DE1760601B2 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen von faserigen, schraubenfoermig gewickelten, rohrfoermigen isolierkoerpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von faserigen, schraubenförmig gewickelten, rohrförmigen Isolierkörpern und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wie sie in dem Oberbegriff des Anspruches 1 und 7 beschrieben und in der Patentschrift zum älteren deutschen Patent 16 60 022 offenbart sind.

Gemäß dem deutschen Patern 16 60022 wird die Kurvenkrümmung durch über die Breite des Filzbandes ungleich wirkendes Recken des Filzbandes erzeugt. Da das Recken vielfach in einem beträchtlichen Ausmaß erfolgen muß, kann es zu unerwünschten Strukturveränderungen führen. Auch ist es schwer, bei starkem Recken den gewünschten Querschnitt des Filzbandes zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Isolierkörpers aus einem Filzband zu schaffen, wobei das Filzband in einfacher Weise mit einer Krümmung und einem unterschiedlichen Querschnitt versehen wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß auch starke Krümmungen ohne ein Recken hergestellt werden können und daß der Querschnitt des Filzbandes den jeweiligen Gegebenheiten leicht angepaßt werden kann.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 7.

In der Zeichnung sind Beispiele zur Erläuterung der Erfindung dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf die Zeichnung bzw. auf diese Beispiele.

Die Figuren in der Zeichnung zeigen folgendes.

Die F i g. 1 und 2 zeigen perspektivisch in vereinfachter Form ein Beispiel von der Ausführung und der Anwendung von Mitteln zum schraubenförmigen Aufwikkeln gemäß dem deutschen Patent 16 60 022 bzw. von einer Einrichtung zur Herstellung eines Bandes aus faserigem Filz, dessen Abwicklung nicht geradlinig und dessen Querschnitt in Richtung der Breite verschieden ist;

die F i g. 3 zeigt abgebrochen und im Schnitt in ihrer Symmetrielängsebene die Vorrichtung zur Herstellung des Filzbandes gemäß dem Beispiel der F i g. 2;

die F i g. 4 zeigt schematisch die Herstellung eines rohrförmigen faserigen Erzeugnisses gemäß der DT-PS 16 60 022 aus einem Band, dessen Querschnitt im wesentlichen demjenigen gemäß F i g. 3 entspricht;
die F i g. 5 zeigt den Querschnitt einer Variante bei der Herstellung des Bandes, das insbesondere geeignet ist für die Anwendung einer zwischengeschalteten Behandlung von unterschiedlichem Recken (Ausziehen) zur Vorbereitung des Bandes zum Aufwickeln;
die F i g. 6 zeigt den Querschnitt eines Bandes, das durch unterschiedliches Ausziehen des Bandes gemäß F i g. 5 oder unmittelbar mit einer geeignet angepaßten Vorrichtung gemäß den F i g. 2 und 3 erhalten worden ist;

die F i g. 7 zeigt teilweise geschnitten und teilweise in Seitenansicht ein rohrförmiges faseriges Erzeugnis, das im wesentlichen gemäß dem Prinzip des Hauptpatents erhalten worden ist, unter Anwendung eines Filzbandes mit einem Querschnitt, wie er in F i g. 6 dargestellt ist

Man erkennt, daß die F i g. 1 eine veränderte und entsprechend gewandelte Vorrichtung darstellt für das gemäß der DT-PS 16 60 022 erfolgende schraubenförmige Aufwickeln eines rohrförmigen faserigen Erzeugnisses If₁ um einen drehenden Dorn 12, wobei dem Erzeugnis eine fortschreitende Bewegung in der Längsrichtung der Achse C erteilt wird, die von einer Rotationsbewegung R begleitet ist, um die gewünschte schraubenförmige Struktur zu bilden, wie sie gemäß der DT-PS 16 60 022 vorgesehen ist Diese Vorrichtung umfaßt außer kegelstumpfförmigen Walzen 14, 16, die dem Aufwickeln und dem Zusammendrücken dienen, Mittel zur Ausübung eines Zuges ^;n Richtung der Achse des Erzeugnisses, zum Rotationsantrieb des Domes, zur thermischen Behandlung der aufgewickelten faserigen Masse, eventuell zum Bandagieren (Bedeckung durch ein Band oder einen Streifen) des Erzeugnisses usw., wie dies ebenfalls gemäß der DT-PS 16 60 022 vorgesehen ist. Die beschriebene Herstellung des Erzeugnisses setzt voraus, daß die Vorrichtung zuvor gespeist wird mit einem Band N aus Filzmaterial, das eine Kurvenkrümmung in seiner eigenen Ebene aufweist derart, daß das Verhältnis zwischen den linearen Abwicklungen seines inneren und äußeren Randes in bezug auf die Kurvenkrümmung von derselben Größe ist wie das Verhältnis zwischen dem inneren bzw. äußeren Durchmesser des Erzeugnisses 10, das gemäß der DT-PS 16 60 022 hergestellt werden soll.

Gemäß der Erfindung verwendet man, um die Speisung mit dem Band N zu bewirken, eine Vorrichtung A, die dieses Band N kontinuierlich selbst herstellt, wobei das Band schon die Bedingungen erfüllt, die notwendig sind, um das Aufwickeln zu bewirken, oder wenigstens die Bedingungen des Längsfortschreitens und/oder der Querschnittsausbildung, die den notwendigen Bedingungen angenähert sind.

Gemäß den F i g. 2 und 3 kann die Vorrichtung A beispielsweise eine kegelstumpfförmige Walze 20 aus perforiertem Blech, aus metallischem Netzwerk od. dgl umfassen, wodurch eine sich kontinuierlich fortbewegende Oberfläche gebildet wird, auf der nach und nach und kontinuierlich Fasern zur Bildung des Bandes abgelegt werden, wobei die Konizität der Walze 20 die Kurvenkrümmung des fabrizierten Bandes in seiner eigenen Ebene bestimmt.

Praktisch entspricht die luftdurchlässige Oberfläche der Walze 20 funktionell derjenigen von Förderbändern oder allgemein Flächen zur Bildung von faserigem Filz gemäß der üblichen Technik, mit dem Unterschied, daß durch die Konizität der Walze die peripherischen Geschwindigkeiten an verschiedenen Punkten der Walze verschieden sind und so ein Band bilden, das verformt und in seiner eigenen Ebene kurvengekrümmt ist. Der Radius der Kurvenkrümmung kann ersichtlich wunschgemäß bestimmt werden durch die Wahl der Konizität der Walze.

Das in bekannter Weise fabrizierte faserige Material wird auf die Oberfläche der Walze 10 gebracht durch Suspension in einem Gasstrom, z. B. mittels einer Haube (Formkammer) 22, in der der Strom von einer Quel-Ie von der Richtung B zugeführt wird, wobei die gasförmige Phase dieses Stromes im Innern der Walze 20 abgesaugt wird, beispielsweise mittels eines Saugkamins 24, der beispielsweise durch ein Verbindungsstück 26 mit einer geeigneten Absaugvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden ist. Diese Vorrichtung kann zweckmäßig vervollständigt sein durch bekannte Mittel, z. B. Zerstäuber 28, um gleichmäßig oder unterschiedlich die notwendigen Binder zuzuführen, um dem faserigen Erzeugnis seine Konsistenz zu geben, und um eventuell Füllmaterialien, Zusätze und andere geeignete Materialien gemäß der bekannten Technik zuzuführen.

Durch Anwendung dieser Vorrichtung oder einer ähnlichen Vorrichtung kann man ein Band N erhalten, das abhängig von der Konizität der Walze 20 gegenüberliegende Ränder 30 und 32 von verschiedener Abwicklung hat, und zwar in einem entsprechenden und eventuell gleichen Verhältnis, wie dasjenige zwischen dem maximalen und minimalen Durchmesser des zu fabrizierenden rohrförmigen Erzeugnisses 10, so daß das Band unmittelbar aufgewickelt werden kann unter den Bedingungen, wie sie in der DTPS J 6 60 022 beschrieben sind. Wenn diese Verhältnisse, obwohl sie einander entsprechen, sich voneinander unterscheiden, kann man zwischen die Vorrichtung gemäß F i g. 1 und die Vorrichtung gemäß F i g. 2 Mittel zwischenschallen zum unterschiedlichen Ausziehen von der Art, wie sie gemäß dem Hauptpatent beschrieben sind, die aber nur eine einfache Korrektur vorzunehmen haben, insbesondere eine begrenzte Vergrößerung der Verformung des Bandes, die in Richtung seiner Breite unterschiedlich ist. Diese Möglichkeit kann mit Vorteil benutzt werden, um die Vorrichtung voll und ganz an die Herstellung von rohrförmigen Erzeugnissen verschiedener Abmessungen anzupassen, ohne daß die Vorrichtung A, die der Herstellung dient, verändert werden müßte.

Eine Vorrichtung der genannten oder einer ähnlichen Art gestattet die Erzielung eines weiteren wichtigen Vorteils. Mit einer solchen Vorrichtung ist es möglich, ein Filzband N herzustellen, das in Richtung seiner Breite unterschiedlich ist, und zwar nicht nur hinsichtlich der Längsabwicklung seiner Ränder, sondern auch hinsichtlich seiner Dicke. Diese Möglichkeit gestattet die Anpassung der Filzbänder an die Art der Bildung des Erzeugnisses in besonders günstiger Weise, wie es beispielsweise in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist.

In diesem Fall hat beispielsweise das Band N, wie man aus F i g. 3 erkennt, im Querschnitt eine Form, die im wesentlichen die eines sehr flachen gleichschenkligen Dreiecks ist, wobei die gewünschte Unterschiedlichkeit der Längsabwicklung zwischen den gegenüberliegenden Rändern 30 und 32 erhalten bleibt. Von dieser Formgebung ausgehend kann man mittels einer vernachlässigbar kleinen Quervertormung eine Querschnittsform erhalten, die im wesentlichen die Form eines länglichen Rhombus ist, wie er in F i g. 4 dargestellt ist. Durch günstige Anpassung der Ganghöhe beim Aufwickeln erhält man eine vollkommene Überlappung von aufeinanderfolgenden Windungen entsprechend den geneigten Flächen der Rhomben der Windungsquerschnitte, während die zur Aufwickelachse parallelen Flächen die innere und äußere Oberfläche des Erzeugnisses 10 selbst bilden. Diese Oberflächen sind vollkommen zylindrisch, und man kann nachfolgende Behandlungen, wie Abflachen, Kalibrieren usw., entbehren.

Die unterschiedliche Dicke kann vorzugsweise erzielt werden durch Veränderung der Stärke der Faserzufuhr auf der Oberfläche der Walze 20, wie es beispielsweise schematisch angegeben ist durch die verschieden langen Pfeile B¹, die gemäß F i g. 3 die örtli-

chen Werte der Fasermengen angeben, die auf der Oberfläche der Walze ankommen. Die Variationen oder auch die unterschiedliche Auswahl der Ablage der Fasern können durch verschiedene Verfahren erhalten werden. Beispielsweise kann die Menge im Innern der s Haube 22 gesteuert werden mittels eines Systems geeigneter Diaphragmen und/oder mittels einer unterschiedlich ausgewählten Wirkung der Blasorgane. Der die Fasern in Suspension tragende Strom wird in der Hauptsache bestimmt durch den Unterdruck im Saug- |₀ kamin 24. Unterschiede werden hauptsächlich bestimmt durch eine entsprechende Unterschiedlichkeit der Wirkung des (Luft-) Zuges an verschiedenen Punkten entlang der Länge des Saugkamins 24. Gemäß Fig.3 hat dieser Saugkamin eine Oberfläche 34, die ₍₅ einen Sektor von einem Kegelstumpf darstellt, der dem Innern der perforierten Walze 20 unmittelbar benachbart ist. Mehrere in der Oberfläche 34 vorgesehene Löcher von verschiedenem Durchmesser und/oder von verschiedenem gegenseitigen Abstand bewirken, daß örtlich die gewünschte (Luft-) Zugwirkung erreicht wird, die im Verhältnis verschieden ist von derjenigen an anderen Punkten des Saugkamins. Auf diese Weise kann man die Menge der zugeführten Fasern örtlich in gewünschtem Maße variieren lassen. Diaphragmen oder bewegliche Platten können vorgeschaltet sein zur genaueren Variation und/oder Steuerung des unterschiedlichen (Luft-) Zuges der gasförmigen Phase des Stromes, der die Fasern auf die Oberfläche zur Bildung des Filzbandes trägt.

Die Herstellung eines solchen Erzeugnisses gemäß F i g. 3 und 4 setzt voraus, daß das Aufwickeln nach einer Schraubenwendel erfolgt, deren Ganghöhe gleich der Hälfte der Breite des Filzbandes N ist und/oder daß die Vorrichtung A zur Erzeugung dieses Bandes das Band mit dem gewünschten Querschnitt und der gewünschten Kurvenkrümmung liefern kann. In dem anderen Falle, wo man das erzeugte Band einer Korrektur und/oder einem ergänzenden unterschiedlichen Ausziehen unterwerfen will, kann hingegen die oben beschriebene Herstellung des ursprünglichen Bandes mit unterschiedlicher Dicke angewendet werden, um dem Band eine größere Dicke in den Zonen zu geben, wo es durch das unterschiedliche Ausziehen stärker beanspracht wird. Ein Filzband dieser Art ist in F i g. 5 mit der Ziffer W bezeichnet. Man erkennt, daß dieses Band eine Dicke hat, die vom Rand oder einem Punkt nahe dem Rand 32' zum gegenüberliegenden Rand 30' hin fortschreitend wächst. Es ist ersichtlich, daß es zulässig ist, wenn das unterschiedliche Ausziehen eine größere Längung der dem Rand 30' benachbarten Teile bewirkt.

Eine solche Behandlung führt zur Bildung eines Bandes N", wie es in F i g. 6 dargestellt ist. Dieses Band hat einen zentralen Teil 36 von gleichmäßiger Dicke und Randteile 38 und 40 von abnehmender Dicke, die an den Rändern 30" bzw. 32" praktisch Null wird. Es ist ersichtlich, daß man ein Filzband mit solchem Querschnitt unmittelbar mit der Herstellungsvorrichtung A erzeugen kann, wenn diese in der Lage ist, dem Band die erforderliche Kurvenkrümmung in seiner eigenen Ebene zu geben.

F i g. 6 zusammen mit F i g. 7 stellt eine Variante dar von der Ausführung des mit Ziffer 10" bezeichneten faserigen rohrförmigen Erzeugnisses, das durch schraubenförmiges Aufwickeln und Überlappen benachbarter Windungen hergestellt ist, wobei die Überlappung einen Teil ausmacht, der größer oder sogar nennenswert größer ist als die Hälfte der Breite des Bandes, wobei genau eine Schraubenwendel gebildet wird, deren Ganghöhe gleich ist der Breite der genannten Randteile 38 und 40.

In diesem Falle zeigt das aufgewickelte Band in den Windungsquerschnitten die Gestalt eines Parallelogramms, in welchem die den genannten Randteilen angehörenden Stücke die innere bzw. äußere Oberfläche des rohrförmigen Erzeugnisses bilden, die immer die für diese Oberflächen angestrebte zylindrische Form und Ebenheit erreichen.

Die beschriebenen Ausführungsarten und Durchführungsarten für die Herstellung und/oder die Mittel und Vorrichtungen zur Durchführung der beschriebenen verbesserten Verfahren können ergänzt werden durch andere Ausführungsarten und Durchführungsarten oder durch ergänzende MiUeI und Vorrichtungen, wie sie beispielsweise in der DT-PS 16 60 022 beschrieben sind, und bilden den Gegenstand von Varianten und Abänderungen hinsichtlich der Anpassung oder der besseren Anpassung an verschiedene Bedürfnisse und Anforderungen der Produktion und auch hinsichtlich späterer Verbesserungen, ohne daß dabei der Rahmen der Erfindung und der Schutzumfang des Anmeldungsgegenstandes verlassen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von faserigen, schraubenförmig gewickelten, rohrförmigen Isolierkörpern, bei dem Mineralfasern, insbesondere Glasfasern, unmittelbar nach ihrer Herstellung als Faserstrom abwärts geführt und unter Zufügen eines wärmehärtenden Binders als vorbewegtes Filzband abgelegt werden und bei dem das Filzband zum schraubenförmigen Aufwickeln eine Kurvenkrümmung in seiner eigenen Ebene erhält, d a durch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Filzbandes (N) Fasern auf eine umlaufende Oberfläche einer kegelstumpfförmigen Walze (20) kontinuierlich abgelegt werden, wobei infolge der unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeit der Walze (20) über ihre Breite das Filzband (N) mit einer Krümmung in seiner eigenen Ebene versehen wird, und daß die Fasern mit einer über die Breite des zu bildenden Filzbandes (N) verteilten Fasermenge pro Zeiteinheit zur Herstellung eines vorgegebenen ganz oder zum Teil unterschiedlichen Querschnitts abgelegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Krümmungsradien des äußeren (30) und inneren (32) Seitenrandes des abgelegten Filzbandes (N) bei linearer Abwicklung etwa so groß ist wie das Verhältnis des äußeren und inneren Durchmessers des herzustellenden rohrförmigen Isolierkörpers (10).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Krümmungsradien des äußeren (30) und inneren (32) Seitenrandes des abgelegten Filzbandes (N) bei linearer Abwicklung kleiner ist als das Verhältnis des äußeren und inneren Durchmessers des herzustellenden rohrförmigen Isolierkörpers (10) und daß zum Erzeugen des endgültigen, für das schraubenförmige Aufwickeln notwendigen Verhältnisses der Krümmungsradien ein nachgeschaltetes, über die Breite des Filzbandes (N) ungleich wirkendes Recken des Filzbandes vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Fasern bei ihrem Ablegen ein Querschnitt gebildet wird, dessen Dicke nach den Rändern des Filzbandes (N) zu allmählich abnimmt (F i g. 3 oder 6), und daß der Querschnitt beim Aufwickeln etwa zu einem Paralleiipiped verformt wird (F i g. 4 oder 7), wobei zwei gegenüberliegende Seiten des Parallelipipeds an den betreffenden zylindrischen Oberflächen des rohrförmigen Isolierkörpers (10) zu liegen kommen.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Fasern bei ihrem Ablegen ein Querschnitt gebildet wird, der im wesentlichen die Form eines gleichschenkligen Dreiecks hat (F i g. 3), und daß beim Aufwickeln eine Schraubenwendel gebildet wird, deren Ganghöhe gleich der Hälfte der Breite des Filzbandes (N) ist (F i g. 4).

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Fasern bei ihrem Ablegen ein Querschnitt gebildet wird, der im wesentlichen die Form eines gleichschenkligen Trapezes hat (F i g. 6), und daß beim Aufwickeln eine Schraubenwendel gebildet wird, deren Ganghöhe gleich der Projektion der Seiten (38, 40) des Trape

zes auf seine große Basis ist (F i g. 7).

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Ablegen der Fasern dienende kegelstumpfförmige Walze (20) aus perforiertem Blech besteht und im Innern eine Saugeinrichtung (24) mit einer perforierten Oberfläche (34) aufweist