DE7043124U - Vorrichtung zur Herstellung einer aus anorganischen Fasern bestehenden Matte - Google Patents

Description

DR.-ΙΝβ. DIPL-.NG. M. SC. OtPL.-PHYS. DR. Dl PL.-»«V».

HÖGER - STELLRECHT - GRIFSSBÄCKJ-HÄECKER

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25. März 1974

Owens-Corning Fiberglas Corporation Toledo, Ohio 43559, USA

Vorrichtung zur Herstellung einer aus anorganischen Fasern bestehenden

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer aus anorganischen, von einem Bindemittel durchtränkten Fasern bestehenden Matte.

Eine Matte oder Bahn aus anorganischen Fasern wird erfindungsgemäß durch die Saugv/irkung eines Luftstromes, welcher die Fasern, z. B. Glasfasern trägt, sowie durch das Aufsprühen eines organischen Bindemittels auf die DeckflHche eines durchlöcherten Förderers erhalten. Unterhalb des Förderers ist einr Saügeinrxchtung angeordnet, durch welche das Material auf die

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Deckfläche des Förderers gezogen wird, dabei bleiben aber die Fasern und der Bindemittel-Sprühnebel durch eine Formhaube auf der Deckfläche des Förderers beschränkt. Die Seitenv/ände der Formhaube bestehen aus einem Paar paralleler, endloser Förderer, die zur Bildung der einander gegenüberliegenden Seitenwände der Haube einander benachbarte Ketten oder Bänder aufweisen. Die seitlichen Förderer besitzen vertikal angeordnete, vordere Rollen, die in der Nähe der hinteren Antriebsrolle oder -walze des horizontalen Förderers vorgesehen sind. Die hinteren Rollen der Vertikalförderer sind dagegen in einem bestimmten Abstand zur hinteren Antriebsrolle des Horizontalförderers angeordnet. Die Förderelemente der einander benachbarten Ketten verlaufen im wesentlichen vertikal und besitzen eine dem Horizontalförderer entgegengesetzte Bewegungsrichtung. Die Elemente der vertikalen Parallelförderer besitzen ebene Oberflächenabschnitte, unterhalb denen sie so miteinander verbunden sind, daß die Elemente separat durch die vorderen Antriebsrollen oder -walzen umgelenkt werden können. Die Elemente werden bei ihrer Umlenkung durch die vorderen Rollen mit Waschwasser abgespült. Zwischen den beiden vertikalen Ketten- oder Plattenbändern ist eine Abschlußwand vorgesehen, die auf der der vorderen Antriebsrolle abgesandten Seite der hinteren Antriebsrolle angeordnet ist. Nach der Umlenkung der Förderelemente durch die vorderen Antriebsrollen wird das V/asser vom Trum des Förderers abgestreift, welches sich in Richtung zur hinteren Antriebsrolle bewegt. Durch die hinteren Antriebsrollen erfolgt eine Bewegungsumkehrung, so daß nun die Förderelemente

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die Seitenwände der Formhaube bilden, durch welche die Fasern und das Bindemittel auf den horizontalen Flächen gebracht werden. Die vertikalen Förderelemente sind in einem geringen Abstand, oberhalb der Deckflache des Horizontalförderers angeordnet, wobei die unteren Rückseiten dieser Förderelemenie auf einem Brett o. dgl. gleiten, das knapp oberhalb der Deckfläche des Horizontalförderers, jedoch außerhalb der Formfläche, in Längsrichtung angeordnet ist. Das Waschwasser wird mehrfach umgewälzt, wobei ein mit dem Bindemittel angereicherter Teilstroin abgezweigt und einem Bindern!ttelmischtank zuge führt wird, um dort einen Teil der Bindemittellösung zu bilden.

Es ist bereits bekannt, Matten aus mineralischen Fasern, welche durch ein organisches Bindemittel miteinander verbunden sind, In der Art herzustellen, das die Fasern in eine oberhalb des horizontalen Förderers angeordnete Formhaube hineingasaugt werden. Die Fasern werden dann von einem verhältnismäßig großen Gasvoluroen getragen, in welchen das Bindemittel gesprüht wird. Anschließend werden die in die Formhaube eingeführten Fasern und der Bindemittel-Sprühnebel durch eine Saug- ^inriehtungi welche ia Bereich der Deckfläche des Horizontalförderers angeordnet ist, auf diesen gesaugt. Die Fasern werden gedämpft und von einem großen Volumen turbulenter Gase weitertransportiert, so daß sie mit dem Sprühnebel auf die die Formhaube bildenden Wände aufprallen. Diese Wände sind in den meisten Fällen ortsfest, so daß sich dort einige der durchnäßten Fasern ansammeln und für eine gewisse Zeit kleben bleiben. Manche dieser Fasern fallen in Propfenform auf die

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Oberfläche der erzeugten Matten, während andere an den Seitenwänden der Pormhaube verbleiben, bis die Vorrichtung aus-

[ geschaltet und gereinigt -wird« Die von den Seitenwänden der

I Formhaube herunterfallenden Glasfaserbroeken sind oft feuchter

I als die Fasern auf der Oberfläche ^s Förderers, so daß da-

[Γ. durch die hergestellte Matte fehlerhaft wird- Nicht nur diese

\ Brocken oder Pfropfen integrieren nicht mit den übrigen Fa-

j;. sern der Matten, sondern auch deren Bindemittelzusainmen-

i X setzung unterscheidet sich von der der Matte, so daß, wenn

j eine die Brocken aufweisende Matte in einem Wärmeofen ausge

härtet wird, diese Brocken sichtbar aus der Matte hervorragen und somit deren Qualität verschlechtern.

In einem Fall ist bereits vorgeschlagen worden, die Seitenvränae der Porröhaiibe ssit der gleichen Geschwindigkeit und in Richtung des Horizontalförderers zu bewegen, um auf diese Weise nur eine minimale Beschädigung der Seitenkanten der

, Matte zu erhalten. Zu diesem Zweck wurden langgestreckte

1 ' Metallplatten, die als Dichtung wirken, oberhalb der Deck-

j _ fläche des Horizontalförderers so angeordnet, daß der Boden

i =d@r vertikalen Seitenwand© entlang dieser Metallplatten glei-

\ ten kann.. Die beweglichen Seitenwende wurden durch Antriebs-

I rollen umgelenkt, mit V/asser abgewaschen und dann in ent-

: * gegengesetzter Richtung zum Anfang des Horizontalförderers

: ... zurückgeführt. Die auf einer solchen Vorrichtung hergestell-

< ten Matten haben jedoch nicht die gewünschte Gleichförmig—

', keit, wobei bisher die Ursache dieser Mangel nicht erkenbbar

\ war.

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Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile bei der Herstellung einer Matte zu vermeiden und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit der fehlerfreie Matten erzeugt werden können.

Es wurde gefunden, daß eine gleichmäßigere Matte aus unwillkürlich orientierten, anorganischen Pasern, welche durch ein Bindemittel miteinander verbunden sind, in einer Vorrichtung hergestellt werden kann, in der die Pasern auf einem horizontalen Förderer gesammelt v/erden, der zwischen Seitenwänden angeordnet ist, die ihrerseits entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Horizontalförderers bewegt werden. Die erzeugte Matte hat dadurch weniger "Bindemittel-Flecken"

und die Aushärtung des Bindemittels durch die gesamte Matte hindurch ist gleichmäßig.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist am Anfang des horizontalen Förderers eine querverlaufende Vertikalwand zwischen den beweglichen vertikalen Seitenwänden angeordnet. Diese Querwand ist vorzugsweise in einem geringen Abstand zu den beweglichen Seitenwänden gehalten. Jedes an den beweglichen Seitenwänden anhaftende Material passiert die Querwand und bewegt sich weiter um die vordere Antriebsrolle des Fördermechanismus' herum, so daß durch das über die beweglichen Wände nach unten abfließende Waschwasser Rückstände weggespült werden. Durch diesen Ar^-Lcitsablauf werden die in der Nähe der Kanten der durch die Vorrichtung herge-

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stellten Matte vorkommenden "Bindemittel^ Flecken" eliminiert. Weiterhin erfolgt auch eine gleichmäßigere Trocknung des Bindemittels über die gesamte Breite der Matte hinweg. Die beweglichen, vertikalen Seitenwände "besitzen ferner einen Zwischenraum zwischen ihren TJnterkanten. Die Deckfläche des horizontalen Förderers gewährleistet einen leicht regulierbaren Luftstrom, welcher sich vorteilhaft auf die Gleichförmigkeit der Seitenkanten der durch die Vorrichtung hergestellten Matten auswirkt. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, eine große Anzahl von Paser- und Bindemittelverdichtungen, welche normalerweise die "Bindemittel-Flecken" erzeugen,

von der Formfläche der Vorrichtung zu entfernen. Die Ansammlungen, Verdichtungen oder Brocken werden von den Wänden abgewaschen, wobei weiterhin das Bindemittel aus diesen ausgelaugt wird- Das Waschwasser wird mehrfach umgewälzt, wobei ein von ihm abgezweigter Teilstroro zur Aufbereitung einer neuen Bindemittellösung verwendet wird. Das Bindemittel in diesem Teilstrom bewirkt keine merkliche Beschleunigung der Harzaushärtung, so daß es nun gleichmäßig in der ganzen Matte verteilt ist. Die mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Matte besitzt einen gleichmäßigeren Feuchtigkeitsgehalt und eine durchgehendere Aushärtung als die bisherigen Matten, welche mit den bekannten Vorrichtungen hergestellt wurden.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsforra der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungs-

jf gemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 eine vereinfachte Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von G-lasmatten besitzt einen Glasofen 10, dem ein Vorherd 12 nachgeordnet ist, aus dem das geschmolzene Glas mehreren Formungsstationen 14 zugeführt wird, von denen eine in avasgezogenen und die anderen in gestrichelten Linien dargestellt sind. Die einer jeden Formungsstation 14 zugekehrte Unterseite des Vorherdes 12 ist mit einer Platte 16 aus Metall versehen, in welcher eine Öffnung angeordnet ist, durch die ein geschmolzener Glasstrom 18 in eine Hohlwelle einer motorgetriebenen Zentrifuge 22 gelangt. Am oberen Ende der Hohlwelle 20 ist ein Motor 24 angeordnet, während am unteren Wellenende ein Zentrifugenkorb 26 mit einer Vielzahl von an seiner Peripherie vorgesehenen Öffnungen befestigt ist. Durch diese Öffnungen wird das geschmolzene Glas strahlförmig· herausgeschleudert. Durch eine nicht drgestellte Einrichtung wird ein über den Rand des Zentrifugenkorbes 26 nach unten ,gerichteter Gasstrom erzeugt, durch welchen das geschmolzene Glas zu dünnen Fäden verstreckt wird, die dann im Luft- oder Gasstrom in Form eines Schleiers 28 dispergiert sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt mehrere dieser, die Schleier 28 bildenden Formungsstationen 14, von denen jedoch lediglich vier in Fig. 1 dargestellt sind.

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Die Glasfasern der einzelnen Schleier 28 werden auf dem oberen Trum 30 eines horizontalen, durchlöcherten Förderers 32 gesammelt. Dieser Förderer besitzt eine vordere und hintere Rolle 34 bzw. 36. Unterhalb des oberen Trums 30 Ist eine Saugeinrichtung 38 angeordnet, durch welche Gas (Luft) durch den bandförmigen Förderer hindurcjigesaugt wird, so daß die in den Schleiern 28 vorgesehenen Glasfasern sich auf die Oberseite des Förderers 30 zur Bildung einer Γ-latte 40 niederschlagen. ■ Das durcheinanderwirbelnde Gas- und Glasfasergeraiscia besitzt

" nicht die in der Zeichnung dargestellte zylindrische Form, son-

dern verteilt sich nach allen Richtungen und. muß deshalb auf der Oberseite des Förderers 30 gehalten werden. Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Gas-Glasfaser-Gemisch mittels zweier paralleler Seitenwände 42, einer ortsfesten Rückwand 44, einer Vorderwanü 46 sowie einer Torwalze 48 auf der Oberfläche des Förderers 30 gehalten.

Die aus den losen Glasfasern bestehende und durch die von den oben aufgeführten Wänden (Formhaube) geformte Matte wird dann mittels eines Bindemittels, das in die Formhaube durch mehrere ■■ Düsen 50 gesprüht wird, durchtränkt. Das hierfür verwendete \ Bindemittel ist eine wässrige Lösung, die sich tröpfchenweise

ν an den Kreuzungspunkten der die Matte 40 bildenden Fäden oder

f ^% Fasern festsetzt. Die durch das Bindemittel imprägnierte

Matte 40 wird dann zur Aushärtung in einen Ofen 52 gebracht, in dem das Wasser entfernt und das Bindemittel zu einem duroplastischen Zustand aushärtet. Im vorliegenden Ausführungs-

ΐ beispiel wird als Bindemittel ein Phenolformaldehydharz verwendet. Die Unterkante der Vorderwand 46 endet oberhalb der

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in der in der Formhaube angesammelten Glasfaserschicht. Die Torwalze 48 liegt normalerweise unmittelbar an der Unterkante der Vorderwand 46, dichtet auf diese Weise die Pormhaube ab und ebnet die aus der Pormhaube austretenden Glasfasern
(Pig. 1).

Der durch die Formungsstation 14 gebildete Schleier besitzt keine gleichförmige Verteilung der Glasfasern, sondern weist auch Glasfaserverdichtungen auf, die mit Bindemittel gesättigt sind und gegen die Seitenwände der Pormhaube geschleudert werden. Wie bereits eingangs erwähnt, wurden bisher
stationäre Seitenwände verwendet, so daß deshalb die bekannte Vorrichtung regelmäßig abgeschaltet werden mußte, um die in ihr vorhandenen Brocken aus Glasfasern und Bindemittel zu
entfernen. Diese regelmäßige Reinigung v/urde bisher als notwendiger Arbeitsbestandteil zur Herstellung der Matte angesehen. Es war auch bereits bekannt, daß die mit solchen Vor- · richtungen hergestellten Matten ungleichmäßig waren und
sogenannte "Bindemittel-Flecken" aufwiesen. Als "Bindemittel-Flecken" bezeichnet man solche
Flächen, die unvollständig ausgehärtet sind; es treten aussehen noch fleckenartiqe Flächenbereiche auf, die
einen Bindemittelüberschuß aufweisen, der vollständig ausgehärtet ist. Da der Formbereich innerhalb der Fonnhaube unübersichtlich ist, konnte die Entstehung der "Bindemittel-Flecken" nicht verhindert werden,
denn ihre Entstehung konnte visuell nicht verfolgt werden.

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Durch die erfindungsgeraäße Vorrichtung werden dagegen Matten hergestellt, die eine beträchtlich größere Gleichmäßigkeit aufweisen als die bisher durch die bekannte Vorrichtung hergestellten Matten, da durch die Beobachtung des Arbeitsablaufes die Gründe der Entstehung der "Bindemittel-Flecken"

nun erkennbar sind. Diese "Flecken" sind

bisher sehr zahlreich an den Seitenkanten der Matte aufgetreten und es ist klar, daß diese Mangel durch Brocken aus mit Bindemittel imprägnierten Glasfasern hervorgerufen werden, welche aus den turbulenten Gasen in der Formhaube herausgeschleudert werden und sich an den Seitenwänden der Haube festsetzen und von dort auf die Matte, und zwar an ihren Seitenrändern, fallen. Wie zuvor erwähnt, wurde bereits vorgeschlagen, die Seitenwände entsprechend der Bewegungsrichtung des oberen Trums 30 des Förderers 32 zu bewegen. Diese Maßnahme verhinderte jedoch nicht die Bildung von Bindemittel-Flecken.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden die parallelen Seitenwände 42 jeweils das innere Trum eines endlosen Förderers 54. Diese inneren Trums oder Förderbandabschnitte 42 sind dem oberen Trum 30 des horizontalen Förderers 32 zugekehrt, besitzen aber erfindungsgemäß, wie aus Fig. 2 ersichtlich, eine entgegengesetzte Bewegungsrichtung. Dabei scheuern die die beweglichen Seitenwände 42 bildenden Trums der Förderer 54 an den Längskanten der Matte, was jedoch zu keinerlei Beschädigung dieser Längskanten führt.

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Jeder der Endlosförderer 54 besteht aus einer Vielzahl von vertikalen, plattenförmigen Einzelelementen, die jeweils an einer unteren und oberen Rollenkette befestigt sind. Diese Ketten werden von Zahnrädern 56 bzw. 58 angetrieben. Die beiden, einem jeden der beiden parallelen Förderer 54 zugeordneten hinteren Zahnräder 58 sind mit einer Welle 60 verbunden, an denen jeweils ein Motor mit Untersetzungsgetriebe 62 für den Antrieb der Förderer 54 vorgesehen ist. In Fig. 1 ist lediglich ein Antrieb 62 dargestellt. Die endlosen Förderer 54 sind so gebaut, daß sich der Abstand zwischen den einzelnen Vertikalelementen vergrößert, wenn sie das vordere Zahnrad 56 umrunden, so daß dadurch der sich darin ansammelnde Rückstand freigelegt wird und herausfällt. Der zwischen den einzelnen Vertikalelementen des Förderers 54 vorhandene Rückstand wird dabei durch Waschdüsen 64 abgespült. Diese Waschdüsen sind im Bereich der vorderen Zahnräder 56 am oberen Ende des Förderers 54 außerhalb der Rückwand 44 angeordnet. Das aus der Düse 64 herausströmende Wasser spült die Glasfaserbrocken und andere Rückstände nach unten in ein Auffangbecken 66, aus dem das Waschwasser zu einem Abscheider 68 weiterfließt, in welchem die Glasfasern abgeschieden werden. Das Waschwasser wird durch eine Pumpe 70 den Düsen 64 wieder zugeführt. Das aus dem Pfropfen und von den Seitenwänden entfernte Bindemittel wird im Waschwasser aufgelöst. Deshalb wird ein Teilstrom dieses Waschwassers durch eine Pumpe 72 in einen Aufbereitungsbehälter 74 für das Bindemittel '.gepumpt , in dem es zur Bildung einer wässrigen Bindemittellösung neu verwendet wird. Diese wässringe Bindemittel-

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lösung wird dann durch eine Pumpe 76 zu den Düsen 50, wie bereits eingangs erwähnt, gedruckt. Nachdem die vertikalen Pörderelemente vom V/aschwasser abgespült wurden, gelangen sie an einem Abstreifer oder Rechen 78 vorbei, der in einem solchen Winkel angeordnet ist, daß das an den einzelnen Elementen noch haftende Wasser nach unten in das Auffangbecken 66 abgestreift wird. Der Abstreifer 78 ist, wie aus Pig. 1 ersichtlich, in der Nähe des vorderen Zahnrades 56 angeordnet, so daß nicht abgestreiftes Wasser in einer ausreichenden Zeitspanne verdunsten kann, ehe die plattenförmigen Elemente von den hinteren Zahnrädern 53 in ihrer Bewegungsrichtung umgekehrt werden und in die Formhaube einschwenken.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gewährleistet, daß die hergestellten Matten weniger "Bindemittel-Flecken" besitzen. #_e± der erfindungsgeinäßen Vorrichtung werden die Brocken nicht durch Abstreifwirkung der Rückwand 44 entfernt, sondern der Zwischenraum zwischen den Förderern 54 und der Rückwand 44 ist so beschaffen, daß die Brocken doch aus dem Porrnbereich herausgelangen, wo sie dann ungehindert von den einzelnen Plattenelementen der Förderer 54 abgewaschen werden können. Die Faserbrocken gelangen dabei in das Auffangbecken 66, wo das Bindemittel aus ihnen ausgelaugt wird. Dieses Auslaugen geht so schnell vonstatten, daß das Bindemittel keine Zeit zum Aushärten besitzt. Das somit gewonnene Bindemittel kann ohne nachteilige Nebenwirkungen wieder verwendet werden. In einigen Fällen wird aufgrund des Zwischenraumes zwischen der Rückwand 44 und den beweglichen Seitenwänden 58 ein Luftstrom in die Formhaube eintreten, durch den einige Pfropfen auf den Förderer 32 herunterfallen.

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Bei der vorliegenden Erfindung bilden diese herabgefallenen Pfropfen jedoch das erste Material, das auf dem horizontalen Förderer 32 gesammelt wird, wobei das überschüssige Bindemittel aufgrund der jetzt längeren Verweilzeit über der Saugeinrichtung aus den Pfropfen entfernt werden kann. Darüberhinaus fällt die Hauptmasse der die Matte 40 bildenden Glasfasern auf diese Brocken auf, so daß letztere weitgehend mit den Glasfasern integrieren und daher auf der Oberseite der hergestellten Matte nicht sichtbar sind. Auch durch die Vorderwand 46 werden die Glasfaserpfropfen nicht von den beweglichen Seitenwänden-abgestreift-,, wi-e-di.es .dejr.Jall wäre, wenn die Seitenwände nach der gleichen Richtung hin bewegt wurden wie das obere Trum 30 des horizontalen Förderers 32. Weiterhin werden optimale Voraussetzungen dadurch geschaffen, daß die beweglichen Seitenwände 42 in der Nähe der vorderen Zahnräder 56 anstatt im Bereich der hinteren Zahnräder 58 abgespült werden, so daß deshalb das Waschwasser nicht in den Bereich der Mattenlängskanten gelangen kann. Durch das Spüloder Waschwasser würde nämlich das Bindemittel aus der Matte ausgelaugt werden und es würden auf diese Weise bindemittellose Flächenbereiche entstehen.

Claims (1)

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   Schutzansorüehe

   1. Vorrichtung zur Herstellung einer aus anorganischen, von einem Bindemittel durchtränkten Fasern bestehenden Matte, dadurch gekennzeichnet, daß ein horizontaler Förderer (32) von zwei senkrecht dazu angeordneten, sich zum horizontalen Förderer gegenläufig bewegenden Förderern (54), deren innere Trums (42) in einem der Mattenbreite entsprechenden Abstand zueinander angeordnet sind, eingeschlossen ist/ und daß im oberen Bereich und innerhalb der so gebildeten Umrandung Zuführstationen (14, 22, 26; 50) für die mineralischen Fasern und das flüssige Bindemittel angeordnet sind.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Bereich (36) des horizontalen Förderers (32) die Bewegungsrichtung der Trums (42) der senkrechten Förderer (54) umkehrende Räder (56) angeordnet sind.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Umlenkpunkten der Trums (42) am Anfang des horizontalen Förderers (32) eine Spül- und Reinigungseinrichtung (64, 78) angeordnet ist.

   4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,, daß die Zuführstationen zum Aufbringen des in Wasser suspendierten Bindemittels auf die Glasfasern als

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   Düsen (50) ausgebildet sind und unterhalb der Spül- und Reinigungseinrichtung {64, 78) ein die rückgeführte Wasser-Bindemiittelsuspension auffangendes Auffangbecken (6$) angeordnet ist.

   S. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Förderer (54) aus Einzelelementen bestehen, deren Zwischenräume bei ihrer Richtungsänderung größer werden.

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