DE1241035B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Lunten oder Straengen aus Fasern aus thermoplastischem Material, wie z. B. Glas - Google Patents

Description

UNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

EUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Deutsche Kl.:

DJ)Xr

O tyfl O Afcr?

Nummer: 1241035

Aktenzeichen: C 23412 VI b/29 a

Anmeldetag: 15. Februar 1961

Auslegetag: 24. Mai 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Lunten oder Strängen aus Fasern, die aus einem mineralischen oder organichen Material, vor allem aus Glas, in viskosem Zustand erzeugt werden. Sie bezieht sich auf dasjenige Verfahren, bei dem man die Fasern durch Schleuderwirkung erhält, indem man das geschmolzene Material dem Innern eines Hohlkörpers zuführt, dessen Mantel mit Öffnungen versehen ist und der mit hoher Geschwindigkeit um seine Achse gedreht wird, wobei das Material durch die Zentrifugalkraft aus den öffnungen in Form feiner Ströme ausgeschleudert wird, die einer Ziehwirkung unterworfen und dadurch zu Fasern umgewandelt werden.

Bei diesem Verfahren entsteht vom Austritt der Schleuderöffnungen des Drehkörpers an eine Ansammlung von Fasern, die unterhalb des Drehkörpers in Form einer Spirale (Schraubenwendel) von nach und nach kleiner werdender Ganghöhe abgeführt ao werden. Die Abführungsgeschwindigkeit dieser Spiralen nimmt unter dem Schleuderkörper rasch ab, die Fasern sammeln sich praktisch als eine im wesentlichen schlauchförmige fortlaufende Masse.

Man hat es als Tatsache beobachtet, daß bei an as und für sich richtiger Einstellung der Erzeugungsvorrichtung sich die genannte Spirale von selbst bildet. Wenn man, wie es üblicherweise der Fall ist, aus den Fasern eine Faserbahn oder Fasermatte herzustellen wünscht, ist es nötig, auf das unterhalb des Zentrifugalkörpers (Schleuderkörpers) gebildete zylindrische (schlauchförmige) Faservlies derart einzuwirken, daß die genannten Spiralen oder Ringe unterdrückt werden. Hierzu kann man einen Gleichgewichtszustand beim Faservlies bewirken, oder man kann dieses zerreißen, um so eine gleichmäßige Verteilung der Fasern auf dem Transportorgan zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das genannte Verfahren so zu leiten bzw. die Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens so auszubilden, daß die beschriebenen Spiralen oder Ringe unterdrückt bzw. zum Verschwinden gebracht werden.

Die Lösung dieser Aufgabe beruht auf der Beobachtung, daß sich" im zylindrischen Faservlies von selbst eine Spirale bildet.

Zur Lösung der genannten Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die sich zu einer spiralförmig gewundenen Lunte formierenden ausgeschleuderten Fasern einer solchen Beschleunigung unterworfen werden, daß der Abstand der Windungen voneinander laufend zunimmt, Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung
von Lunten oder Strängen aus Fasern aus
thermoplastischem Material, wie z. B. Glas

Anmelder:

Compagnie de Saint-Gobain,

Neuilly-sur-Seine, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Scheller, Patentanwalt,

Aachen, Wilhelmstr. 33

Als Erfinder benannt:
Marcel Mabru, Paris;
Paul Piot, Deuil, Seine-et-Oise (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 25. Februar 1960 (819 557)

so daß die Gesamtheit der Fasern sich zu einer Lunte oder einem Faserstrang verdichtet.

Hierdurch wird erreicht, daß die Windungen der vom Drehkörper ab' sich bildenden Spirale auseinandergezogen werden. Die Bildung der Lunte wird hierdurch begünstigt. Man erhält sehr regelmäßige Lunten oder Faserstränge von guter mechanischer Widerstandsfähigkeit.

Die Erfindung umfaßt mehrere Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine dieser Ausführungsformen ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch mechanische Tragelemente, mit denen die Fasern in Berührung gebracht werden und die diesen eine fortlaufend zunehmende Geschwindigkeit erteilen.

Diese Tragelemente können aus Rollen bestehen, die aufeinanderfolgend angeordnet sind und sich von Rolle zu Rolle mit zunehmender Geschwindigkeit drehen.

Nach einer anderen Anordnung wird die Fasermasse mit den Flächen von aufeinanderfolgend angeordneten Ringen in Berührung gebracht, die sich von Ring zu Ring mit wachsender Umfangsgeschwindigkeit drehen.

Anstatt einer Anzahl von nacheinander auf die Fasermasse wirkenden Organen kann auch ein einzelnes, in Drehung versetztes Organ benutzt werden, das eine solche Form hat, daß seine Umfangsgeschwindigkeit von oben nach unten zunimmt. Be-

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sonders eignet sich hierfür ein um seine Achse sich Ringen 13 vorgesehen, deren Achse mit der des

drehendes Organ von kegeliger Form. Drehkörpers zusammenfällt und die sowohl innen

Gemäß einer weiteren Form zur Ausübung des wie außen eine Kegelstumpffläche bilden. Diese

Verfahrens nach der Erfindung wird die Fasermasse Ringe werden durch drei Kegelstumpfwalzen 14 in

der Wirkung pneumatischer Mittel unterworfen, die 5 Drehung versetzt, die gleichzeitig die Ringe ab-

dcr genannten Masse eine fortschreitend zunehmende stützen.

Geschwindigkeit erteilen. Zufolge dieser Anordnung ist die Umfangs-

So können gemäß der Erfindung die Fasern der geschwindigkeit jedes Ringes verschieden und nimmt Wirkung einer Anzahl von aufeinanderfolgend an- von oben nach unten zu. Die Windungen der von geordneten Blasorganen unterworfen werden, die io den Fasern gebildeten Spirale 10 entfernen sich Gasströme von zunehmender Geschwindigkeit aus- immer mehr voneinander und bilden nach unten ausstoßen, tretend eine regelmäßige Lunte 11, die auf eine Spule

Die Wirkung dieser pneumatischen Mittel läßt aufgewickelt werden kann.

sich dadurch steigern, daß zugleich die Gasströme Gemäß der Ausführung nach F i g. 3 ist eine kegel-

und die Fasern durch das Innere eines Hohlkörpers 15 stumpfförmige sich drehende Trommel 15 vorgesehen,

von vornehmlich kGgeliger Form hindurchgeführt die senkrecht in der Achse des Drehkörpers angeord-

werden. net ist, wobei der" obere Teil der Trommel die kleine

Die durch das Verfahren gemäß der Erfindung Grundfläche des Kegelstumpfes bildet. Der untere, erhaltenen Lunten oder Faserstränge können zur die große Grundfläche bildende Teil ist mit einem Aufwicklung eventuell in Form von Fäden irgend- ao Flansch 16 von einem Durchmesser versehen, der einem geeigneten Spulmittel zugeführt werden. größer ist als derjenige der genannten großen Grund-Nachstehend werden einige beispielsweise Ausfüh- fläche. Die Trommel erteilt den Fasern eine fortrungsformen von in-.den Zeichnungen dargestellen schreitend zunehmende Geschwindigkeit, und wie bei Vorrichtungen gemäß der Erfindung beschrieben. den schon beschriebenen Vorrichtungen erhält man

Tn den dargestellten Ausführungen sind die Vor- 25 eine regelmäßige Lunte 11, die auf eine Spule auf-

richtungen in Verbindung mit einem Apparat zur gewickelt werden kann.

Erzeugung von Fasern vorgesehen, der einen mit In F i g. 3 ist auch im einzelnen der Apparat zur hoher Geschwindigkeit um seine Achse sich drehen- Erzeugung der Fasern dargestellt. Sie zeigt insbesonden hohlen Schleuderkörper 1 aufweist, dessen Man- dere den den Drehkörper 1 tragenden Hohlschaft 17, tcl 2 mit Reihen von Schleuderöffnungen versehen 30 seine Lagerung durch Lager 18,19 auf dem gekühlist, durch welche hindurch das in den Schleuder- ten Ständer 20 und seinen Antrieb durch einen Motor körper eingeführte geschmolzene Material in Form -21 über die Riemenscheiben 22, 23 und die Riemen feiner Ströme ausgeschleudert wird. Aus einer im 24. 25 ist der Materialstrom, der in den Drehkörper wesentlichen ringförmigen Verbrennungskammer 3 .eingeführt wird. Die Verbrennungskammer 3 ist mit können durch eine Entspannungsöffnung 4 hindurch 35 der Zuführung 26 für das Brennstoffgemisch dar-Vcrbrcnnungsgase "hoher Geschwindigkeit und Tem- gestellt.

pcratur ausströmen,-die mit den ausgeschleuderten Fig.4 zeigt eine pneumatisch arbeitende Ausfüh-

Matcrialströmcn beim Austritt aus dem Körperl rung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung. Sie

oder in einem geringen Abstand von letzterem in umfaßt ein kegelstumpfförmiges Gehäuse 27, das

Berührung treten. 40 achsgleich mit "dem Drehkörper 1 liegt. Letzterer

Weiter .ist ein Kränzt vorgesehen, der einen durch- weist unten einen im wesentlichen kegeligen Fortsatz

gehenden Schlitz 6 oder eng nebeneinanderliegende 28 auf, der mit dem Gehäuse 27 eine Kammer 29

öffnungen aufweist,¹ durch die auf die Material- bildet, deren Querschnitt von oben nach unten all-

strömc wirkende Gasströme ausgestoßen werden. mählich abnimmt. An das Gehäuse 27 schließt sich

Um den Mantel 2.1des Schleuderkörpers auf einer 45 eine Leitung 30 an, deren Querschnitt gleichfalls

gceigncten'Temperatup zu halten, ist eine Induktions- nach unten allmählich abnimmt. Da also der offene

heizung vorgesehen, bestehend aus einer vom Hoch- Querschnitt des Weges der Gase fortlaufend ab-

frequenzstrom durchflossenen und von einem Stütz- nimmt, erhöht sich die Geschwindigkeit der Gase,

ring 8 getragenen Wicklung 7. . wodurch diese die Fasern entsprechend beschleuni-

Tn den Figuren der Zeichnungen stellt 10 die Spi- 50. gen, wodurch sich ein Ausstrecken der Windungen

rale dar, als welche*; die Fasern, die aus den vom der Spirale und die Bildung.einer regelmäßigen Lunte

Drehkörper 1 ausgeschleuderten Materialströmen ent- 11 ergibt, die sich dann auf eine Spule 31 aufwickeln

stehen,-aus dem Apparat austreten. kann. Das Gehäuse 27 und'die Leitung 30 können

Bei der Ausführung'nach Fig. 1 weist die Vor- durch Luft-oder Wasserumlauf gekühlt werden,

richtung eine Anzahl -von aufeinanderfolgenden par- 55 F i g. 5 zeigt eine Anordnung, bei welcher die Fa-

allelen Rollen 12,12Ία, 12 b... auf, deren Achsen in sern der Wirkung von Luftblasdüsen 32 unterworfen

einer zur Waagerechten geneigteri.Ebene liegen. Diese werden, die die Fasern'in eine Leitung 33 mit ab-

RoIlcn drehen sich von der ersten, 12, bis zur letzten nehmendem Querschnitt hineinleiten,

mit wachsender Geschwindigkeit. Sie erteilen somit Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführung ist eine

den Fasern eine fortschreitend zunehmende Ge- 60 Anzahl von aufeinanderfolgenden Luftblasdüsen 34, schwindigkeit, wodurch'erreicht wird, daß die Win-, 34 a, 34 6... vorgesehen, die in einer zur Waage-

dungcn der Spirale woneinander getrennt und die rechten geneigten Ebene liegen. Diese Blasdüsen bil-

Fasern gestreckt werden, so daß sich eine gleich- den eine Luftschicht, die die Fasern trägt, und sie

mäßige Lunte Il ergibt; die anschließend auf eine erzeugen Ströme von zunehmender Geschwindigkeit,

am Ende des Rollenganges vorgesehene, nicht dar- 65 durch die die Trennung der Spiralwindungen und

gestellte Spule aufgewickelt werden kann. - die Bildung einer regelmäßigen Lunte erzielt wird.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist eine Anzahl Fig'.7zeigt eine andere Ausführungsform, die eine

von ' mit Abstand aufeinanderfolgenden parallelen Kammer 35 umfaßt, .welche unter dem Drehkörper

in dessen Achse angeordnet ist. Die Innenwand 36 dieser Kammer weist öffnungen, z.B. in Form von Ringschlitzen, auf, und in der Kammer wird über eine Leitung 38, die mit einem Saugventilator oder einem sonstigen Unterdruckerzeuger verbunden ist, s ein Unterdruck erzeugt. Durch die Wirkung des Unterdruckes kommen die Fasern in Berührung mit der Wand 36, und gleichzeitig werden die Gase durch die öffnungen 37 aus der Kammer 35 abgeführt. Unter der Kammer 35 sind in deren Achse mit einem kleinen Abstand voneinander Ringe 39 vorgesehen, die von Ring zu Ring einen abnehmenden Innendurchmesser haben. Unter dem letzten Ring ist ein mit Druckluft gespeister Ejektor 40 vorgesehen. Dieser Ejektor erzeugt einen starken Unterdruck, durch den die durch ihre Berührung mit der Wand 36 gebremsten Fasern angesaugt werden. Die Fasern gleiten durch die aufeinanderfolgenden Ringe 39 mit zunehmender Geschwindigkeit hindurch, wobei unter der Wirkung des vom Injektor erzeugten Unterdruckes durch die Zwischenräume zwischen den Ringen Luftströme eingesaugt werden. Aus dem Injektor treten die Fasern in Form einer regelmäßigen Lunte 11 aus.

Bei der in F i g. 8 dargestellten Ausführungsform werden die Fasern 10 von einem Gehäuse 41 aufgenommen, das unter dem Drehkörper angeordnet ist. Dieses Gehäuse hat vorzugsweise die Form eines Kegelstumpfes, dessen große Grundfläche oben liegt. Auf der Wand des Gehäuses sind Luftblasdüsen 42 vorgesehen, die in mehreren parallelen Reihen angeordnet sind. Die Geschwindigkeit der aus den Blasdüsen austretenden Luftströme nimmt von der oberen bis zur unteren Düsenreihe zu, wodurch den Fasern vom Eintritt des Gehäuses bis zum Austritt eine fortschreitend wachsende Geschwindigkeit erteilt wird, welche Wirkung durch den abnehmenden Durchmesser des Gehäuses noch verstärkt wird. Das Gehäuse 41 kann noch durch eine Leitung 43 von ■ebenfalls nach unten abnehmendem Durchmesser verlängert sein, aus der die Fasern in Form einer Lunte 11 austreten, die auf eine Spule 44 aufgewikkelt werden kann.

Claims (13)

Patentansprüche: 45

1. Verfahren zur Herstellung von Lunten oder Strängen aus Fasern eines mineralischen oder organischen thermoplatischen Materials, insbesondere aus Glasfasern, die durch Ausschleudern des Materials aus öffnungen eines sich drehenden Hohlkörpers erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die sich zu einer spiralförmig gewundenen Lunte formierenden ausgeschleuderten Fasern einer solchen Beschleunigung unterworfen werden, daß der Abstand der Windungen voneinander laufend zunimmt, so daß die Gesamtheit der Fasern sich zu einer Lunte oder einem Faserstrang verdichtet.

2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mechanische Tragelemente, mit denen die Fasern in Berührung gebracht werden und die diesen eine fortlaufend zunehmende Geschwindigkeit erteilen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelemente aus Rollen (12) bestehen, die, dem Drehkörper (1) nachgeschaltet, parallel aufeinanderfolgend angeordnet sind und mit zunehmenden Geschwindigkeiten gedreht werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelemente von Ringen (13) gebildet sind, die unterhalb des Drehkörpers aufeinanderfolgend in dessen Achse angeordnet sind und vom ersten bis zum letzten Ring sich mit zunehmender Umfangsgeschwindigkeit drehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der Fasern ein einzelnes unterhalb des Drehkörpers in dessen Achse angeordnetes Organ vorgesehen ist, das in Drehung versetzt wird und eine solche Form hat, daß seine Umfangsgeschwindigkeit von oben nach unten fortlaufend zunimmt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ aus einem in der Achse des Drehkörpers (1) liegenden Kegel (15) besteht.

7. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drehkörper pneumatische Mittel zugeordnet sind, die derart auf die Fasern wirken, daß diesen eine fortschreitend zunehmende Geschwindigkeit erteilt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (1) unten einen kegelig zulaufenden Fortsatz (28) aufweist, der von einem kegelförmigen Gehäuse (27) umgeben ist, an welches eine Leitung (30) von allmählich abnehmendem Querschnitt angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatischen Mittel aus Blasdüsen bestehen, die auf die Fasern wirken und sie in eine Leitung von allmählich abnehmen¹ dem Querschnitt hinein mitnehmen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Blasdüsen (32,34) aufeinanderfolgend vorgesehen sind, die Gasströme fortschreitend zunehmender Geschwindigkeit ausstoßen.

11. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine unterhalb des Drehkörpers (1) in dessen Achse angeordnete Kammer (35), deren innere, nach unten etwa kegelförmig zulaufende Wand (36) mit öffnungen (37) versehen ist, derart, daß sich die Fasern unter der Wirkung eines in der Kammer durch eine angeschlossene Saugvorrichtung erzeugten Saugzuges gegen die genannte Wand legen, von der sie durch Hindurchführen durch einen Ejektor (40) abgeführt werden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem unteren Teil der Kammer (35) und dem Ejektor (40) in gemeinsamer Achse mit Abstand voneinander Ringe (39) vorgesehen sind, die von oben nach unten abnehmende Innendurchmesser aufweisen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen unterhalb des Drehkörpers in dessen Achse angeordneten Hohlkörper (41) von nach unten im wesentlichen kegelartig zulaufender Form, durch den zugleich die Fasern und die von an ihm vorgesehenen Blasdüsen (42) erzeugten Gasströme hindurchgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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