DE2458069A1

DE2458069A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von zerkleinerten glasfaserstraehnen

Info

Publication number: DE2458069A1
Application number: DE19742458069
Authority: DE
Inventors: Thomas Joseph Briar; William Lorenz Schaefer
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1973-12-11
Filing date: 1974-12-07
Publication date: 1975-06-12
Also published as: JPS5089637A; CA1029961A; NL7415384A; US3869268A; JPS5717854B2; FR2253718A1; FR2253718B1; BE823213A; IT1024809B; GB1492403A

Description

Patentanwalt K / 3 / D (735)

63 Gießen
Ludwigstraße 67

PPG Industries, Inc., Pittsburgh, Pennsylvania, USA

VERFAHREN UWD VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON ZERKLEINERTEN GLASFASERSTRÄHNEN

Priorität: 11. Dezember 1973 / U S A / Serial No. 423 838

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit denen man Glasfasern in kontinuierlicher Folge herstellen und zu Glasfaserbündeln von gleichmäßiger Länge zerkleinern kann.

Man stellt Glasfasern aus Kegeln von geschmolzenem,viskosem Glas auf die Weise her, daß man das Glas aus einer platinhaltigen Düse mit einer Vielzahl von Öffnungen verspinnt und dünn auszieht. Die Ausziehgeschwindigkeit, die Viskosität des Glases und die Größe der Düsenöffnungen bestimmen den Durchmesser der sich bildenden Faser. So erhält man bei einer hohen Glasviskosität und mit großen Düsenöffnungen Fasern mit einem verhältnismäßig großen Durchmesser, bei einer hohen Ausziehgeschwindigkeit dagegen Fasern mit einem verhältnismäßig kleinen Durchmesser. Für die Herstellung von Fasern mit einem einheitlichen

5098 24/086 0

Durchmesser ist es daher zweckmäßig, die Ausziehgeschwindigkeit und die Glasviskosität konstant zu halten, sowie den Durchmesser der Düsenöffnungen nicht zu verändern. Man kann die Viskosität des Glases dadurch konstant halten, daß man die Zusammensetzung des Glases und die Temperatur bei der Herstellung der Fasern konstant hält. Die Größe der Düsenöffnungen kann durch eine entsprechende Zusammensetzung des Materials, aus dem die Düse hergestellt ist, während einer langen Produktionsdauer unverändert gehalten werden. Die Viskosität des Glases und die Größe der Düsenöffnungen können von den Glasfaserherstellern daher ohne weiteres den Erfordernissen angepaßt werden. Dagegen ändert sich die Ausziehgeschwindigkeit, wie sich gezeigt hat, mit den mechanischen Gegebenheiten der Ausziehvorrichtungen und mit der Methode, nach der die Fasern ausgezogen werden.

Nach einem gebräuchlichen Verfahren zieht man die aus der Düse austretenden Fasern dadurch aus, daß man sie auf eine mit gleichbleibender Geschwindigkeit rotierende Trommel aufspult. Jedoch vergrößert sich hierbei der effektive Durchmesser der Trommel und erhöht sich infolgedessen die Ausziehgeschwindigkeit der Fasern in dem Maße, in dem die Glasfasern auf die Trommel auflaufen, so daß sich in den äußeren Lagen des Wickelkörpers eine dünnere Faser ausbildet als in seinen inneren Lagen. Ausserdem muss die Herstellung der Fasern unterbrochen werden, damit der Wickelkörper von der Wickelvorrichtung heruntergenommen werden kann·

509824/088

Mach einem anderen Verfahren bedient man sich zum Ausziehen von Glasfasern einer Bandvorrichtung. In dieser Vorrichtung werden die Fasern zwischen den sich berührenden glatten Flächen zweier in parallelen Bahnen geführter Bänder hindurchgezogen. Indem die beiden Bänder sich an einem bestimmten Punkt voneinander hinwegbewegen, geben sie die Glasfasern in eine Sammelvorrichtung hinein frei. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß sich mit ihm Glasfasern zu einer einheitlichen Faserstärke ausziehen lassen. Jedoch hat es den Nachteil, daß sich endlose Glasseidenspinnfäden nicht ohne Schwierigkeit für eine lineare Weiterverarbeitung ablegen lassen.

Die Fasern müssen während ihrer Herstellung mit einer Präparation behandelt werden. Diese Präparation besteht im allgemeinen aus einem Gleitmittel, mit dem ein Abrieb zwischen den Fasern und ein Brechen der feinen Fäden verhindert werden soll, und aus einem Bindemittel, mit dem die Fasern zur Bildung eines Glasseidenfadens gleichmäßig gebündelt werden. Die Präparation muss sowohl gut an den Fasern haften als auch im Hinblick auf die Endverwendung der Fasern verträglich sein. Es ist daher nicht einfach, Präparationen mit den die Brauchbarkeit von Glasfaserprodukten bestimmenden Eigenschaften zu formulieren.

Man stellt einen Glasseidenfaden dadurch her, daß man eine Vielzahl von mit einer Präparation behandelten Glasfaserfäden vereinigt. Dieser Glasseidenfaden wird zu einem Wickelkörper

509824/0860

aufgespult und danach zu der seinem jeweiligen Verwendungszweck entsprechenden Weiterbehandlung wieder abgespult. Besondere Bedeutung haben gehackte Glasseidenstränge erlangt, weil sie beispielsweise zur Verstärkung von Kunstharzen und zur Herstellung von Glasfaserpapier von hohem Nutzen sind. Üblicherweise stellt man zerkleinerte oder gehackte Glasseidenfäden dadurch her, daß man einen Glasseidenfaden von einem Wickelkörper abspult und durch eine Schneidvorrichtung führt. Dieses Verfahren hat sich als kostspielig erwiesen, weil der Glasseidenfaden sowohl aufgewickelt als auch abgewickelt werden muss und hierdurch sowohl hohe Arbeitskosten als auch hohe Materialverluste infolge Fadenbruchs und beim Ablaufen der Fäden von den in Gattern aufgesteckten Wickelkörpern entstehen.

Die Erfindung macht nun eine Verfahren und eine Vorrichtung verfügbar, mit denen man Glasfasern in einem kontinuierlichen Arbeitsgang herstellen und zerkleinern bzw. zerhacken kann.

Ferner kann man mit der Vorrichtung und dem Verfahren nach der Erfindung die aus der Spinndüse austretenden Fäden mit gleichbleibender Geschwindigkeit ausziehen und somit Fasern mit einem gleichmäßigen Durchmesser herstellen.

Schließlich kann man nach der Erfindung bei der Herstellung von Glasfasern Präparationen verwenden, die, verglichen mit den hierfür bisher gebräuchlichen Präparationen weit ,weniger komplex in ihrer Zusammensetzung sind uninicht den weiten Be reich von Eigenschaften wie diese zu haben brauchen·

509824/0860

Im ganzen gesehen, gibt die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren an die Hand, mit denen man in einem einzigen kontinuierlichen Arbeitsgang gehackte Glasseidensträhnen herstellen kann.

Nach dem Verfahren der Erfindung zum Zerkleinern von Glasfasern im Zusammenhang mit ihrer Herstellung werden die aus einer Düse versponnenen Glasfasern dünn ausgezogen, mit einer Präparation behandelt und zu mehreren Strähnen zusammengefaßt. Zum Ausziehen der Fasern verwendet man zwei mit ihren Laufflächen aneinänderliegende Walzen, von denen die eine eine geriefte Oberfläche, die andere dagegen eine glatte, elastische Oberfläche hat. Zu ihrer Zerkleinerung werden die Strähnen in den Raum zwischen dieser letzteren, mit einer glatten ,elastischen Oberfläche ausgestatteten Walze und einer dritten Walze geleitet, auf deren Oberfläche eine Vielzahl von Abschneideraessern in Schlitze eingesetzt sind, wobei die Schlitze eine um 0,05 bis 0,1 mm über die Querschnittstärke des Einsätzt;eils der Messer hinausgehende Weite haben müssen. Die ersten beiden aneinanderliegenden Walzen, d.h. die mit einer glatten, elastischen Oberfläche ausgestattete und die mit einer gerieften Oberfläche ausgestattete Walze, bilden zusammen die zum Ausziehen der Glasfasern ausschließlich verwendeten Mittel. Die durch das Zusammenwirken der genannten dritten Walze mit der genannten glattflächigen Walze aus den Glasfasersträhnen entstehenden, zerkleinerten bzw. gehackten Glas fasern werden auf einen zweistufigen Rüttelförderer abgelegt, von dem der erste Förderer eine größere Schwingungsweite als der zweite Förderer hat und der zweite Förderer mit Mitteln

50982 A/0860

zum Trocknen der gehackten Glasfasern ausgerüstet ist. In seinem Endteil ist der zweite Rüttelförderer mit Bodenöffnungen versehen, durch die die gehackten Glasfasern in einen Sammelbehälter fallen. Die Erfindung betrifft ferner auch eine neuartige Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung der Vorrichtung und des Verfahrens die Herstellung, das Zerkleinern, das Trocknen und das Sammeln der Glasfasern;

Fig. 2 von der Seite und teilweise im Schnitt die Anlaufwalzen und die Schneidvorrichtung;

Fig. 3 von der Seite und teilweise im Schnitt die Vorrichtung nach Fig. 2;

Fig. 4 von der Seite und teilweise im Schnitt den Schneidkopf mit den eingesetzten Abschneidmessern;

Fig. 5 fragmentarisch den ausseren Kranz des Schneidkopfes von oben und

Fig. 6 im Schnitt den Schneidkopf mit einem der Abschneidmesser·

Wie in Fig. 1 dargestellt, werden feine Glasfäden oder -fasern durch eine mit öffnungen 3 versehene und aus einer Legierung aus 80 % Platin und 20 % Rhodium bestehende Düse

509824/0860

hindurch abgezogen. Die Fasern 1 werden, bevor sie in Berührung miteinander treten, mit einer Präparation behandelt. Für die Zwecke der Erfindung geeignet ist jede wässrige Präparation, die sich im Hinblick auf die Endverwendung der Fasern als verträglich erweist und genügend klebefähig ist, die einzelnen Fasern miteinander zu einer Strähne (strand) zu verbinden. Für das Verfahren nach der Erfindung kommen sehr verschiedenartige Präparationen in Frage. Da nach der Erfindung die Herstellung der Fasern und ihre Zerkleinerung kontinuierlich in einem Verfahren vereinigt sind, bedarf es, wie bisher, keiner Präparationen mehr, um die Fasern beispielsweise beim Auf- und Abspulen zu schützen. Man trägt die Präparation auf die Weise auf, daß man die Fasern 1 über eine Auftragswalze 4 leitet, die in einen die Präparation als Bad enthaltenden Behälter 5 eintaucht. Die Präparation wird in der Regel aus einem nicht gezeigten Tank in den Behälter 5 eingepumpt

Man lässt die Fasern 1 am Beginn ihrer Herstellung zunächst zwischen.zwe£ Anlauf- oder Zugwalzen 6 und 6a hindurchlaufen· Hierbei werden sie bei einer geringen Walzengeschwindigkeit ausgezogen. Solange die Glasfasern zwischen den Walzen 6 und 6a hindurchlaufen, werden sie mittels einer (nicht dargestellten).Abfallrutsche aus dem Arbeitsbereich herausgenommen. Wenn das Verfahren angelaufen ist, werden die Glasfasern über einen Leit- oder Sammelschuh 8, im allgemeinen einen mit Rillen versehenen Zylinder, geführt. Auf diesem werden sie gesammelt und zu der gewünschten Zahl von Strähnen 9 zusammengefaßt. Durch eine in Fig. 1 nicht gezeigte Changier-

509824/0860

vorrichtung kann der Sammelschuh 8 in einem Bereich von etwa 1,6 bis 12,7 mm über der Oberfläche 12 der Walze 11 hin- und herbewegt werden.

Danach werden die Strähnen 9 über eine freilaufende Zuführwalze 10 geleitet. Auf dieser werden sie für den Sehneidvorgang ausgerichtet. Man versieht die Zuführwalze 10 mit einer gerieften Oberfläche, um ihr gegenüber den Strähnen 9 Zugkraft zu geben.

Die Zuführwalze 10 steht mit einer Gegenwalze (cot) in Verbindung. Die Walzen 10 und 11 üben im Zusammenwirken auf die Strähne 9 den Zug aus, der für die Herstellung der Fasern 1 erforderlich ist. Im allgemeinen werden die Fasern mit Geschwindigkeiten von 610 bis 915 m/min, ausgezogen.

Die Gegenwalze 11 besteht aus einem elastischen Material, das abnehmbar auf eine in Fig. 1 nicht gezeigte ringförmige Scheibe aufgelegt ist. Als elastisches Material geeignet sind beispielsweise vulkanisierter natürlicher oder synthetischer Kautschuk oder ein Polyurethan. In der Regel wird ein Material verwendet, dessen Aussenflache der mit ihm belegten Gegenwalze eine Shore-A-Härte von 50 bis 90 hat und für die Zuführwalze 10 und die Abschneidmesser in genügendem Maße griffig ist.

509824/0860

Die Strähne 9 wird zwischen der Gegenwalze 11 und den Abschneidmessern 13 hindurchgeführt. Die Messer 13 sind auf dem Schneidkopf 14 in Schlitzen (in Fig. 1 nicht gezeigt) eingesetzt, die in der Richtung der Achse des Schneidkopfes 14 schräg zu dieser verlaufen. Die Schlitze haben eine über die Stärke der Abschneidmesser 13 um 0,05 bis 0,1 mm hinausgehende Weite. Hierdurch wird das Vibrieren der Messer 13 abgeschwächt und ihre Lebensdauer vergrößert. Durch den schrägen Verlauf der zum Einsetzen der Abschneidmesser 13 bestimmten Schlitze längs der Achse des Schneidkopfs 14 soll bewirkt werden, daß die Abschneidmesser 13 im Kontakt mit der Gegenwalze 11 fortschreitend wirksam werden und es nicht zu einem plötzlichen Einwirken von Druckkräften auf die Abschneidmesser 13 kommt, wenn diese mit der Gegenwalze 11 in Berührung kommen. Wie vorstehend gesagt, kann auf diese Weise das Vibrieren der Messer verringert und deren Lebensdauer erhöht werden.

Wie gesagt, werben die Fasern 1 auf dem hin- und hergehenden Sammelschuh δ zu einer Strähne 9 zusammengefaßt und diese durch die Zuführwalze 10 im Zusammenwirken mit der Gegenwalze 11 ausgezogen, indem man sie zwischen den beiden Walzen hindurchzieht. Die Strähne wird dann durch die Messer 13 auf der Gegenwalze 11 zerkleinert bzw· zerhackt.

Die zerkleinerten Strähnen oder Glasfaserbündel 17, die infolge der Behandlung der Glasfasern mit der wässrigen Präparation einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 9 bis 11 Gew. %

509824/0 860

haben, fallen auf einen ersten Rüttelförderer 18, auf dem sie durcheinander geschüttelt werden. Bei dieser Schüttelbehandlung bleiben die zerkleinerten Strähnen 17 als lose, aneinanderliegende Einzelsträhnen erhalten, d.h. sie verkleben nicht miteinander.

Vom ersten Rüttelförderer 18 gleiten die zerkleinerten Strähnen 17 auf einen zweiten Rüttelförderer 19 hinüber, dessen Schwingungsweite geringer ist als die des Rüttelförderers 18. Dem Rüttelförderer 19 ist eine Heizvorrichtung, hier in der Form von Infrarotlampen, zugeordnet. Während die zerkleinerten Strähnen 17 über den Rüttelförderer hinweg wandern, verringert sich ihr Feuchtigkeitsgehalt durch die eingestrahlte Wärme auf weniger als 0,1 Gew. %. Anstelle von Infrarotlampen kann man für den Feuchtigkeitsentzug auch andere Mittel verwenden, beispielsweise einen Gebläseofen.

In seinem Endteil 19a ist der Rüttelförderer 19 mit Öffnungen versehen. Durch diese fallen die getrockneten Glasfasersträhnen 17 in einen Sammelbehälter 21. Glasfaserbündel mit Übergröße werden am Ende des Rüttelförderers weggeführt. Wenn die Glasfasersträhnen 17 daher nicht die passende Größe haben, werden sie nicht durch die öffnungen in dem durchbrochenen Teil 19a des Rüttelförderers 19 hindurch in den Sammelbehälter 21 fallen· Man hält sie auf diese Weise von dem Produkt mit. der gewünschten Größe, nämlich einer gehackten Glasseide von einheitlicher Länge, fern.

5 0 9824/0860

Wach der Darstellung in Fig. 2, bei der die Anlaufwalzen 6 und 6a nicht in den Prozessablauf eingeschaltet sind, werden die Glasfasern 1 über den sich hin- und herbewegenden und auf eine Welle 23 aufgesetzten Sammelschuh 8 geleitet. Der Sammelschuh 8 hat eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Rillen, durch die die Glasseidenfäden 1 in eine der Rillenzahl entsprechende Anzahl von Glasseidensträhnen 9 aufgeteilt werden* Der Sammelschuh 8 wird über der Walze 11 in seitlicher Richtung so hin- und herbewegt, daß die Fasersträhnen 9 in zufälliger Weise mit der Oberfläche der Gegenwalze 11 und mit den Schneidmessern 13 in deren ganzer Breite in Berührung kommen. Auf diese Weise sind die Gegenwalze 11 und die Schneidmesser 13 einer gleichmäßigen Beanspruchung ausgesetzt, was ihre Lebensdauer vergrößert. Zur Hin- und Herbewegung des Sammelschuhs 8 wird die Welle 23 durch einen Motor 22 angetrieben. Der Sammelschuh 8 ist zu diesem Zweck fest auf der Welle 23 angebracht. Der Motor 22 ist mit der Welle 23 derart in einem Gehäuse 24 eingebaut, daß die Welle,.23 aus diesem herausragt. In der Regel stellt man den Sammelschuh 8 aus Graphit her. Man kann jedoch auch andere Werkstoffe verwenden, wenn diese ein glattes Gleiten der Fasern gewährleisten und somit verhindern, daß diese brechen, wenn sie zu Strähnen zusammengefaßt werden.

Für die Gegenwalze 11 verwendet man als Werkstoff ein elastisches Material, beispielsweise vulkanisierten natürlichen oder synthetischen Kautschuk oder einen Polyurethangummi mit einer Shore-A-Härte von 50 bis 90. Diese Härte ist

509824/0860

notwendig, weil die Walze 11 zum Zwecke ihrer Zugkraft und ihrer Zusammendrückbarkeit sowohl genügend elastisch als auch zum Zerhacken der Strähnen 9 genügend hart sein muss. Die Gegenwalze 11 kann auch aus zwei Werkstoffen zusammengesetzt sein, wobei die Oberflächenschicht aus einem harten Material und der darunterliegende Kern aus einem Material von größerer Elastizität als das Oberflächenmaterial der Walze besteht·

Die Gegenwalze 11 ist auf eine Welle 25 aufgesetzt, die ebenfalls im Gehäuse 24 gelagert ist.

Der Schneidkopf 14 ist auf eine Welle 26 aufgesetzt« Die Welle 26 wird von einem Motor 27 angetrieben und ist mit diesem ebenfalls in dem Gehäuse 24 untergebracht. Wenn der Schneidkopf 14 von dem Motor 27 in Drehung versetzt wird, kommt er durch die Messer 13 mit der freilaufenden Gegenwalze 11 in Berührung und versetzt diese ebenfalls in Drehung. Die Gegenwalze 11 wiederum berührt sich mit der freilaufenden Walze 10 und versetzt diese auf ihrer ebenfalls im Gehäuse 24 gelagerten Welle 28 in Drehung. Der Motor 27 ist genügend stark, um sowohl die Walze 10 als auch die Walze anzutreiben und dadurch bei einer Geschwindigkeit von etwa 610 bis 915 m/min, das Ausziehen der Fasern 1 zu bewirken. Die Zuführwalze 10 und die Gegenwalze 11 greifen die Fasersträhne 9 und ziehen sie zwischen sich hindurch, wobei die aus der in Fig. 2 nicht gezeigten Düse austretenden Glasfasern⁷ 1 dünn ausgezogen werden. Sie leiten die Fasersträhnen sodann in den Raum zwischen der Gegenwalze 11 und den Ab-

509824/0860

schneidmesser!! 13, wo sie zu Glasfaser strähnen bzw. -bündeln 17 zerkleinert werden.

Die Anlaufwalzen 6 und 6a sind auf Wellen 29 bzw. 29a aufgesetzt. Die Welle 29 wird von einem Motor 30 angetrieben. Der Motor 30 ist auf einer Tragplatte 31 befestigt und diese gleitbar auf Wellen 32 und 32a aufgesetzt. Die Wellen 32 und 32a sind in Halteteilen 33 bzw. 33a gelagert,und diese sind auf dem Gehäuse 24 befestigt.

Fig. 3 läßt in einer im Seitenriß und teilweise im Schnitt gezeigten Darstellung der Vorrichtung und des Verfahrens nach Fig. 2 die Stellung der Anlaufwalzen 6 und 6a beim Anlaufen des Verfahrens und während des Verfahrens erkennen. In ihrer Ausgangsstellung führen die Anlaufwalzen 6 und 6a die zwischen ihnen hindurchlaufenden Glasseidenfäden.1 zunächst über eine Rutsche 7 ab. Beim Beginn des Hackverfahrens werden die Fäden dann, von den Walzen 6 und 6a mit einer relativ geringen Geschwindigkeit von e₍twa 90 m/min, aus der Düse abgezogen, über den Sammelschuh 8 hinweg dem Berührungspunkt der Gegenwalze mit der Zuführwalze 10 zugeführt. Hierbei werden die Fasern dünn ausgezogen,und die auf dem Sammelschuh 8 entstehenden Glasseidensträhnen dem Hackbereich zugeführt. Wenn die Ausziehgeschwindigkeit der zusammenwirkenden Zuführwalze 10 und der Gegenwalze 11 größer wird als die der Anlaufwalzen 6 und 6a, tritt ein Preßluftkolben 34 in Funktion und bewegt die Tragplatte 31 auf den Wellen 32 und 32a, in die in einer Phantomzeichnung angedeuteten Stellung w.

5098 2 4/086 0

Die Fasern 1 werden auf dem auf ihrer Oberfläche mit Rillen versehenen Sammelschuh 8 zu Strähnen 9 zusammengefaßt· Die Zahl der Strähnen entspricht normalerweise der der Rillen 35 auf dem Sammelschuh 8. Wenn daher nicht alle Rillen in Anspruch genommen werden, erhält man eine geringere Zahl von Strähnen. Während die Fasern 1 zu Strähnen 9 zusammengefaßt werden, bewegt sich der Sammelschuh 8 in dem durch die Buchstaben y und ζ markierten Bereich hin und her. Hierdurch werden die Schneidmesser 13 und die Gegenwalze 11 gleichmäßig abgenutzt. Die Hin- und Herbewegung des Sammelschuhs 8 kommt dadurch zustande, daß man ihn auf eine im Gehäuse 24 in Halteteilen 36 und 36a gelagerte Welle aufsetzt, die durch einen Drehstift 38 mit einem Gelenkstück 37 verbunden ist. Das Gelenkstück 37 ist durch einen Drehstift 40 mit einem als Kurbel wirkenden Rad 39 verbünden. Das Kurbelrad 39 ist auf eine durch den Motor 22 angetriebene Welle 41 aufgesetzt. Der Hubbereich des Sammelschuhs 8 wird von der Anordnung des Gelenkstückes 37 zum Mittelpunkt des.Kurbelrades 39 bestimmt. Der Hubweg des Samraelschuhs 8 verlängert sich in dem Maße, in dem sich der Abstand des Drehstiftes 40 von dem Mittelpunkt des Kurbelrades vergrößert.

Die Fasersträhnen 9 werden vom Sammelschuh 8 aus auf die Zuführrolle 10 und die Gegenwalze 11 geleitet. Beim Übergang auf diese beiden Walzen werden die Fasern 1 dünner ausgezogen. Die Gegenwalze 11 ist auf eine nicht gezeigte Ringscheibe aufgesetzt. Als Material für die elastische Oberfläche der Gegenwalze 11 verwendet man vulkanisierten natür-

509824/0860

lichen oder synthetischen Kautschuk oder einen Polyurethangummi rait einer Shore-A-Härte von 50 bis 90. Die Oberfläche der Walze 11 muss zugleich die für die geforderte Abnutzfestigkeit notwendige Härte und die zum Antreiben der Zuführwalze 10 erforderliche Elastizität haben. Zu diesem Zwecke kann die Oberfläche 12 der Gegenwalze 11 auch aus zwei Lagen, nämlich einer harten äusseren Lage und einer elastischen inneren Lage, bestehen·

Die elastische Decke 12 der Gegenwalze 11 wird auf die Umfangsflache einer nicht gezeigten Ringscheibe aufgelegt und mit Befestigungsscheiben 43 und 43a, die über die Ringscheibe und die elastische Decke 12 hinausragen, in ihrer Lage festgehalten. Die Befestigungsscheiben 43 und 43a sind abnehmbar und gestatten ein rasches Auswechseln von abgenutzten Walzendecken 12·.

Die Strähnen 9 werden zwischen der Walze 10 und der Gegenwalze 11 hindurch.einer Stelle zugeführt, an der sie von den Messern 13 des vom Motor 27 über die Welle 26 angetriebenen Schneidkopfs 14 zerkleinert werden· Dies geschieht auf die Weise, daß die Strähnen in den Raum zwischen den Messern 13 des Schneidkopfs 14 und der flexiblen Oberfläche 12 der Gegenwalze 11 eingeführt werden. Sie werden hierbei zu einzelnen kleinen Glasfaserbündeln 17 zerhackt·

509824/0860

Fig. 4 zeigt den Schneidkopf 14 mit den eingesetzten Abschneidmessern 13 von seiner Stirnseite und teilweise im Ausschnitt·

Der Schneidkopf 14 mit dem Ringscheibenteil 44 trägt einen entlang der Peripherie der Ringscheibe verlaufenden Rand 45. Der Rand 45 ist mit einer Vielzahl von über seine Breite sich erstreckenden Schlitzen 15 versehen, in die Schneidmesser 13 eingesetzt sind. Um den Messern 13 einen guten Halt zu geben, und ihre Vibration auf ein annehmbares Maß abzuschwächen, muss man für'die Schlitze eine um 0,05 bis 0,1 mm über die IJuerschnittstärke der Messer 13 hinausgehende Weite wählen. Die Messer 13 gehen über den Rand 45 soweit hinaus, daß ihre Schneidkante voll zum Wirken kommt. Zum Aufsetzen der Scheibe 44 auf eine (in Fig. 4 nicht dargestellte) Welle ist eine Öffnung 46 vorgesehen. Die Scheibe 44 ist ferner mit Gewindeöffnungen 47 zum Anbringen von Sicherungsscheiben 48 und 48a versehen, mit denen die Messer in ihrer Stellung festgehalten werden. Die S icherungs sehe iben ₍48 und 48a sind ausgekehlte Ringe mit Öffnungen 49 und Schrauben 50, die in ihrer Anordnung auf die öffnungen 47 in der Scheibe 44 ausgerichtet sind.

Wenn man aus den Glasfasersträhnen Glasfaserbündel von größerer Länge herstellen will, kann man die Messer 13, einen oder mehrere der Schlitze 15 freilassend, in einem entsprechenden Abstand zueinander in den Schneidkopf 14 einsetzen. Jedoch muss in diesem Fall die Folge der Messer so dicht sein, daß jeweils mindestens zwei von Ihnen die Gegenwalze 11 berühren. Wenn

509824/0860

größere Bündellängen gewünscht werden,als sie diesen Messerabständen entsprechen, muss man eine Gegenwalze und /oder einen Schneidkopf von größerem Durchmesser verwenden.

Fig, 5 zeigt die den Rand 45 schräg zur Drehachse des Schneidkopfes durchquerenden Schlitze 15. Wenn die Messer 13 mit der elastischen Oberfläche 12 der Gegenwalze 11 in Berührung kommen, unterliegen sie im Einsatz einer allmählich fortschreitenden und nicht einer plötzlichen Beanspruchung. Dies gibt den Messern 13 eine größere Lebensdauer und schwächt das Entstehen von Schwingungen in der Hackvorrichtung ab.

In Fig. 6 ist ein Abschneidmesser 13 in einen Schlitz 15 im Rand 45 der Scheibe 44 mit der Öffnung 46 eingesetzt. Mit der Scheibe 44 sind mittels einer Schraube 50, die in Öffnungen 47 und 49 eingreift, die Sicherungsscheiben 48 und 4Sa verbunden. Zum Festhalten der Messer 13 sind an den Sicherungs· scheiben 48 und 48a die halbrunden Wülste 51 und 51a vorgesehen, denen die halbrunden Einkerbungen 52 und>52a an den Seitenkanten der Messer entsprechen. Als Abschneidmesser verwendet man normalerweise eine scharfe Metallklinge· Besonders geeignet für die Zwecke der Erfindung ist das in "Injektor"-Rasierapparaten normalerweise verwendete und wie beschrieben zugerichtete Klingenmaterial·

509824/0860

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von zerkleinerten Glasfasersträhnen, dadurch gekennzeichnet, daß man

eine Vielzahl von endlosen Glasfäden aus einer für die Herstellung von Glasfasern üblichen Düse abzieht,

auf die Glasfaden eine Präparation aufträgt,

die Glasfäden zu einer endlosen Glasfasersträhne oder mehreren endlosen Glasfasersträhnen zusammenfaßt,

die Fasersträhne oder Fasersträhnen in eine Ausziehzone leitet, in der man auf die Fasersträhne oder Fasersträhnen, sowie auch auf die noch nicht zu Strähnen geformten Glasfäden Ausziehkräfte einwirken läßt,

die Fasersträhne_poder Fasersträhnen von der Ausziehzone in eine Schneidzone weiterleitet,

die Fasersträhne oder Fasersträhnen zwischen Abschneidmessern und einer elastischen, bei der Berührung mit den Messern eindrückbaren Fläche hindurchleitet, wobei sie zu nicht zusammenhängenden Fasersträhnen zerkleinert werden,

das Schwingen der Abschneidmesser dadurch abschwächt, daß man sie in einen Halter mit einer um 0,05 bis 0,1 mm über die Querschnittstärke des Einsatzteiles der Messer hinausgehenden Weite einsetzt und

509824/0860

die erhaltenen zerkleinerten Glassträhnen sammelt.

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gek e η η ζ e i c h η e t, daß man die erhaltenen Fasersträhnen nach dem Schneidvorgang auf eine Fördervorrichtung leitet und

t^X -

die Fasersträhnen zur Verringerung ihres Feuchtigkeitsgehalts durch eine Trockenzone leitet.

3. Verfahren zur Herstellung von zerkleinerten Glasfasersträhnen, dadurch gekennzeichnet, daß man

auf die Glasfäden eine Präparation aufträgt.

die Glasfäden zu einer endlosen Glassträhne oder zu mehreren endlosen Glassträhnen zusammenfaßt,

die Fasersträhne oder Fasersträhnen in eine Ausziehzone führt, in der man auf die Fasersträhne oder Fasersträhnen und die davor liegend en Glasfäden Ausziehkräfte einwirken lässt,

die Fasersträhne oder Fasersträhnen aus der Ausziehzone in eine Schneidzone weiterleitet,

50 9 824/08 60

das Schwingen der Abschneidmesser dadurch abschwächt, daß man sie in einen Halter mit einer um 0,05 bis 0,1 mm über die Querschnittstärke des Einsatzteiles der Messer hinausgehende Weite einsetzt,

die nicht zusammenhängenden Glasfasersträhnen auf einen Zweistufen-Rüttelförderer leitet,

die erste Stufe des Forderers in eine Rüttelbewegung versetzt, um die nicht zusammenhängenden Glasfasersträhnen entlang der ersten Stufe auf die zweite Stufe des Förderers hinüberzuleiten,

auch die zweite Stufe des Förderers, diese jedoch mit einer geringeren Schwingungsweite als die erste Stufe, in eine Rüttelbewegung versetzt,

die zweite Stufe des Förderers in ihrem Endteil mit Öffnungen versieht, durch die die Strähnen mit der gewünschten Strähnenlänge selektiv abgesondert werden, und

die so abgesonderten Fasersträhnen sammelt.

509824/0860

4, Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die nicht zusammenhängenden Glasfasersträhnen während ihres Verweilens auf der zweiten Stufe des Rüttelförderers, trocknet.

5· Verfahren zur Herstellung von zerkleinerten Glasfasersträhnen, dadurch gekennzeichnet, daß man

aus einer Düse eine Vielzahl von endlosen Glasfäden abzieht,

auf die Glasfäden eine Präparation aufträgt,

die Glasfäden eine erste Ausziehvorrichtung durchlaufen lässt, in der auf die Glasfäden Ausziehkräfte einwirken,

die Glasfäden zu einer endlosen Glasfasersträhne oder mehreren endlosen Glasfasersträhnen zusammenlaufen lässt,

die Strähne oder. Strähnen in eine Ausziehzone mit einer zweiten Ausziehvorrichtung leitet,

die erste Ausziehvorrichtung freigibt, sobald die zweite Ausziehvorrichtung begonnen hat, auf die Fäden und die Strähne oder Strähnen mit ihren Ausziehkräften einzuwirken,

509824/0860

das Schwingen der Abschneidmesser dadurch abschwächt, daß man sie in einen Halter mit einer um 0,05 bis 0,1 mm über die Querschnittstärke des Einsatzteiles der Messer hinausgehenden Weite einsetzt, und

die nicht zusammenhängenden Fasersträhnen sammelt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennz e ichnet, daß man die nicht zusammenhängenden Fasersträhnen nach dem Schneidvorgang auf eine Fördervorrichtung leitet und

die nicht zusammenhängenden Fasersträhnen zur Verringerung ihres Feuchtigkeitsgehaltes durch eine Trockenzone leitet.

7. Verfahren zur Herstellung von zerkleinerten Glasfasersträhnen, dadurch gekennzeichnet, daß man

aus einer Düse eine Vielzahl von endlosen Glasfäden abzieht, auf die Glasfäden eine Präparation aufträgt,

die Glasfäden eine erste Ausziehvorrichtung durchlaufen lässt, in der auf die Fäden Ausziehkräfte einwirken,

509824/0860

die Strähne oder Strähnen in eine Ausziehzone mit einer zweiten Ausziehvorrichtung leitet,

das Schwingen der Abschneidmesser dadurch abschwächt, daß man sie in einen Halter mit einer um 0,05 bis 0,1 mm über die Querschnittstärke des Einsatzteiles der Messer hinausgehenden Weite einsetzt,

die erste Stuf e ides Förderers in eine Rüttelbewegung versetzt, um die nicht zusammenhängenden Glasfasersträhnen entlang der ersten Stufe auf die zweite Stufe des Förderers hinüberzuleiten,

die zweite Stufe des Förderers in ihrem Endteil mit Öffnungen versieht, durch die die Strähnen mit der gewünschten

509824/0860

Strähnenlänge selektiv abgesondert werden, und die so abgesonderten Glasfasersträhnen sammelt·

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die nicht zusammenhängenden Glasfasersträhnen während ihres Verweilens auf der zweiten Stufe des Rüttelförderers trocknet.

9. Vorrichtung zur Herstellung und zum Zerkleinern von Glasfasersträhnen, gekennzeichnet

" durch

eine Düse (2) zum Verspinnen von Glasfasern, aus der diese in der Form endloser Fäden (1) abgezogen werden,

Mittel (5), mit denen man auf die Fäden eine Präparation aufträgt,

Mittel (8), mit denen die Fäden zu einer endlosen Glas-

t ·

fasersträhne oder mehreren endlosen Glasfasersträhnen (9) zusammengeführt werden,

eine erste Walze (11) mit einer glatten, elastischen Fläche (12),

eine zweite Walze (10), die, Fläche an Fläche, an der ersten Walze (11) anliegt und im Zusammenwirken mit dieser die Glasfasersträhne oder Glasfasersträhnen (9) und die diesen vorangehenden Fäden (1) ausziehen.

509824/0860

eine dritte Walze (14) mit einer Vielzahl von auf der Walzenfläche in Schlitzen (15) angeordneten Abschneidmessern (13), wobei die Schlitze (15) in ihrer Weite um 0,05 bis 0,1 mm über die Querschnittstärke des Einsat zteiles der Abschneidmesser (13) hinausgehen und wobei zum Zerhacken der Fasersträhne oder Fasersträhnen (9) zu nicht zusammenhängenden Fasersträhnen (17). die Abschneidmesser (13) der dritten Walze (14) mit der ersten Walze (11) unterhalb der Stelle zusammenwirken, an der sich die erste Walze (11) und die zweite Walze (10): berühren,

Mittel (27), mit denen die erste, die zweite und die dritte Walze (11, 10, 14) in Drehung versetzt werden,

und

Mittel;(21),die die hergestellten Glasfasersträhnen aufnehmen.

10· Vorrichtung nach^:Anspruch 9, gekennzeichnet, durch Mittel (23, 36, 36a, 37, 38, 39, 40, 41), mit denen die die Glasfasern zu Glasfasersträhnen (9) zusammenfassenden Mitteln (8) in eine Hin- und Herbewegung versetzt werden, damit sowohl die Fläche (12) der ersten Walze (11) als auch die Abschneidmesser (13) der dritten Walze (14) einer gleichmäßigen Banspruchung ausgesetzt sind.

509824/0860

11· Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch

Mittel (18, 19, 19a), mit denen die zerkleinerten Glasfasersträhnen den sie aufnehmenden Mitteln (21) zugeführt werden und

Mittel (20) in Verbindung mit diesen die Glasfasersträhnen befördernden Mittel (18, 19, 19a), durch die der Feuchtigkeitsgehalt der Fasersträhnen (17) verringert wird.

12· Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel für die Beförderung der zerkleinerten Glasfasersträhnen ein zweistufiger Rüttelförderer (18, 19, 19a) verwendet wird, von dem die erste Stufe (18) eine größere Schwingungsweite als die zweite Stufe (19, 19a) hat und die zweite Stufe (19, 19a) an ihrem Ende mit Öffnungen versehen ist, durch die die Glasfasersträhnen (17) zu den sie aufnehmenden Mitteln (21) gelangen«

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze (10) eine geriefte Oberfläche hat.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Walze (14) von einem Motor (27) angetrieben wird und die erste und zweite Walze (11, 10) freilaufende Walzen sind, von denen die erste Walze (11) durch Reibwirkung von

509824/0860

der dritten Walze (14) und die zweite Walze (10) auf die gleiche Weise von der ersten Walze (11) angetrieben werden.

15. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeinchnet durch das Anlaufen des Verfahrens erleichternde zusätzliche Mittel (6, 6a) zum Ausziehen der Glasfasern·.

",. V -■

509824/0860