszystkie skonstruowane identycznie, tak, że szczegółowy opis

189 529 urządzenia spęczającego 172 jest wystarczający. Ma ono trzy człony obrotowe 118/119, 120/121, 122/123, które obracają się na takich samych kołach pasowych 125 i tworzą w ten sposób kanał spęczający. Jak wyjaśniono w związku z fig. 1, każdy z członów obrotowych jest skonstruowany jako zespół wąskich pasów utrzymywanych w stanie napięcia za pomocą krążków napinających 105 po tej stronie kół pasowych 125, która jest odwrócona od wstęgi 12 z wełny żużlowej. W tym przypadku koła pasowe 125 członu obrotowego 118 umieszczone są po obu stronach prowadzącego koła pasowego 125 członu obrotowego 120, przy czym człon obrotowy 118 utrzymywany jest w odstępie od środkowych kół pasowych 125 za pomocą krążków napinających 105. Człon obrotowy 120, który znajduje się na fig. 3 na środku rozciąga się zarówno na nadążających kołach pasowych 125 członu obrotowego 118 jak i prowadzących kołach pasowych członu obrotowego 122, podczas gdy człon obrotowy 122 rozciąga się na nadążających kołach pasowych 125 środkowego członu obrotowego 120 i jest odchylany na prowadzących kołach pasowych 126 o mniejszej średnicy. W przykładzie prowadzące koła pasowe 126 dwóch urządzeń spęczających 171 i 173 również poruszają się na wale nadążających kół pasowych i są umieszczone pod kątem około 60° względem urządzenia spęczającego 172. W ten sposób materiały górny i dolny twardej powłoki prowadzone są bezpośrednio na powierzchnię wstęgi 12 z wełny żużlowej przez urządzenia spęczające 171, 173 i mogą być natychmiast przejmowane, wraz ze wstęgą 12 z wełny żużlowej, przez urządzenie spęczające 100. Oczywiście układ objaśniony w odniesieniu do strony urządzenia spęczającego 172 znajdującej się na rysunku na górze stosuje się odpowiednio do jego strony dolnej.

Zatem w sposób podobny do urządzenia spęczającego 17 na fig. 1, urządzenia spęczające 171, 172 i 173 tworzą obszary zachodzenia 127, w których prowadzące szybsze człony obrotowe 118/119 i 120/121 działają jednocześnie i obok siebie z wolniejszymi, nadążającymi członami obrotowymi 120/121 i 122/123 na powierzchniach wstęgi 12 z wełny żużlowej, i które powodują powstanie efektów opisanych w związku z fig. 1 i 2. Przy takim układzie urządzeń według wynalazku można wytwarzać najbardziej różnorodne kombinacje wyrobów według wymagań, w szczególności z laminowaniem lub bez laminowania, z elementami wzmacniającymi lub bez elementów wzmacniających. Zatem przykładowo, gdy pracuje urządzenie spęczające 172, może być wytwarzana pierwotnie spęczona wstęga 12 z wełny żużlowej o stosunkowo dużej grubości. W tym przypadku surowe runo wstęgi 12 z wełny żużlowej o grubości A 200 do 900 mm, korzystnie 300 do 500 mm, doprowadzane jest na powierzchnię wytwarzania 13 nie pokazaną na fig.3 (patrz fig. 1) i przy wejściu do urządzenia spęczającego 172 jest prasowane do grubości B 10 do 210 mm, korzystnie 50 do 150 mm, zwłaszcza 70 do 120 mm, i jest spęczane przy tej grubości, jak również poddawane dodatkowym działaniom filcującym, spilśniającym i ściskającym. Materiał na twarde powłoki może być doprowadzany o grubości surowego runa C 100 do 450 mm, korzystnie 10 do 300 mm, zwłaszcza 200 do 250 mm, i jest prasowany w urządzeniach spęczających 171 i 173 do grubości D 5 do 105 mm, zwłaszcza do grubości 10 do 50 mm, zwłaszcza 20 do 30 mm i jest również jednocześnie poddawany odpowiedniemu filcowaniu, paczeniu i spilśnianiu, a także spęczaniu i prasowaniu.

Jak już pokazano powyżej za pomocą szerokich zakresów wymiarów, sposobem tym można wytworzyć wszelkie pożądane wyroby o najbardziej zróżnicowanych własnościach. Zatem przykładowo, jeśli tylko działa urządzenie spęczające 172 można wytworzyć pierwotnie spęczony wyrób o znacznej grubości, bez żadnych zmarszczek lub tym podobnych wpływających na wytrzymałość, zwłaszcza wytrzymałość na zginanie; przeciwnie, osiąga się bardzo jednorodne spęczanie ze wzmocnieniem powierzchni, jak to już bardziej szczegółowo wyjaśniono w związku z fig. 1 i 2. Gdy urządzenie spęczające 172 pracuje jednocześnie z urządzeniem spęczającym 171 lub 173, mogą być łączone dwie lub trzy, korzystnie spęczone, wstęgi 12 z wełny żużlowej mające w przybliżeniu taką samą grubość, lub wzmocniona twarda powłoka może być nakładana za pomocą urządzeń spęczających 171 lub 173 na wstęgę 12 z wełny żużlowej o stosunkowo dużej grubości. Wreszcie wszystkie trzy urządzenia spęczające 171, 172 i 173 mogą być stosowane w celu wytworzenia dowolnego wymaganego wyrobu, poczynając od objaśnionego bliżej wariantu o stosunkowo grubej warstwie środkowej z twardą powłoką na obu stronach, poprzez kombinację trzech spęczonych warstw o w przybliżeniu jednakowej grubości do zewnętrznych warstw o dużej grubości i twardej powłoki jako warstwy środkowej.

189 529

Ponadto, regulując prędkość poszczególnych członów obrotowych 118 do 123, można różnie nastawiać intensywność efektów spęczania, filcowania, paczenia, spilśniania i prasowania na każdym z poszczególnych urządzeń spęczających 171, 172 i 173. W tym przypadku, jeśli jest to wymagane, mogą być również wybrane takie same prędkości członów obrotowych tak, aby zamiast spęczania, uzyskać tylko laminame doprowadzanie wstęgi 12 z wełny żużlowej w celu wytworzenia laminamej warstwy środkowej lub też laminamej warstwy zewnętrznej po jednej lub obu stronach, jeśli taki wyrób jest zamierzonym celem w danym przypadku. Spęczona mocna warstwa środkowa pomiędzy dwiema, jeśli jest to pożądane, laminamymi warstwami zewnętrznymi może być również korzystna, na przykład jako filc chwytny.

Jak przedstawiono w powyższym opisie, możliwych jest wiele modyfikacji i odmian pokazanych przykładów wykonania, bez odchodzenia od zakresu wynalazku. Przykładowo, wzajemna penetracja zespołów pasów w celu uzyskania obszarów zachodzenia 27 lub 127 może być zrealizowana każdym, wymaganym konstrukcyjnie sposobem, innym od przedstawionych przykładów. Zasadniczą sprawą jest tutaj tylko to, zęby wał kół pasowych sąsiadujących ze sobą w kierunku biegu 14 był usytuowany poza obwodem tych kół pasowych. Ponadto, zamiast pasów jako członów obrotowych, można wybrać inną konstrukcję, na przykład listwy cierne, które są umieszczone na przykład w jodełkę zazębiając się ze sobą i współpracują ze sobą i które napędzane są w przód i do tyłu, zamiast ciągłego ruchu obrotowego.

Następujące dwa przykłady służą przedstawieniu dalszych szczegółów wynalazku.

Przykład 1

Wychodząc z wstęgi 12 z surowego runa o grubości 80 mm i gęstości nasypowej 125 kg/m³ przeprowadzono prasowanie wstępne pomiędzy walcami prasującymi 10/11 w celu ściśnięcia runa w kierunku pionowym od około połowy jego wcześniejszej grubości. Wstępnie sprasowane runo wprowadzono następnie do urządzenia spęczającego lub obciskającego takiego jak urządzenie 17 z fig. 1, jednak z czterema obszarami zachodzenia 27 w celu uzyskania równej symetrii stref wzdłużnych typu pasków. Szerokość szczeliny pomiędzy członami obrotowymi wynosiła 20 mm odpowiednio do grubości wyrobów otrzymywanych w ten sposób.

W porównaniu z wyrobami z wełny żużlowej typu płyt otrzymanymi za pomocą konwencjonalnego spęczania lub ściskania, wyrób według wynalazku ma własności przedstawione w tabeli 1 poniżej.

Pomiary te wykonano z trzema próbkami testowymi każdy i średnie wartości przedstawiono w tabeli 1. Wymiary każdej próbki wynosiły 200 x 200 mm, przy grubości 20 mm, jak już wspomniano.

Tabela 1

	Typowy wyrób płytowy	Wyrób płytowy według wynalazku	Ulepszenie
Gęstość nasypowa surowego runa [kg/m³]	140	125	-
Gęstość nasypowa uzyskanego wyrobu [kg/m³]	182	145	-35
Stopień pofałdowania	1:1,3	1:1,16	-1:0,14
Zawartość spoiwa [% wag.]	4,0	2,9	-1,1
Naprężenie ściskające według DIN 52272	28 wymaganie normy >18	25	W wymaganym zakresie
Ściśliwość według DIN 18165 [mm]	2,0 wymaganie normy <3	1,5	+25%

Jak można zauważyć z tabeli 1, otrzymany wyrób według wynalazku ma nie tylko zmniejszoną gęstość nasypową, a zatem pozwala na oszczędność surowca, ale również pozwala oszczędzić na spoiwie w porównaniu z wyrobami typowymi, i uzyskać porównywalnie

189 529 dobre naprężenie ściskające lub wytrzymałość na zgniatanie. Ściśliwość otrzymanego wyrobu według wynalazku była nawet o 25% lepsza w porównaniu z wyrobem typowym.

Przykład 2

Materiałem wyjściowym była w tym przypadku wstęga 12 z surowego runa z wełny żużlowej o grubości 50 mm i gęstości nasypowej 100 kg/m. Szerokość szczeliny pomiędzy członami obrotowymi, a więc i grubość wyrobu wynosiła tylko 10 mm, a stosowane kształtki tak jak poprzednio miały wymiary 200 x 200 x 10 mm. Wszystkie inne parametry były takie same jak w przykładzie 1, a typowy wyrób porównawczy był nie pofałdowaną lub nie spęczaną płytą z wełny żużlowej o dużej gęstości nasypowej, jak to jest niezbędne dla uzyskania porównywalnej wytrzymałości. Pofałdowany lub spęczany typowy wyrób porównawczy nie był osiągalny, jako, że przy tak małej grubości wynoszącej jedynie 10 mm nie można przeprowadzić fałdowania za pomocą konwencjonalnych urządzeń.

Tabela 2

	Typowy wyrób płytowy	Wyrób płytowy według wynalazku	Ulepszenie
Gęstość nasypowa surowego runa [kg/m³]	180	100	-
Gęstość nasypowa uzyskanego wyrobu [kg/m3]	180	120	-60
Stopień pofałdowania	Nie daje się pofałdować przy tej grubości	1:1,2	Możliwość wytworzenia jako wyrobu pofałdowanego o grubości 10 mm
Zawartość spoiwa [% wag.]	4,0	2,9	-U
Naprężenie ściskające według DIN 52272	7 wymaganie normy >6	8	W wymaganym zakresie
Ściśliwość według DIN 18165 [mm]	1,5 wymaganie normy <3	2,0	+25%

Jak można zobaczyć z tabeli 2, za pomocą wynalazku możliwe było po raz pierwszy wytworzenie pofałdowanej lub spęczonej płyty o grubości jedynie 10 mm, która może być korzystnie łączona, zwłaszcza jako tak zwana twarda powłoka, z innymi warstwami z wełny żużlowej.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania wyrobów z wełny żużlowej związanych spoiwem, w którym osadza się włókna mineralne na powierzchni wytwarzania dla utworzenia wstęgi z wełny żużlowej i prasuje się je wstępnie, oraz reorientuje się położenia względne włókien mineralnych za pomocą działania mechanicznego, prowadząc wstęgę na jej dużych powierzchniach czołowych i wprowadzając jednocześnie do wstęgi siły, zwłaszcza siły spęczania, równolegle do dużych powierzchni czołowych, przy czym wprowadza się siły w obszary wprowadzania, które są usytuowane jeden obok drugiego poprzecznie do kierunku biegu w strefach i w każdym przypadku w odstępie względem siebie w strefach podłużnych w kierunku przesuwu, i obszary wprowadzania sąsiednich stref podłużnych są umieszczone z przesunięciem względem siebie, po czym spoiwo utwardza się, znamienny tym, że wprowadza się siły, zwłaszcza siły spęczania, w obszary wprowadzania wydłużone w kierunku biegu (14) wstęgi (12) z wełny żużlowej, przy czym obszary wprowadzania stref podłużnych usytuowane obok siebie tworzą zachodzące na siebie obszary (27,127).
2. Urządzenie do wytwarzania wyrobów z wełny żużlowej związanych spoiwem, z powierzchnią wytwarzania do osadzania włókien mineralnych jako wstęgi z wełny żużlowej, z urządzeniem do utwardzania spoiwa, i z urządzeniem do obróbki, zwłaszcza urządzeniem spęczającym, umieszczonym przed urządzeniem do utwardzania do reorientowania włókien mineralnych za pomocą działania mechanicznego, przy czym urządzenie do obróbki ma napędzane człony obrotowe, działające na duże powierzchnie czołowe wstęgi z wełny żużlowej, które to człony obrotowe mają nastawne prędkości obrotowe, korzystnie coraz niższe w kierunku biegu wytwarzania, i które są umieszczone z naprzemiennym przesunięciem względem siebie w kierunku szerokości wstęgi z wełny żużlowej, znamienne tym, że każdy z członów obrotowych (15/16, 18/19, 20/21, 22/23, 118/119, 120/121, 122/123) jest skonstruowany jako wydłużony w kierunku biegu (14) wytwarzania i jako obrotowy wokół dwóch osi obrotu, i przednia oś obrotu każdego z następujących po sobie członów obrotowych (18/19, 20/21, 22/23, 120/121, 122/123) jest umieszczona równo z, lub przed tylną osią obrotu członu obrotowego (15/16,18/19, 20/21,118/119,120/121) umieszczonego przed nim.