DE1785084C3 - Vorrichtung zum öffnen und Verteilen von auf einer Ablage abzulegenden geschnittenen Fadenstapeln, insbesondere Glasseidenstapeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 2um Offi und Verteilen von auf einer Ablage abzulegenden

geschnittenen Fadenstapeln, insbesondere Glassei

denstapeln, mit einem um eii;e senkrechte Achse ro

tierenden Verteilerorgan, einer oberhalb des Vertei

lerorgans angeordneten Fadenstapelzulieferungsein

richtung, einer unter dem Verteilerorgan angeordne

ten Fadenstapelablage sowie Mitteln zur Erzeugunj

eines die Fadenstapel transportierenden Luftstroms

Die Fadenstapel sind aus einer Anzahl von Einzel

oder Elementarfäden zusammengesetzt. Sie dienen in

ίο besonderen zur kontinuierlichen Herstellung von Fa serbahnen, insbesondere Glasseidenmatten. Sie wer

den hergestellt aus Fäden oder Fadensträngen, wit

Spinnfäden oder Rovings, die man einer Schneidvor

richtung zuführt, die sie in Stücke von der gewünsch

ten Länge schneidet. Um eine den heutigen Anforde

rungen genügende Qualität der Faserbahnen bzw

-matten zu erzielen, müssen die lose gebündelten Fa denstapel geöffnet und gleichmäßig über die ganzt

Breite der beispielsweise als Transportband ausgebildeten Ablage verteilt werden.

Bekannt ist eine Vorrichtung zur kontinuierlicher Herstellung von Glasfasermatten (vgl. USA.-Patentschrift 2725601; 2983303 und 3177 275), bei der Glasfasern in eine Formkammer eingeführt werden

»5 und auf ein Verteilungsorgan von konischer Form fallen das um eine vertikale Achse rotiert und auf seiner Oberfläche Stahlstifte trägt. Diese Vorrichtungen verteilen die Fasern auf einem endlosen Transportband, das den Boden der Kammer bildet. Diese be-

kannten Verteilungsorgane haben den Nachteil, daß die von oben kommenden geschnittenen Fadenstapel am Konus abgleiten und von umlaufenden Stahlstiften seitwärts getroffen und oft beschädigt und zerrissen werden und eine flauschige Form erhalten. Ein so zerrissener Faden läßt sich aber durch einen Luftstrom nicht leicht steuern, und die Verteilung der Fäden auf dem Transportband wird unregelmäßig, was die Qualität der Matte vermindert. Außerdem öffnet diese bekannte Vorrichtung die Fadenstapel nicht im gewünschten Ausmaß, d. h. bis auf die Einzel- oder Teilfäden. Ferner kommt es oft vor, daß die Stahlstiftc verbogen sind oder mit der Oberfläche des Konus nicht einen bestimmten Winkel bilden. In diesem Falle bleiben die Fäden an den Stahlstiften hängen und fallen erst unter der Wirkung der Zentrifugalkraft ab, wenn sie ein Büschel gebildet haben und genügend schwer geworden sind. Diese Fadenbüschel erzeugen ebenfalls eine Unregelmäßigkeit in der Dicke der Matte und vermindern folglich die Qualität ganz wesentlich. Im übrigen sind ungeöffnete Fadenstapel bei der Weiterverarbeitung der Matte mit Kunststoff in den transparenten Kunststoff-Fertigteilen gut zu erkennen und wirken störend.

Es ist auch eine Vorrichtung bekanntgeworden zur Aufbereitung und Dosierung für Faserstoffe wie Asbest, Schlackenwolle usw., die einen Führungskegel aufweist, der mit messerartigen Schlageisen versehen ist (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 208676). Bei dieser Vorrichtung werden die Fadenstapel durch die rotierenden Schlageisen aufbereitet, wodurch sie ebenfalls beschädigt werden.

Ferner ist eine Verteilervorrichtung für Vorformmaschinen bekanntgeworden (vgl. französische Patentschrift 1115992), die zwei vertikale parallele Achsen aufweist, die sich im entgegengesetzten Sinne drehen und an deren unteren Teil Stäbe oder Flügel angeordnet sind, die in verschiedenen Ebenen sitzen und sich kreuzen. Der Nachteil dieser Vorrichtung be-

ht ebenfalls darin, daß die Fäden durch die umlaud _Stäbe oder Flügel zu aggressiv behandelt und tbeschädigt werden, so daß man ein Endprodukt ^minderer Qualität erhält.
Um eine ausreichende Öffnung der ;-adenstapel zu halten hat man in neuerer Zeit vorgeschlagen, wie 2L ebenfalls bekanntgeworden k? (vgl. französische »tentschrift 1194516), vor die Verteilungsvorrich-σ eine Vorrichtung zum öffnen der Fadenstapel """»Behalten. Diese bekannte Vorrichtung wei^t zwei 7vtoder auf, die sich im entgegengesetzten Sinne mit erschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten drehen d zwischen denen die geschnittenen Fadenstapel üfadurchtreten und gegebenenfalls anschließend eilL Verteilungskonus zugeführt werden, der mit Stahlstiften versehen ist. Die Öffnung erfolgt in diem Falle durch Reibung. Da die Glasfasern gegen Reibung empfindlich sind, werden sie hierbei häufig !«schädigt und zerrissen. Außerdem i.,t die Einrichtung aufwendig, da sie sich aus einer Vorrichtung zum Öffnen und einer Vorrichtung zum Verteilen 7usammensetzt; sie ist folglich wenig rentabel. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die einanes beschriebene Vorrichtung so auszubilden, daß die Nachteile der bekannten Arten, insbesondere die vorbeschriebenen Nachteile, vermieden werden. Im einzelnen ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin zu erblicken, daß das Öffnen und Verteilen der geschnittenen Fadenstapel mit einem einzigen einfachen Organ bewirkt werden soll, daß die Fadenstapel bis auf die Einzelfäden geöffnet und dennoch die Fasern geschont bzw. nicht beschädigt werdensollen und daß die Verteilung der Fadenstapel oleichmäßig über die ganze Breite der Unterlage, die der Ablage der geöffneten Stapel und der Bildung des Erzeugnisses wie z. B. einer Matte von gleichmäßiger Dicke dient, erfolgt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die ertindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerorgan als kugelkalottenförmiger Verteilerkörper ausgebildet ist, der eine abgeflachte Oberfläche (Prallfläche) konzentrisch zur Rotationsachse hat. Die Nachteile der Schlagwirkung, wie sie bei den beschriebenen bekannten Arten gegeben sind, werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vollkommen vermieden. Die bei den bekannten Arten (siehe USA-Patentschriften 2725601, 2983303 und deutsche Auslegeschrift 1 208676) zur Halterung der obenerwähnten umlaufenden Stifte oder Schlageisen vorhandenen rotierenden Konen können mit der erfindungsgemäßen Prallfläche nicht verglichen werden. Durch die genannten Versuche ist festgestellt worden, daß gegen die Konen geführte Fadenstapel seitwärts an diesen entlang abgleiten und auf diese Weise nicht geöffnet werden. Bei den bekannten Arten werden sie lediglich durch die umlaufenden Stifte bzw. Schlageisen aufbereitet und dabei beschädigt. Im Gegensatz dazu ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Beschädigung der Fasern eine einwandfreie Öffnung der Fadenstapel dadurch, daß die Fadenstapel etwa senkrecht gegen die Prallflache geführt und mit ihren der Prallflache zugekehrten Schnittflächengegen die Prallfläche gestoßen werden. Es ist vorteilhaft, daß das Verhältnis der Geschwindigkeit der Fadenstapel zur Prallflächendrehzahl etwa 250 m/min : (2000 bis 3000) Umdrehungen/min ist. Durch die obengenannten Versuche wurde festgestellt, daß bei diesen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlverhältnissen einerseits die Öffnung der Fadenstapel und andererseits das Verteilen der geöffneten t-adenstapel in besonders günstiger Weise erfolgt.

Der erlindungsgemäße Verteilerkörper bewirkt zugleich eine sehr weitgehende Öffnung der Fadenstapel in ihre Einzelfäden und die gleichmäßige Verteilung dieser Fäden auf der Unterlage, die dazu dient, die Fäden aufzunehmen, um insbesondere eine Matte zu bilden. Diese beiden Vorgänge der öffnung und der Verteilung werden erzielt mittels eines einzigen Organs von besonders einfacher Konstruktion.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsart dieser Vorrichtung entspricht der Durchmesser der abgeflachten Oberfläche der Kugelkalotte im wesentlichen '5 dem Durchmesser des auf dem rotierenden Körper iinkommenden Stromes von Fadenstapeln.

Infolge dieser Anordnung prallen alle Fadensiapel im wesentlichen senkrecht auf diese Oberfläche. Die einzelnen Fäden werden auseinandergetrieben und alle Stapel auf diese Weise geöffnet. Durch Versuche wurde festgestellt, daß die elektrostatische Aufladung der Fasern in bezug auf den rotierenden Körper im Vergleich mit den bekannten Arten vermindert ist durch die geringe Reibung von Faser zu Metall. Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung sioht man auf der abgeflachten Oberfläche der Kugelkalotte mindestens ein lineares Element vor, das über diese Oberfläche hervorragt und durch ihr Zentrum geht.

Dieses Element kann beispielsweise eine längliche Leiste sein und dient folgendem Zweck. Durch die genannten Versuche ist festgestellt worden, daß sich im Zentrum der Oberfläche der Kalotte unter Umständen ein Unterdruck bildet, der das Abschleudern eines Teiles der Fadenstapel erschwert. Das lineare Element wirkt dem entgegen, indem es die sonst etwa liegenbleibenden Fadenstapel sofort nach ihrem Aufprall auf die abgeflachte Oberfläche der Kalotte weg- :.chlägt. Es kann auch eine Anzahl solcher linearen Elemente vorgesehen werden, die über diese Oberfläche hervorragen und ein Ganzes bilden, dessen Symmetriezentrum das Zentrum der Kalotte ist. Diese Ausführung gewährleistet einen schlagfreien Lauf des Verteilerkörpers und verhindert in noch höherem Maße als die vorhergehende Ausführung das Liegenbleiben von Fadenstapeln auf der abgeflachten Oberfläche des Verteilerkörpers.

Diese linearen Elemente können rechtwinklig zueinander sein und die Form eines Kreuzes bilden. Diese Ausführungsart ist besonders vorteilhaft, da sie einfach ist und sicher und rasch das Abschleudern aller sonst im Zentrum liegenbleibenden Fadenstapel bewirkt, ohne daß das angestrebte senkrechte Aufstoßen der Schnittflächen der Fadenstapel auf der abgeflachten Oberfläche der Kugelkalotte nennenswert herabgemindert wird.

Nach einem anderen vorteilhaften Merkmal haben die linearen Elemente einen dreieckigen Querschnitt, dessen einer Winkelscheitel nach oben gerichtet ist. 6o Diese Ausführungsart ermöglicht die Einwirkung auf die Bewegung der Stapel und die Verbesserung der Gleichmäßigkeit ihrer Ablage auf dem Transportorgan. Die dreieckige Form der linearen Elemente vermeidet einen Ventilationseffekt, der mit abgeflachten 65 linearen Elementen entstehen könnte und der schädliche Luftwirbel in der Formkammer erzeugen konnte. Es i:.t vorteilhaft, wenn der Krümmungsradius der kugelförmigen Kalotte in der Größenordnung von

etwa 100 bis 300 mm liegt, wobei Werte entweder der den Verteilerkörper antreibt, bewirken,
im Bereich um etwa 195 mm oder etwa 145 mm h^- Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3

vorzugt sind, und daß die linearen Elemente etwa 3 die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Yoirichbis 5 mm hoch sind. Man erhält so eine besonders tung beschrieben.

gute Verteilung der geöffneten Fadenstapcl. Ist der 5 Glasseidenspinnfaden oder Rovings 6-6' werden Krümmungsradius zu groß, werden die seitlich durch /wischen zwei zusammenarbeitende Zylinder 7-8 und Zentrifugalkraft abgeschleuderten Stapel zu weit ge- 7-8' eingeführt. Die Zylinder 7 und T sind mit Mcsworfen und durch den vertikalen Luftstrom nicht rasch sern versehen, die auf diese Weise Fadenstapel 9-9' genug in die vertikale Fallinie geführt, und die Vertei- von gewünschter Länge erzeugen. Die geschnittenen lung auf dem Transportorgan ist nicht genügend ¹⁰ Stapel fallen auf die Eingangstrichter H-Il' in eine gleichmäßig. Ist dagegen der Krümmungsradius zu Formkammer 10, in der ein Unterdruck herrscht und klein, läuft man Gefahr, daß die Stapel rasch auf dem deren Boden von einem endlosen Transportband 15 Verteilerkörper abgleiten, ohne geöffnet zu werden. gebildet wird. Unterhalb des Transportbandes 15 sind Es hat sich gezeigt, daß durch derartige lineare Eic- zwei Kammern 16-16' angeordnet, die mit nicht darmente die Wirkung der Prallfläche praktisch nicht be- '5 gestellten Mitteln verbunden sind zum Absaugen von einträchtigt wird, so daß auch beim Vorhandensein Luft und um auf diese Weise den Unterdruck zu crdieser Elemente eine gleichmäßige Qualität des Er- zeugen, der in der Formkammer 10 herrscht.
Zeugnisses gegeben ist. In der Formkammer 10 sind zwei Verteilerkörper

Nach einer Ausführungsform ist der den rotieren- vorgesehen, die sich gegeneinander im umgekehrten den Körper antreibende Schaft mit Organen versehen. 20 Sinne drehen. Diese Verteilerkörper sind ausgebildet, die während der Drehung des rotierenden Körpers wie es oben beschrieben ist.
eine Vcntilationswirkung erzeugen. Die kugelkalottenförmigen Verteilerkörpcr 1-1'

Diese Ventilationswirkung verhindert, daß die Fa- sind auf den Schäften 3-3' befestigt, die drehbar auf denstapel auf dem horizontalen Teil des den rotieren- den Armen 12-12'montiert sind. Sie werden in Beweden Körper tragenden Armes hängenbleiben oder daß ²5 gung gesetzt durch die Drehachsen, die durch die Molange Fäden, die nicht geschnitten worden sind, sich toren 13-13' angetrieben werden, welch letztere auum den Schaft wickeln können. ßerhalb der Formkammer 10 angeordnet sind. Der

Die Organe zur Erzeugung der Ventilationswir- Antrieb erfolgt unter Zwischenschaltung von Riemen kung können durch zwei oder mehr Stege gebildet im Innern der genannten Arme,
sein, die in Längsrichtung auf der äußeren Oberfläche 3° Die geschnittenen Fadenstapel 9-9' fallen in die des Schaftes zum Antriebdes rotierenden Körpers an- Trichter ll-li'und werden durch die Schneidvorrichgeordnet sind. tung 7-8 und 7'-8' mit einer Geschwindigkeit von un-

Diese Ausführungsart ist von einfacher Konstruk- gefahr 250 m 'min zu den Verteilerkörpern hin gewortion.' Durch die Bildung eines Luftpolsters um den fen. die mit einer Geschwindigkeit von etwa 2000 bis Schaft herum werden ungeschnittene Fäden sicher 35 3000 Umdrehungen/min rotieren, und werden senkclaran gehindert, sich um den Schaft zu wickeln und recht gegen die abgeflachte Oberfläche des Verteilergegebenenfaüs in die Lagerung des rotierenden Vcr- körpers 1-1' gerichtet. Bei diesem Vorgang kann man teilerkörpers zu gelangen, was zu Betriebsstörungen die pinselförmige Spreizung der Elementarfäden erführen würde. keimen und die Zerlegung des aus mehreren Teilfäden

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dar- 40 zusammengesetzten Spinnfadens (Mehrfachfaden) gestellt, das der Erläuterung der Erfindung dient. Die oder des Rovings in some einzelnen Fäden,
nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf dieses Die scharfkantigen gekreuzten linearen Elemente

Ausführungsbeispiel bzw. auf die Zeichnung. Sie be- 5-5' schlagen die Fäden sofort nach ihrem Aufprall inhaltet aber zugleich eine weitere allgemeine Be- auf die abgeflachte Oberfläche weg, so daß kein Stapel Schreibung der Erfindung. In der Zeichnung zeigt 45 auf dieser Oberfläche des Verteilerkörpers liegen

Fig. 1 eine Vorderansicht der Vorrichtung. bleibt. Auf Grand der Form dieses Verteilerkörpers

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung, als Kugelkalotte werden die Fäden durch Zentrifugal-

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ein- kraft seitlich weggeschleudert durch die Rotation des richtung zur Herstellung von Matten, insbesondere genannten Körpers und werden rasch in eine vertikale Glasseidenmatten, die zwei erfindungsgemäße Vor- 50 Fallrichtung übergeleitet, wobei sie angesaugt werden richtungen aufweist. durch den vertikalen Luftstrom in der Kammer 10.

In den Fig. 1 und 2 sieht man bei 1 den kugelkalot- und sie werden gleichmäßig verteilt auf dem Transtenförmigen Verteilerkörper und bei 2 die konzen- portband 15, wo sie eine Glasseidenmatte 17 von trisch zur Rotationsachse dieses Körpers abgeflachte gleichmäßiger Dicke bilden.

Oberfläche. Auf dieser befinden sich vier aus Stahllei- 55 Die Stege 4-4', die an den Schäften 3-3' festsitzen, sten gebildete lineare Elemente 5, die einen dreiecki- erzeugen bei ihrem Umlauf eine Ventilationswirkung, gen Querschnitt haben, rechtwinklig zueinander an- wobei der hierdurch erzeugte Luftstrom die Fäden geordnet sind und die Form eines Kreuzes bilden, wegbläst und dadurch verhindert, daß diese auf den dessen Symmetriezentrum das Zentrum der Kalotte Armen 12-12' hängenbleiben können. Jedoch muß ist. Der Verteilerkörper ist montiert auf einem 60 dieser Ventilationseffekt verhältnismäßig schwach Schaft 3, der an seiner äußeren Oberfläche Stege 4 sein, da er sonst in der Formkammer 10 Luftwirbel aufweist, die bei der Rotation eine Ventilationswir- erzeugen würde, die für eine gleichmäßige Ablage der kung erzeugen. Der Schaft 3 hat innen eine Ausneh- Fadenstapel auf dem Transportband schädlich wären. mungl8 für die Rotationswelle und eine Ausnehmung In Fig. 3 sind als Beispiel zwei Organe zum öffnen

19, in die der abgewinkelte Arm 12 (I .. 3) hinein- 65 der Fadenstapel und zur Verteilung dargestellt. Jeragt. Dieser Arm dient der Halterung des Verteiler- doch kann man nach Bedarf und Ausrüstung der Matkörpers und enthält die Organe, die die Transmission tenmaschine ein einziges Organ verwenden oder auch zwischen einem äußeren Motor 13 und dem Schaft 3. eine Anzahl Organe, die größer ist als zwei.

(ο

wohl die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie rieben worden ist, in erster Linie zum Öffnen 'erteilen von Glasseidenstapeln dient und obiie Anwendung dieser Vorrichtung im einzelnen j diesen Fall beschrieben worden ist, eignet sich

diese Vorrichtung gleichermaßen zum Öffnen und Verteilen von anderen Stapeln aus mineralischen oder organischen Fasern.

Die Erfindung kann auch angewendet werden bei der Fabrikation von Vorformlingen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

409 621/104

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum öffnen und Verteilen von abzulegenden geschnittenen Fadenstapeln, insbesondere aus Glasfasern, mit einem um eine senkrechte Achse rotierenden Verteilerorgan, einer oberhalb des Verteilerorgans angeordneten Fadenstapelzulieferungseinrichtung, einer unter dem Verteilerorgan angeordneten Fadenstapelablage fcowie Mitteln zur Erzeugung eines die Fadenstapel Iransportierenden Luftstromes, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerorgan als kugelkalottenförmiger Verteilerkörper (1 bzw. 1') ausgebildet ist, der eine abgeflachte Oberfläche (Prallfläche) (2) konzentrisch zur Rotationsachse hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der abgeflachten Oberfläche (2) der Kugelkalotte (1) im wesentlichen dem Durchmesser des Stromes von Fadenstapeln entspricht, der auf dem rotierenden Körper ankommt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der abgeflachten Oberfläche (2) der Kugelkalotte (1) mindestens ein lineares Element (5) vorgesehen ist, das über diese Oberfläche hervorragt und durch ihr Zentrum geht.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der abgeflachten Oberfläche (2) der Kalotte (i) vorgesehenen linearen Elemente (5) rechtwinklig zueinander sind und die Form eines Kreuzes bilden.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der abgeflachten Oberfläche (2) der Kalotte (1) vorgesehenen linearen Elemente (5) einen dreieckigen Querschnitt haben, dessen einer Winkelscheitel nach oben gerichtet ist.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der kugelförmigen Kalotte (1) in der Größenordnung von etwa 100 bis 300 mm, vorzugsweise bei etwa 195 mm oder etwa 145 mm liegt, und daß die linearen Elemente etwa 3 bis 5 mm hoch sind.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den rotierenden Körper antreibende Schaft (3 bzw. 3') mit Organen (4) versehen ist, die während der Drehung des rotierenden Körpers eine Ventilationswirkung erzeugen.

8 Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Organe zur Erzeugung der Ventilationswirkung gebildet sind durch zwei oder mehr Stege (4), die in Längsrichtung auf der äußeren Oberfläche des Schaftes zum Antrieb des rotierenden Körpers angeordnet sinti.