DE3049260A1

DE3049260A1 - Vorrichtung und verfahren zum ueberfuehren einer endlosen fasermatte von einer mattenbildungseinrichtung in eine verfestigungsstation

Info

Publication number: DE3049260A1
Application number: DE19803049260
Authority: DE
Inventors: Richard Regis 15214 Pittsburgh Pa. Tongel
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1980-06-13
Filing date: 1980-12-27
Publication date: 1982-01-14
Also published as: GB2078806B; DE3049260C2; FR2484481A1; JPS5831426B2; CH660107GA3; US4315789A; IT1134354B; IT8026088A0; BE886176A; FR2484481B1; NL8006207A; GB2078806A; JPS5713045A; CA1147961A

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren, welche bei der Herstellung von kontinuierlichen Fasermatten, insbesondere Glasfasermatten, zur Anwendung gelangen. Genauer ausgedrückt, handelt es sich um die Verbesserung der Überführung einer ungebundenen Fasermatte von der Mattenbildungsfläche in eine Verfestigungsstation. Bei dem erfindungsgemässen System wird die ungebundene Fasermatte von einer kontinuierlichen Mattenbildungsfläche oder Trägeroberfläche auf eine Zuführwalze überführt, auf deren Oberfläche ein lose aufliegendes und durchhängendes Band angeordnet ist, das infolge Friktion mit der angetriebenen Zuführwalze mit umläuft. Durch das unterhalb der Zuführwalze frei durchhängende, mit umlaufende Band werden Faserstränge, die zwischen die umgelenkte Mattenbildungsoberfläche und die Zuführwalze gelangen, von dem in Transportrichtung mit umlaufenden Band wieder nach oben gebracht und gelangen so in die Verfestigungsstation.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist ausserdem Einrichtungen auf, um das umlaufende lose aufliegende Band gegen seitliches Verlaufen zu sichern, so dass die Matte auf direktem geradem Wege von der Mattenbildungsoberfläche in die Verfestigungsstätion befördert wird.

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Bei dem aus der US-Patentschrift 38 83 333 beschriebenen Verfahren zur Herstellung endloser Glasfasermatten werden diese auf einem Träger gebildet und dann einer mechanischen Nadelstation zugeführt, in der der mechanische Zusammenhalt der Matte durch schnelles Durchdringen mittels Nadeln, die Widerhaken aufweisen, verbessert wird und eine mechanische Verbindung der Glasfaserstränge erhalten wird. Die in der Patentschrift beschriebene Vorrichtung weist zwei Trägerbänder auf. Auf dem ersten wird die Matte durch Ablagern gebildet und ein zweites fördert die Matte durch die Nadelstation. Dabei ist es möglich, dass die Matte während des Überganges von der Formfläche in die Nadelstation zwischen die Umlenkwalze des ersten Trägers und die Antriebswalze des zweiten Trägers gelangt, so dass die Matte zerrissen oder beschädigt wird. Insbesondere beim Ausfranzen der Matte besteht die Notwendigkeit, das Herstellungsverfahren zu unterbrechen und die Antriebsrolle der Nadelstation in eine solche Stellung zu bringen, dass die störenden Teile von Glasfasern an den Umlenk- und Trägerwalzen entfernt werden können. Derartige Betriebsunterbrechungen sind von Nachteil» Ausserdem bereitet es Schwierigkeiten, die ungebundene Matte von dem ersten Trägerband auf das Förderband der Nadelstation auf direktem geradem Wege zu überführen.

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In dem Fall, in dem die Matte der Nadelstation nicht zentriert oder auf Umwegen zugeführt wird, verursacht dies einen erheblichen Abfall beim Nadeln, denn durch die verformten Matten ist ein erheblicher Endbeschnitt erforderlich, um zu der gewünschten genauen Breite zu gelangen.

Zur Lösung der Probleme beim Übergang von der Mattenbildungsstation in die Nadelstation wurde vorgeschlagen, eine Walze mit Nuten anstelle eines zweiten Trägerbandes zu verwenden. Zur Unterstützung des Übergänge» sind in den Nuten der Walze Stifte vorgesehen, um die darüberlaufende Matte anzuheben und auf diese Weise den Übergang zu unterstützen. Dieses System hat sich jedoch bei Glasfasersträngen nicht bewährt, denn diese haben die Neigung, an den Fingern oder Stiften zu haften, so dass sie durch die umdrehende Transportrolle aus der Matte gezogen werden und sich die Betriebsstörungen und der Abfall gegenüber dem in US-Patentschrift 38 83 333 beschriebenen System noch verstärkten.

Es bestand deshalb ein Bedürfnis nach einer störungsfrei und effizient arbeitenden Vorrichtung und einem Verfahren zum Überführen endloser Fasermatten von einer formenden Trägerfläche in eine zweite Nachbehandlungsstation, In der die Matte verfestigt wird, bei-

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spielsweise einer Nadeleinrichtung.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, eine ungebundene endlose Fasermatte von
einem umlaufenden Träger auf einen anderen Träger störungsfrei zu überführen und ohne dass beim Übergang
die Matte beschädigt oder verformt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine
Vorrichtung zum kontinuierlichen Überführen einer ungebundenen Fasermatte von einer sich bewegenden Mattenbildungsfläche in eine anschliessende Verfestigungseinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen der Mattenbildungsvorrichtung und der Verfestigungseinrichtung eine angetriebene Zuführwalze mit einem diese Walze lose umschlingenden endlosen nach unten durchhängenden Band angeordnet ist.

Diese Lösung schliesst auch ein Verfahren zum kontinuierlichen Überführen einer ungebundenen Fasermatte von einer sich bewegenden Mattenbildungsfläche in eine anschliessende Verfestigungseinrichtung ein, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein auf einer Zuführwalze lose aufliegendes endloses Band an die Oberfläche der

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Zuführwalze ausreichend andrückt und man die Fasermatte über die Oberfläche des infolge Friktion mit der Zuführwalze umlaufenden Bandes mit einer höheren Geschwindigkeit führt, als auf der Mattenbildungsflache.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass die Matte von dem Träger, auf dem diese durch Ablegen gebildet ist, auf direktem geradem Weg der Verfestigungsstation zugeführt wird und dadurch abfallerzeugende Verformungen und Fehlausrichtungen der Matte vermieden werden.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung erlaubt es, eine kontinuierliche Fasermatte, die auf einem Träger gebildet wurde, in eine Verfestigungsstation, beispielsweise eine Nadeleinrichtung, ohne Schwierigkeiten zu überführen. Die dabei anzuwendende Vorrichtung besteht aus einer speziell ausgebildeten Walze zwischen dem ersten Mattenformungsträger und der Nadelstation, die so ausgebildet ist, dass das Umwickeln von Fasersträngen möglichst giring ist, während gleichzeitig die Fasermatte auf direktem geradem Wege der Nadel»cation zugeführt wird. Die einfache Konstruktion und Arbeitsweise der Erfindung

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erlaubt es» für den Fallt ^dass durch lose Faserstränge Störungen auftreten, diese Störungen schnell und problemlos tu beseitigen, so dass die Stillstandszeiten, die bei der Vorrichtung und Arbeitsweise gemäss ÜS-Patentschrift 38 83 333 auftreten, vermieden werden«

Erfindungsgemäss wird eine ungebundene kontinuierliche Fasermatte, die auf einem kontinuierlichen Träger gebildet wurde, vom Ende dieser Hattenbildungsfläche auf eine kettenförmige Oberfläche, die auf einer Einzelwalze mit umläuft, übertragen. CIe Oberfläche ist ein Teil eines endlosen Bandes, das in Form einer endlosen losen Schlinge über die Einzelwalze drapiert ist und eine nach unten durchhängende Schleife aufweist. Das Gewicht des Bandes ist so gewählt, dass der Auflagedruck auf die Oberfläche der Walze ausreichend ist, so dass das Band von der sich drehenden Walze im Reibungskontakt mitgenommen wird und mit umläuft. Das lose umlaufende Band wird in seiner Position auf der Waise so ausgerichtet gehalten, dass sich eine gerade Transportstrecke für die Matte ergibt. Dies wird dadurch erreicht, dass die nach unten hängende Schleife des Bandes zwischen zwei unterhalb der Walze angeordneten Führungsschienen hängt und dadurch ein seitliches Verlaufen des lose hängenden Bandes verhindert wird·

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Über der angetriebenen Walze mit dem lose umlaufenden Band ist eine weitere Walze angeordnet, mit der Druck auf die Fasermatte von oben während des Durchlaufes durch den Spalt zwischen dem umlaufenden Band und der darüber angeordneten Walze erzeugt werden kann. Die Stützwalze für das umlaufende Band ist direkt angetrieben und kann in ihrer Geschwindigkeit gesteuert werden, so dass im Zusammenwirken mit der darüber angeordneten Druckwalze die Geschwindigkeit des lose umlaufenden Bandes einstellbar ist. Vorzugsweise werden die Bedingungen so gewählt, dass die Geschwindigkeit des lose umlaufenden Bandes grosser ist als die Geschwindigkeit der Mattenbildungsfläche, so dass am Übergabepunkt von der Mattenbildungsfläche auf die erflndungsgemässe Vorrichtung eine Steuerung des Mattengewichts (density) möglich ist.

Es wurde gefunden, dass durch das lose in Transportrichtung umlaufende Band einzelne lose Faserstränge, die von dem umgelenkten Mattenbildungsträger nach unten in den Spalt zwischen der erfindungsgemässen Vorrichtung und der Mattenbildungseinrichtung eingezogen werden zurück nach oben transportiert werden und so zusammen mit der Faserraatte in die Verfestigungsstation übergehen. Verunreinigungen der umlaufenden Mattenbildungs fläche werden auf diese Art und Weise vermieden. Für den Fall,

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dass Störungen infolge loser Faserstränge, die sich in dem Mattenbildungsband verhaken oder um die angetriebene Walze der Übergabestation wickeln, auftreten, ist ein Abschneiden der Matte ohne grosse Schwierigkeiten möglich und die Walze der Übergabestation kann anschliessend so gedreht werden, dass sich die störenden Faserstränge leicht entfernen lassen.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren noch näher erläutert.

Figur 1

zeigt eine Seitenansicht der Mattenherstellungseinrichtung mit der erfindungsgemässen Übergabevorrichtung in Betriebszustand bei der Mattenherstellung.

Figur 2

zeigt eine vergrösserte perspektivische Ansicht der für die Übergabe der Matte zu verwendenden Übergabewalze (draped roll).

In Figur 1 ist gezeigt, wie eine Vielzahl von Faser strängen 11 a, 11 b, 11 c und 11 d einem Träger der Mattenbildungseinrichtung 12 zugeführt werden, bei dem ein endloses umlaufendes Trägerband 13 sich zwischen und

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um die Umlenkrollen 14, 15 bewegt. Oberhalb der Matte ist eine Andruckwalze 17 oberhalb der Umlenkwalze angeordnet. Die Umlenkwalze 15 1st die Hauptantriebswalze und steht in nicht gezeigter Verbindung mit der Andruckwalze 17, um beide Walzen 15 und 17 mit gleicher Geschwindigkeit zu betreiben· Beim Verlassen des umlaufenden Trägerbandes 13 passiert die Hatte einen zweiten Satz von Walzen. Dieser Walzensatz besteht aus einer Antriebswalze 19 und einer frei drehenden (free-wheeling) Druckwalze 20, die parallel zueinander ausgerichtet sind« Die Anpresswalze 20 greift an die darunter laufende Hatte 16 an und übt auf diese einen Druck aus, während sich die Hatte über die Oberfläche des Trägerbandes 22 bewegt. Dieses Trägerband streckt sich über den grossten Teil der Breite der Walze 19. Nachdem die Hatte 16 die Oberfläche des Bandes 22 verlassen hat, tritt sie in die Nadeleinrichtung ein, die ständig auf- und abbewegt wird, wie es die Pfeile in der Zeichnung andeuten. Die Nadeln 26 weisen Widerhaken auf und beim Ein- und Durchdringen der Hatte verursachen die Nadeln eine Bewegung und Verflechtung der Faserstränge miteinander, wodurch eine mechanische Bindung der Hatte 16 in der Nadelstation 25 bewirkt wird. Beim Verlassen der Nadelstation läuft die Hatte 16 zwischen einer frei drehenden Druckrolle 27 und der Antriebsrolle 28 hindurch, über die

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Holle 28 und um eine frei drehende Spannwalze 29 herum. Anschlieseend wird die Hatte einer nicht gezeigten Sammelstation zur Verpackung zugeführt«

In Figur 2 wird gezeigt, dass die Antriebswalze 19 von einem losen endlosen Band 22 umfasst wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht dieses Band aus einem rostfreien Stahlsieb. Die Walze 19 wird über die Antriebswelle 19 a angetrieben, die in Verbindung steht mit einer Band- und Antriebseinrichtung mit einem üblichen Motor, wobei dieser Antrieb in bekannter Weise ausgebildet ist, so dass auf dtssen Wiedergabe verzichtet wird. Führungsschienen 30 und 31 sind in der Nähe der beiden Enden der Antriebswalze 19 unterhalb dieser angeordnet, um das endlose Band 22 in dem Mittelteil der Rolle 19 zu halten, so dass die Matte sich auf einem geraden Weg vom Träger 12 über die Walze 19 und das mit ihr verbundene Band 22 in die Nadelstation 25 bewegt.

Beim Betreiben der erfindungsgemässen Vorrichtung wird eine Fasermatte aus einzelnen Fasersträngen hergestellt und zwar in der Weise, wie es in der US Patentschrift 38 83 333 beschrieben ist. Zur Herstellung einer Glasfasermatte werden dabei aus einer Vielzahl von Glasschmelzdüsen Fäden ausgezogen und die Faserstränge quer über die Breite einer Trägeroberfläche ab-

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gelegt, einer über den anderen, um die gewünschte Dichte und Dicke der Matte auf der Trägeroberfläche zu erreichen. Falls die Matte aus synthetischen Fasern hergestellt wird, werden diese Faserstränge aus einer entsprechenden Spinneinrichtung oder vergleichbaren Einrichtung zugeführt. Falls es erwünscht ist, können die quer abzulegenden Faserstränge auch von entsprechenden Spulen oder Fackungen abgezogen werden und quer über die Trägeroberfläche in gleicher Weise abgelegt werden, wie bereits beschrieben.

Das umlaufende endlose Trägerband 13 besteht vorzugsweise aus einem rostfreien Stahlsieb mit einer solchen Maschenweite, dass die Faserstränge an der Oberfläche des Siebgewebes liegen bleiben und so gering als möglich in die Siebmaschen eindringen. In gleicher Weise ist das umlaufende Band (drape belt) 22 aus einem rostfreien Stahlsieb oder Siebgewebe hergestellt, dessen Öffnungen klein genug sind, um ein Eindringen der Faserstränge in die Siebmaschenöffnungen zu vermeiden. Das Siebgewebe ist aber andererseits offen genug, um eine Reinigung von anhaftendem Staub, Schlichte oder Bindermaterial, wie sie üblicherweise bei der Herstellung von Matten verwendet werden, mittels eines aufgebrachten fluiden Mediums zu ermöglichen. Durch diese Ausbildung des umlaufenden Trägerbandes und des losen

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Bandes (drape belt) 22 können diese leicht gereinigt und gewartet werden, so dass ständig für die Mattenbildung und den Übergang eine gleichmässige Oberfläche zur Verfügung steht, ohne dass diese durch Anhaften des Faserstranges gestört wird.

Bei der in Figur 1 gezeigten üblichen Arbeitsweise gemäss der vorliegenden Erfindung wurde eine Matte durch Querablegen einer Vielzahl von Glasfibersträngen über die gesamte Breite des Trägers 12, wobei die Faserstränge von Spulen abgezogen wurden, gebildet. Der Träger war ein Sieb, wie er in der US-Patentschrift 38 83 333 beschrieben ist und auf dem eine Matte mit einem Gewicht von etwa 29,3 kg / m (6 oz. per square foot) erzeugt wird. Das umlaufende endlose Trägerband 13 ist ein Drahtsiebgewebe mit einer Drahtsiebdichte von 42 Maschen (links) pro 929 era zu 38 Maschen (links) pro 929 cm^. Die Antriebsrolle 15 wird mit einer solchen Geschwindigkeit betrieben, dass sich für das Trägerband eine Geschwindigkeit von 256 - 6 cm / min ergibt. Der Abstand zwischen den Walzen 15 und 19 beträgt 11,4 era (4,5 inches) und die Walze 19 war geringfügig unterhalb der Walze 15 angeordnet, so dass sich ein abfallender Weg für die Matte 16 beim Übergang vom Träger 13 auf das Kettenband 22 ergab. Die Antriebswalze 19 ist eine Stahlwalze mit einem Durchmesser von 16,5 cm mit einem

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umlaufenden Kettenband, das die gleiche Maschenweite wie das Band 13 aufweist. Das Kettenband 22 erstreckt sich über die Oberfläche der Walze 19 locker bis zu einem Funkt unterhalb des umlaufenden endlosen Trägerbandes 13. Die Druckwalze 17 1st eine massive Stahlwalze mit 17,8 cm (inches) Durchmesser. Die Walze 19 und die Walze 28 am Ausgang der Nadelstation sind direkt durch nicht gezeigte Motoren angetrieben, so dass die Geschwindigkeit der Matte 16 beim Durchlauf durch die Nadelstation 25 439 cm / min (14,4 ft. per minute) beträgt. Die Einrichtung arbeitet während vieler Stunden erfolgreich bei der Herstellung von Matten, wobei diese ohne Störungen und Falschwicklungen von dem kontinuierlichen Trägerband 13 in und durch die Nadelstation 45 Überführt werden. Faserstränge, die die Tendenz haben, zwischen das Trägerband 13 und das Kettenband 22 zu gelangen, werden auf der Oberfläche des Kettenbandes 22 festgehalten und in die Nip zwischen den Rollen 20 und 19 rückbefördert und gelangen von dort durch die Nadelstation.

In Figur 1 ist als zweite Bindevorrichtung eine Nadeleinrichtung gezeigt) an deren Stelle kann aber auch eine Kammer angeordnet werden, in der ein Harz zum Binden der Matte auf diese aufgebracht wird.

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Die Erfindung wurde vorstehend an einem Beispiel beschrieben, das jedoch nicht beschränkend ist.

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Claims

30A9260 Dr. Michael Hann (1350) St / W Dr. H.-G. Sternagel Patentanwälte Ludwigstrasse 67 6300 Giessen PPG Industries, Inc., Pittsburgh, Pennsylvania, USA VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ÜBERFÜHREN EINER ENDLOSEN FASERMATTE VON EINER MATTENBILDUNGSEINRICHTUNG IN EINE VERFESTIGUNGSSTATION Priorität: 13. Juni 1980 / USA / Ser. No. 159,087 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Überführen einer ungebundenen Fasermatte von einer sich bewegenden Mattenbildungsfläche in eine anschliessende Verfestigungseinrichtung,

dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Mattenbildungsvorrichtung (12) und der Verfestigungseinrichtung (25) eine angetriebene Zuführwalze (19) mit einem diese Walze (19) lose umschlingenden endlosen, nach unten durchhängenden Band (22) angeordnet ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass das umschlingende lose Band (22) ein Siebgewebe aus rostfreiem Stahl ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Zuführwalze (19) an deren seitlichen Enden je eine horizontale Führungsschiene (30, 31) vorhanden ist, zwischen denen sich der durchhängende Teil des Bandes (22) befindet.

4. Verfahren zum kontinuierlichen Überführen einer ungebundenen Fasermatte von einer sich bewegenden Mattenbildungsfläche in eine anschiiessende Verfestigungseinrichtung mittels einer Vorrichtung nach den Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass man das auf der Zuführwalze lose aufliegende endlose Band an die Walzenoberfläche ausreichend andrückt

und man die Fasermatte über die Oberfläche des infolge Friktion mit der Zuführwalze umlaufenden Bandes mit einer höhreren Geschwindigkeit führt, als auf der Mattenbildungsfläche.

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