Pierwszenstwo: 7.IV.1965 Niemiecka Republika Demokratyczna Opublikowano: 8.III.1967 52767 KI. 32 a, 37/00 MKP C 03 b 3?jOO CZYTELNIA) iLiKn^ 666.1.036 : Wspóltwórcy wynalazku: prof. dr inz. Herbert Flemming, inz. dypl. Ger¬ hard Kiihne Wlasciciel patentu: VEB Glasfaserwerk Steinach, Steinach (Niemiecka Republika Demokratyczna) Sposób wytwarzania nieorganicznych wlókien skróconych i urzadzenie do stosowania tego sposobu Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania nie¬ organicznych skróconych wlókien zwlaszcza ze szkla, polegajacego na rozdzielaniu wlókien ele¬ mentarnych, wytwarzanych w wielkiej liczbie w sposób ciagly i unoszacych sie w powietrzu z wiel¬ ka predkoscia prawie w jednej plaszczyznie, jak równiez urzadzenia do stosowania tego sposobu.Znany jest sposób wytwarzania cietych pasm lub wlókien z materialów termoplastycznych, w szczególnosci z substancji mineralnyeh, a zwlasz¬ cza ze szkla. Pasma stanowiace produkt wyjscio¬ wy skladaja sie z delikatnych wlókien elementar¬ nych, które sa zebrane w pasmie w postaci wló¬ kien wtórnych. Wytwarzanie skróconych wlókien odbywa sie w ten sposób, ze pasma sa przepusz¬ czane miedzy dosc podatnymi powierzchniami, chwytane przez nie i jednoczesnie przecinane gdy sa jeszcze zwiazane z powierzchniami. Urzadzenie do wykonywania tego sposobu sklada sie z elemen¬ tów obrotowych stykajacych sie ze soba bocznie, przy czym przynajmniej jeden z tych elementów jest wyposazony w podatna sprezyscie powierzch¬ nie, a przynajmniej jeden ma narzedzia rozdziel¬ cze. Podczas zabiegu ciecia pasmo jest dociskane za pomoca narzedzia rozdzielczego do powierzchni walca przeciwstawnego i rozgniatane na jego po¬ wierzchni. Powstaje przy tym stosunkowo duza ilosc mialu, który po pierwsze jest szkodliwy dla zdrowia robotników, a po wtóre powoduje silne zuzycie czesci, zwlaszcza czesci lozyskowych 10 20 25 30 maszyny. Sily wymagane dla wykonywania zabie¬ gu ciecia lub zgniatania sa bardzo duze, gdyz przy tym jest wymagane odpowiednie cisnienie. Z po¬ wyzszego wynika, ze zabieg ciecia moze byc do¬ konywany równoczesnie tylko na stosunkowo ma¬ lej szerokosci.Przy wytwarzaniu runa wlókna szklanego jest konieczne wymienne osadzanie licznych urzadzen tnacych na calej szerokosci, co wplywa na po¬ gorszenie równomiernosci wytwarzania wlókna.Podczas dociskania pasm do powierzchni prze¬ ciwstawnego walca za pomoca narzedzia rozdziel¬ czego, poszczególne wlókna elementarne zebrane w pasmo ulegaja zgnieceniu w miejscu ciecia. Ta¬ kie zwiazanie elementów przez zgniecenie nie daje sie calkowicie rozerwac przez zawirowanie wiazek wlókien w powietrzu. Wplywa to równiez nieko¬ rzystnie na jakosc produktu wytwarzanego ze skróconych wlókien, na przyklad runa.Do tego wypada jeszcze dodac, ze dlugosc skró¬ conych wlókien szklanych bywa rozmaita na sku¬ tek sil, wystepujacych podczas zabiegu ciecia, cho¬ ciaz przymusowe prowadzenie wlókien za pomoca elementów obrotowych o dosc podatnej powierzch¬ ni ma przeciwdzialac tym silom. Same narzedzia tnace ze wzgledu na znaczne sily nacisku musza byc wykonane z materialu o wielkiej wytrzyma¬ losci, na przyklad ze stali szybkotnacej.Poza tym znany jest sposób wytwarzania skró¬ conych wlókien oraz ich dalszej przeróbki na wy- 5276752767 roby tkackie, przy którym wlókna unoszace sie w powietrzu z wielka predkoscia w duzej liczbie prawie w jednej plaszczyznie i w tym samym kie¬ runku sa poddawane za pomoca urzadzenia uda¬ rowego udarowym naprezeniom zginajacym w ta- 5 kim rytmie, ze odlamuja sie wlókna zadanej dlu¬ gosci. Wlókna elementarne ulegaja przy tym roz¬ drobnieniu. Wedlug tego sposobu w przeciwien¬ stwie do opisanych poprzednio sposobów zmniej¬ sza sie wprawdzie ilosc mialu, jednak ich ilosc 10 jest jeszcze wciaz znaczna, ze wplywa to nieko¬ rzystnie na produkcje.Poza tym sily wymagane do rozdzielenia wló¬ kien elementarnych dzialaniem udarowym sa rów¬ niez mniejsze niz w sposobach, opartych na cieciu 15 lub zgniataniu, tak iz otrzymuje sie lzejsze kon¬ strukcje narzedzi udarowych i tym samym mozna zastosowac narzedzia udarowe zajmujace cala sze¬ rokosc pozadanego runa, przy czym jednak kon¬ strukcja takiego narzedzia udarowego jest dosc 20 skomplikowana.Szczególnie niekorzystne jest jednak to, ze roz¬ bijanie w powietrzu wymaga bardzo duzego wy¬ datku powietrza, gdyz wlókna elementarne musza byc tak naprezane dzialaniem sil powietrznych 25 zeby mogly byc rozbijane dzialaniem udarowym.Poza tym okazuje sie, ze wlókna elementarne sa ulozone w strumieniu powietrza tylko w przy¬ blizeniu równomiernie. Powietrze wiec dziala w ten sposób, ze rozbite wlókna maja dlugosci bardzo 30 rózniace sie miedzy soba, co przyczynia sie do obnizenia jakosci wytwarzanego produktu.Celem wynalazku jest wytwarzanie wlókien wy¬ sokiej jakosci o malej dlugosci przy stosunkowo malym nakladzie kosztów; 35 Wynalazek ma na celu podanie sposobu i urza¬ dzenia do wytwarzania nieorganicznych skróco¬ nych wlókien w szczególnosci ze szkla, przez dzie¬ lenie wielkiej liczby wlókien elementarnych, uno¬ szacych sie w powietrzu z wielka predkosciai pra- 40 wie w jednej plaszczyznie, wytwarzanych w spo¬ sób ciagly i to na duzych szerokosciach przy po¬ mocy urzadzenia rozdzielczego na okreslone z góry odcinki bez mialu i przy malym zuzyciu energii.Wedlug wynalazku osiaga sie to w ten sposób, 45 ze wlókna elementarne, nie powiazane ze soba, sa wprowadzane do elementu gnacego, wykonanego w postaci patrycy i matrycy i w tym elemencie sa dzielone na okreslone odcinki w okreslonym miejscu lamania przez zginanie. 50 Za pomoca tego sposobu osiaga sie to, ze posz¬ czególne wlókna elementarne podczas zabiegu gie¬ cia sa trzymane przez element zginajacy i w ten sposób prowadzone. Zabieg ciecia w ten sposób wypada w dokladnie okreslonym miejscu lamania 55 przez zginanie. Dzieki temu mozna dzielic wlókna elementarne na okreslone odcinki bez obawy pow¬ stawania odpadów.Sila potrzebna do lamania przez zginanie w przypadku nieorganicznych wlókien elementar¬ nych zwlaszcza ze szkla jest stosunkowo mala.Dzieki temu staje sie mozliwe wykonanie lek¬ kiej konstrukcji elementów gnacych, a wobec bar¬ dzo malych sil nacisku i wobec tego bardzo ma- M 60 lego ugiecia elementów gnacych, elementy te moga miec stosunkowo duze dlugosci.Najlepiej jezeli, patryca i matryca biegna syn¬ chronicznie wzgledem siebie, jak równiez synchro¬ nicznie z predkoscia ruchu wlókien elementar¬ nych, unoszacych sie w powietrzu. Duze predkosci ruchu wlókien elementarnych mozna najlepiej uzyskac w ruchu obrotowym. Podczas synchro¬ nicznego biegu unika sie rozciagania lub specznia¬ nia wlókien elementarnych.Patryca ma konstrukcje zeberkowa, przy czym gej glowiczka ma mniejszy promien krzywizny niz krytyczny promien krzywizny wlókien elementar¬ nych. W ten sposób na glowiczce patrycy jest przekroczony minimalny promien petli, tak iz w tym miejscu lamanie gnace odbywa sie dzieki ksztaltowi geometrycznemu. Matryca jest wykona¬ na jako dokladne uzupelnienie ksztaltu patrycy lub przybiera ksztalt uzupelniajacy podczas pro¬ cesu zginanie wlókna elementarnego. Pierwsza odmiane stosuje sie wtedy, gdy materialem ma¬ trycy jest metal, a druga odmiane stosuje sie w tym przypadku gdy materialem matrycy jest guma lub material o wlasnosciach podobnych do gumy.Wobec malych sil wystepujacych podczas zabie¬ gu giecia wlókien elementarnych mozna do wyko¬ nania patrycy stosowac materialy o mniejszej od¬ pornosci na scieranie, jak np, masy plastyczne lub aluminium.Najlepiej jezeli matryce i patryce sa umieszczo¬ ne na przeciwleglych elementach obrotowych rów¬ nolegle lub ukosnie wzgledem ich osi w okreslo¬ nych wzajemnych odstepach. W ukladzie równo¬ leglym szczególnie równomierne rozlozenie skró¬ conych wlókien, jak to na przyklad jest wymaga¬ ne dla runa, osiaga sie za pomoca wzmozonego zawirowania powietrza. W ukosnym ukladzie la¬ mania przez zginania w okreslonym miejscu na¬ stepuje równoczesnie zawsze tylko w czesci wló¬ kien elementarnych. Przez odpowiednie ustawienie ukosne mozna uzyskac równomierny rozklad sily na calym obwodzie elementów obrotowych. Jest to szczególnie korzystne ze wzgledu na zapotrzebo¬ wanie energii i trwalosc urzadzenia.Dla poparcia powietrznego prowadzenia wlókien elementarnych i wprowadzania ich do elementów gnacych jest korzystne, jezeli przynajmniej jeden element obrotowy jest wykonany jako kolo ko¬ mórkowe. Dla dalszej przeróbki skróconych wló¬ kien na runo korzystnie jest jezeli przynajmniej jeden element obrotowy jest wykonany w postaci tasmy przenosnikowej. W ten sposób mozna za¬ pewnic wstepne zbieranie skróconych wlókien i tym samym uproscic zagadnienie doprowadzania i rozdzialu powietrza. Aby równiez w przypadku tasm przenosnikowych mozna bylo osiagnac nie¬ naganne lamanie gnace jest korzystne zastosowa¬ nie podpórki pod miejscem zabiegu giecia wlókien elementarnych.Wynalazek umozliwia wytwarzanie skróconych wlókien o dokladnie okreslonych dlugosciach.Wobec wystepowania stosunkowo malych sil moz¬ na równiez poddawac lamaniu grubsze wlókna elementarne. Wytworzone w ten sposób skrócone5 "wlókna nadaja sie szczególnie do natychmiasto¬ wej dalsze] przeróbki na runo. Jest to mozliwe zwlaszcza dzieki temu, ie na skutek mozliwie du¬ ze] szerokosci elementów tnacych* mozna wytwa¬ rzac równomierne runo na calej duzej szerokosci. 5 Wynalazek jest blizej wyjasniony ponizej tytu¬ lem przykladu jego wykonania, przedstawionego na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok Urzadzenia do wytwarzania skróconych wlókien z elementami obrotowymi, wykonanymi 10 w postaci pary walców i z dolaczonym urzadze¬ niem do wytwarzania runa, fig. 2 przedstawia ogólny widok urzadzenia wedlug fig. 1, jednak elementy obrotowe sa wykonane w postaci walca i tasmy przenosnikowej, przy czym nie ma urza- ia dzenia do wytwarzania runa, fig. 3 przedstawia zabieg giecia wlókna elementarnego w elemencie gnacym, skladajacym sie z patrycy i matrycy, fig. 4 przedstawia elementy obrotowe w postaci pary walców jak na fig. 1 z patrycami i matry- 20 cami rozmieszczonymi w okreslonych odstepach, przy czym matryce sa wykonane w postaci formy pasujacej calkowicie do walca, fig. 5 przedstawia elementy obrotowe wedlug fig. 4, przy czym ma¬ tryca przybiera ksztalt dopasowania ewentualnie 25 pod dzialaniem patrycy, a fig. 6 przedstawia ele¬ ment obrotowy z patrycami w postaci kola ko¬ mórkowego.Urzadzenie 1 do wytwarzania wlókien elemen¬ tarnych 2, na przyklad w postaci precików szkla- 30 nych, z urzadzeniem do stapiania lub tez piecem muflowym, ma beben wyciagowy 3 z blacha od¬ bojowa 4. Przy bebnie wyciagowym 3 jest umiesz¬ czona blacha prowadnicza 5.Blacha prowadnicza 5 moze byc sprzezona ze 3fi szczotkami powietrznymi, nie pokazanymi na ry¬ sunku. Za blacha prowadnicza 5 w jej zasiegu znajduje sie urzadzenie gnace. Urzadzenie gnace sklada sie z patrycy 10 i matrycy 11, umieszczo¬ nych na elementach obrotowych 6 w odpowied- 40 nich odstepach. Elementy obrotowe 6 moga sta¬ nowic walce 7, jak przedstawiono na fig. 1, albo tez walec 7 i tasme przenosnikowa 8, jak na fig. 2. W miejscu, w którym wspóldzialaja walec 7 i tasma przenosnikowa 8 znajduje sie podpórka ^ 13 pod tasma przenosnikowa 8.Wedlug fig. 6 moze byc zastosowane równiez kolo komórkowe 9. Mozliwe sa równiez inne roz¬ wiazania konstrukcyjne, jak na przyklad zastoso¬ wanie dwóch tasm przenosnikowych 8.Patryce 10 i matryce 11 moga byc ustawione zarówno równolegle wzgledem osi elementów obrotowych 6 jak i ukosnie wzgledem tych osi.Patryce 10 maja ksztalt zeberek. Glowiczki pa¬ tryc maja mniejszy promien krzywizny niz kry¬ tyczny promien krzywizny wlókien elementarnych 2. Patryce 10 moga byc polaczone na stale z ele¬ mentem obrotowym 6 lub tez moga byc przesuw¬ ne w kierunku osiowym. Sa one wykonane naj¬ lepiej z aluminium lub z tworzywa sztucznego. 60 Matryce 11, jak pokazano, na fig. 4, maja ksztalt odpowiadajacy calkowicie ksztaltowi patrycy 10 i sa wyrobione w elemencie obrotowym 6. W przy¬ padku elementów obrotowych o sprezystym pod¬ kladzie 12, na przyklad z gumy jak przedstawiono 65 6 na fig. 5, matryca 11 moze powstawac w chwili wspóldzialania tego elementu obrotowego 6 z pa¬ tryca 10 i przybierac ksztalt odpowiadajacy do¬ kladnie ksztaltowi patrycy.Za urzadzeniem gnacym moze byc ustawione odpowiednie urzadzenie do dalszej przeróbki, na przyklad do wytwarzania runa jak przedstawiono na fig. 1. Urzadzenie takie sklada sie z urzadzenia ssacego 15, tasmy tworzenia runa 16 i tasmy prze¬ nosnikowej 17.Wlókna elementarne 2 sa wyciagane z urzadze¬ nia do wytwarzania wlókien 1 za pomoca bebna wyciagowego 3. Wskutek nabiegania wlókien ele¬ mentarnych 2 na beben wyciagowy 3 wlókna ule¬ gaja rozciaganiu i uporzadkowaniu. Wlókna te po¬ zostaja na powierzchni bebna az do blachy pro- wadniczej 5. Za pomoca blachy prowadniczej 5 ewentualnie za pomoca szczotek powietrznych wlókna elementarne 2 sa zdejmowane z bebna wyciagowego 3. Blacha prowadnicza 5 jest tak za¬ krzywiona, zeby wlókna elementarne 2 nie bylyla¬ mane podczas abiegu zdejmowania. Wlókna elemen¬ tarne 2 zostaja pochwycone przez strumien powie¬ trza i sa wprowadzane do elementu gnacego z naj¬ wieksza predkoscia, odpowiadajaca predkosci ob¬ wodowej bebna wyciagowego 3, przy czym uno¬ sza sie prawie w jednej plaszczyznie w powietrzu i sa wprowadzane do elementu gnacego, obraca¬ jacego sie z predkoscia synchroniczna. W elemen¬ cie gnacym wlókna elementarne 2 sa dzielone za pomoca patrycy 10 i matrycy 11 na okreslone od¬ cinki. Na fig. 3 zabieg giecia jest przedstawiony bardziej szczególowo. Na tej figurze .widac, ze na glowiczce patrycy 10 nastepuje- w okreslonym miejscu lamanie przez zginanie na skutek prze¬ kroczenia minimalnego promienia petli. W ten sposób powstaja skrócone wlókna 14. Wlókna te sa przenoszone przez urzadzenie odsysajace na tasme tworzenia runa 16, a nastepnie odkladane na tasmie przenosnikowej 17 jako runo 18.Mozna przy tym podczas procesu powstawania runa nakladac na skrócone wlókna 14 srodek wiazacy, aby uzyskac wieksza statecznosc pro¬ duktu koncowego. PL