DE3048422A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern der breite von fasermatten bei deren herstellung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer endlosen Fasermatte, die eine gleichmässige Dichte über die gesamte Breite aufweist und die hergestellt wird unter Verwendung eines Gasstromes, der auf die Kanten der Matte gerichtet ist, um lose überstehende Faserstränge unter die Matte zu drücken und um die Kanten der Matte zu einer im wesentlichen geraden Linie auszurichten. Der Gasstrom, vorzugsweise Luft, wird so auf die Oberfläche des Trägers, auf dem die Matte zuvor gebildet wurde, nach unten gerichtet, dass Teile der Matte am Rande leicht durch die Luft angehoben werden und lose überstehende Faserstränge untergefaltet werden, so dass eine glatte gerade Kante entsteht. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die bereits ausgerichteten Kanten der endlosen Fasermatte während des Nadeins weiter nach innen gedrückt und die Breite der Matte unter Verdichtung der Randpartien weiter verringert, so dass nur noch ein geringfügiger Randbeschnitt erforderlich ist und die Abfallmengen bei der Herstellung drastisch verringert werden.

In der US Patentschrift 38 83 333 ist ein Verfahren zur Herstellung von genadelten Glasfasermatten beschrieben, bei dem kontinuierlich Glasfaserstränge auf einen sich bewegenden Träger von einer Vielzahl von Zuführeinrichtungen, die sich quer über die gesamte Breite des Trägers erstrecken, abgelegt werden.

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Die Matte wird nach ihrer Bildung auf dem Träger durch eine Nadelvorrichtung geführt, um ihr mechanische Festigkeit zu verleihen. Dies wird erreicht durch Durchstossen der Fasermatte mit einer Vielzahl von sich schnell hin und her bewegenden Nadeln mit Widerhaken. Die Matte wird nach Verlassen der Nadelvorrichtung an den Kanten beschnitten, um die gewünschte Breite der Matte bei gegebener Dichte zu erhalten. Die auf diese Weise nach den bekannten Verfahren hergestellten Matten werden insbesondere zur Herstellung von verformbaren glasfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffplatten verwendet.

Bei der Herstellung kontinuierlicher Glasfasermatten wurde festgestellt, dass die Kanten der auf dem Träger abgelegten Matte unregelraässig sind und eine geringere Dichte aufweisen als die Hauptoberflächen der Matte auf dem Träger. Um eine Matte mit vorgegebener gleichmassiger Dichte und entsprechender Breite herzustellen, war es erforderlich, die Matte nach Verlassen der Nadelvorrichtung an den Seiten erheblich zu beschneiden. Diese Schlussbehandlung reduziert die Effektivität des Verfahrens und führt zu einer erheblichen Menge an Abfall beim Endbeschnitt. Der sich hin und her bewegende Nadler führt ebenso zu einer geringeren Ausbeute des Verfahrens, weil die Mattenkanten während des Nadeins nach aussen gedrückt werden. Dadurch werden die Kanten während des Nadeins dünner als der Hauptteil der Matte und diese Kanten mussten bisher abgeschnitten werden,

um eine Matte einheitlicher Dichte nach dem Nadeln zu erhalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung einer Matte vorgegebener Breite mit geraden Kanten ermöglicht, so dass nur noch ein geringfügiger Endbeschnitt erforderlich ist und dadurch die Wirtschaftlichkeit der Mattenherstellung deutlich verbessert wird und gleichzeitig die Abfallmengen reduziert werden. Insbesondere bestand die Aufgabe darin, das aus der US Patentschrift 38 83 333 bekannte Herstellungsverfahren für Matten zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zum Herstellen einer endlosen Fasermatte mit geraden Kanten durch kontinuierliches Ablegen einer Vielzahl von Fasersträngen auf die Oberfläche eines sich bewegenden Trägerbandes über dessen gesamte Breite unter Bildung einer durchwirbelten nicht gebundenen Fasermatte, deren seitliche Kanten weniger dicht sind als die Mitte, gegebenenfalls Trocknen der Matte, Hindurchführen der Matte durch eine Nadeleinrichtung und Bilden einer gebundenen Matte, deren seitliche Kanten nach Verlassen der Nadelstation noch geringfügig beschnitten werden. Das Kennzeichnende des Verfahrens besteht darin,

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dass man nach Bilden der ungebundenen Fasermatte auf deren beide seitliche Kanten von oben einen schräg nach innen gerichteten Gasstrom einwirken lässt, so dass die Matte im Randbereich geringfügig von der Oberfläche des Trägerbandes abgehoben wird, mittels des Gasstroms lose überstehende Faserstränge unter die angehobene Matte treibt und die Kante unter Verdichtung faltet, und man gegebenenfalls beim Einführen der an den beiden seitlichen Kanten zuvor verdichteten Matte in die Nadeleinrichtung während des anfänglichen Nadeins die Kanten weiter nach innen drückt und so die Breite der Matte verringert.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben. Zur Erfindung gehört auch eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens in Form einer Gasbehandlungszone und spezieller Ausbildung des Einlaufe der Nadelstation.

Erfindungsgemäss wird eine endlose Fasermatte, insbesondere eine ungebundene endlose Glasfasermatte, die durch Ablagerung einer Vielzahl von Fasersträngen auf einer sich bewegenden Trägeroberfläche gebildet wurde, auf dieser Oberfläche an den Kanten mit einem Gasstrom während der Weiterbewegung auf der Trägerober-

fläche behandelt. Der Gasstrom wird an beiden Seiten der Matte auf die sich bewegende Trägeroberfläche gerichtet, insbesondere nach unten und nach innen auf die Oberfläche des Trägers. Der Gasstrom wird vorzugsweise im rechten Winkel zu den Mattenkanten auf diese gerichtet, aber er kann auch in einer Richtung entgegen oder geringfügig der Bewegungsrichtung der Matte auf dem Träger ausgerichtet sein. Durch die Ausrichtung des Gasstromes auf die Kanten der Matte auf der Trägeroberfläche auf jeder Seite in einer Richtung schräg nach unten und innen wird die Matte im Randbereich geringfügig von der Trägeroberfläche abgehoben. Während die Matte angehoben ist, werden die dünnen Kanten geringerer Dichte, die aus losen Fasersträngen und Schlingen bestehen, gefaltet und unter die angehobene Matte gedrückt. Dies geschieht an dem Punkt, an dem das fluide Medium die Matte ausrichtet und eine im allgemeinen gleichmässige und gerade glatte Kante biLdet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Matte mit bereits im wesentlichen geraden Kanten einer Nadelstation zugeführt und die Kanten während des Einlaufes in die Nadelzone nach innen gedrückt, bis die erste Reihe der Nadeln zur Einwirkung kommt und die Kanten dann in einer geraden Linie gehalten, bis die Matte mindestens fünf weitere Reihen

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von Nadeln passiert hat. Durch das Zusammendrücken der Matte während des anfänglichen Nadeins auf eine gerade Linie an den Kanten und Beibehalten dieser Breite während des Durchlaufes der ersten fünf Nadelreihen, wird die Tendenz zur Kantenstörung bei den anschliessenden Nadelreihen während des Durchdringens so wesentlich reduziert, dass nur noch ein minimaler Kantenbeschnitt nach Verlassen der Nadelzone erforderlich ist.

Eine gegenüber den bekannten Verfahren deutlich verbesserte Geradlinigkeit der Kante und Reduzierung des erforderlichen Randbeschnittes wird aber auch bereits durch die erste Verfahrensstufe der Behandlung der gebildeten Matte mit Gasströmen an den Kanten erreicht, wobei diese Kanten begradigt und die Matte in diesen Bereichen verdichtet werden.

Die Erfindung wird zum besseren Verständnis anhand der Abbildungen, die eine bevorzugte Ausführungsform zeigen, beschrieben.

Figur 1

ist eine schematische Seitenansicht einer Anlage zum Herstellen von unendlichen Fasermatten, einschliesslich der Nadeleinrichtung.

Figur 2

ist eine perspektivische schematische Ansicht der Mattenbildungszone von Figur 1, von oben, entgegengesetzt der Förderrichtung der Matte.·

Figur 3

ist eine schematische perspektivische An icht von Figur 1 und

Figur 4

ist eine schematische perspektivische Ansicht der Bodenplatte der Nadeleinrichtung 40 von den Figuren 1 und 3.

Figur 1 zeigt das durch die Antriebsrolle 2 über die Umlenkrollen 3 und 4 angetriebene endlose Trägerband 1, das über die Spurrolle 5 geführt wird. Faserstränge 6, 7, 8 und 9 werden nach unten auf das Trägerband 1 geleitet. Diese Faserstränge bewegen sich ebenso in Querrichtung zur Oberfläche des Transportbandes während der Mattenbildung, die unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 noch detaillierter beschrieben wird.

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In der Zeichnung sind vier Faserstränge wiedergegeben; dies ist nur beispielhaft und die Zahl der Faserstränge " kann grosser oder kleiner sein. Mehr als vier Faserstränge werden bei Anlagen in industriellem Maßstab zur Mattenherstellung verwendet, beispielsweise können 12 Strang Zuführeinrichtungen zum Ablegen von Fasersträngen auf das Trägerband 1 vorhanden sein.

Die Matte wird gebildet durch aufeinanderfolgende Ablagerung von Schichten der Faserstränge 6, 7, 8 und auf dem sich bewegenden Trägerband, welches sich in Pfeilrichtung fortbewegt zu der Nadeleinrichtung 40. Während ihres Transportes auf dem Trägerband 1 zur Nadeleinrichtung 40 passiert die Matte 10 eine Düse der fluides Medium über die Zuführleitung 21 zugeführt wird, um erfindungsgemäss eine im wesentlichen glatte Kante zu erzeugen. Dies wird in den Figuren 2 und 3 noch genauer gezeigt. Nach dem Passieren der Düse 20 wird die Matte durch einen nicht gezeigten Ofen zur Trocknung geführt. Die Matte gelangt dann zwischen die Walzen 2 und 13 und wird auf die Oberfläche der Kette 14 überführt, die wiederum von der Oberfläche der Antriebsrolle 15 über die Führungsrolle beziehungsweise das Spannrad 16 geführt ist.

Nachdem die Matte 10 über die Rolle 15 auf die Oberfläche der Kette 14 gelangt ist, wird sie der Nadel-

einrichtung 40 zugeführt, die in senkrechter Richtung hin und her bewegliche Nadeln 41 aufweist. Diese werden durch die Hin-und Herbewegung während der Passage der Matte durch die Einrichtung 40 in die Matte 10 hinein und wieder daraus heraus bewegt, wobei eine mechanische Bindung durch Verflechten der Faserstränge erfolgt und die Matte 10 gebildet wird. Die Antriebswalze 45 zieht die Matte 10 aus der Nadeleinrichtung 40 zum endgültigen Beschneiden.

Anhand der Figuren 2 und 3 lässt sich die erfindungsgemässe Behandlung der Matte 10 detaillierter darstellen. In Figur 2 wird gezeigt, wie die Faserstränge 6, 7, 8 und 9 quer über den Mattenträger 1 abgelegt werden, während er sich in Richtung der Pfeile zu den Düsen 20 und 22 bewegt. Ein Paar von Führungsschienen 23 und 24 sind an den Seiten parallel zum Trägerband schräg zur Oberfläche des Kettenbandes hin abfallend, angeordnet. Dadurch rutschen darauf abgelegte Faserstränge an den Kanten des Trägers 1 auf diesen zurück. Die auf dem Träger 1 abgelegten Faserstränge 6, 7, 8 und 9 werden entweder aus glasfaserbildenden Düsen oder von Glasfaser enthaltenden Spulen gezogen. In einem Falle werden die Glasfaserstränge verdünnt durch Abziehen aus Düsen oder aus einem Formungsgebinde, vorzugsweise unter Verwendung eines Ziehgerätes (attenuator), wie er in den US Patentschriften 41 58 557 und 38 83 333 beschrieben ist. In diesen Patentschriften ist angegeben, dass man die Faserstränge nach unten zieht und sie im rechten Winkel

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quer über den Träger 1 ablegt, um dadurch die volle Breite der Matte auf dem Träger zu bilden« Dieses Ablagesystem kann ebenso bei der vorliegenden Mattenherstellung zum Ablegen der Faserstränge 6, 7, 8 und 9 verwendet werden; es sind aber auch andere Ablagesysteme verwendbar. Beispielsweise Rollen, Zieheinrichtungen, die sich hin und her quer über den Träger bewegen, um so die Querbewegung der Faserstränge zu erzeugen, wie es in der US Patentschrift 36 16 143 angegeben ist. Geeignet sind auch versetzt stationär angeordnete Ziehvorrichtungen, wie es in der US Patentschrift 28 55 634 beschrieben ist. Unabhängig davon, welches Verfahren zum Ablegen der Faserstränge zur Mattenbildung verwendet wird, haben die Kanten die Tendenz zu einer geringeren Dichte im Vergleich zum Hauptteil der gebildeten Matte, wie es in Figur wiedergegeben ist. Die Kanten an beiden Seiten auf dem Träger haben an vielen Stellen unregelmässige Formen der Faserstränge 6, 7, 8 und 9, wie es beispielsweise mit 10 a gezeigt wird. In diesem Falle reichen die Faserstränge bis auf die Schienen 23 und

24 an den Kanten des Trägerbandes 1. Wenn die Matte sich vorwärts bewegt, passiert sie die an jeder Seite des Trägers 1 angeordneten Düseneinrichtungen 20 und 22. In Figur 2 ist gezeigt, wie die Düsen 22 und 20 an Stützen 25 und 26 befestigt sind. Diese Stützen

25 und 26 selbst sind Teile von Platten 27 und 28.

Diese Platten haben Schlitzlöcher 29 und 30 für Schrauben 31 und 32, so dass die Stützen 25 in ihrem Abstand zur Oberfläche des Trägerbandes durch Hin- und Herschieben vor dem Anziehen der Schrauben justiert werden können. Die Schlitze 29 und 30 sind ausreichend breit, so dass die Platte 27 es ermöglicht, auch die an der Stütze 25 befestigte Düse 20 in einer vom rechten Winkel bezüglich der sich bewegenden Matte 10 abweichenden Winkel einzustellen. Diese abweichende Stellung mit kleineren Winkeln als 90° kann entgegen der Bewegungsrichtung der Matte, aber auch in Bewegungsrichtung der Matte erfolgen. In gleicher Weise weist die Platte 28 auf der anderen Seite Schlitzlöcher 33 und 34 mit Schrauben 35 und 36 auf, die die Düse 22 in gleicher Weise in ihrer Stellung ausrichtbar zum Trägerband 1 und der Matte 10 machen, wie die Düse Der Düse 20 wird ein gasförmiges fluides Medium durch die Leitung 21 zugeführt und die Düse 22 wird durch die Leitung 37 versorgt.

Der Behandlungsberexch für das gasförmige fluide Medium ergibt sich aus dem Gasstrom, der durch die Düsen 20 und 22 auf jeder Seite der Matte erzeugt wird. In /der Figur sind die beiden Düsen direkt gegenüber auf jeder Seite des Trägers angeordnet wiedergegeben. Es ist jedoch auch möglich, die Düsen 20 und 22 auf jeder Seite versetzt zueinander anzuordnen. Die Düsen

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müssen lediglich an einer Stelle angebracht werden, an der bereits die gesamte Matte durch Ablegen der Faserstränge gebildet ist.

Während die Matte 10 an den Düsen 20 und 22 frei durch die Behandlungszone bewegt wird, wird ein Gasstrom direkt nach unten und nach innen auf die Mattenkanten gerichtet. Dieser nach unten und innen gerichtete Gasstrom fegt die unregelmässig verteilten Faserstränge 10 a an den Kanten des Trägerbandes 1 und den Schienen 23 und 24 nach innen zum dichteren Mattenkörper, wie es mit 10 b angegeben ist. Zusätzlich wird der auf die Kanten der Matte 10 gerichtete Gasstrom bezüglich Menge und Geschwindigkeit so ausgebildet, dass die dichte Kante 10 b der Matte geringfügig von der Oberfläche des Trägers 1 abgehoben wird. Durch diese Doppelfunktion des Abhebens der Kanten 10 b der Matte 10 und das Abstreifen der Faserstränge 10 a zur Matte 10 hin, weg von den Kanten des Trägers 1 und den Schienen 23 und 24, wird bewirkt, dass die losen Faserstränge 10 a in den Hauptkörper der Matte gefegt werden und die Kanten 10 b gefaltet werden, so dass eine im wesentlichen glatte Kante 10 c an der Matte 10 entstanden ist, nachdem diese die Gasbehandlungszone passiert hat.

Die Düsen 20 und 22 werden zum Betrieb vorzugsweise rechtwinklig zur Längsachse der sich bewegenden Matte

ausgerichtet. In einigen Fällen hat es sich jedoch als wünschenswert und vorteilhaft erwiesen, die Düsen auf einen Punkt geringfügig oberhalb oder unterhalb des Transportweges der Hauptmatte 10 auszurichten, um die Abhebe- und Faltwirkung zu vervollständigen. Entscheidend ist auf jeden Fall die genaue Positionierung der Düsen 20 und 22 zu den Kanten der Matte 10, daß durch den Gasstrom auf jeden Fall alle losen Faserstränge 10 a vom Träger 1 unter die Kanten 10 b der leicht vom Träger abgehobenen Matte gefegt werden. Sobald die Düsen in diese Betriebsstellung montiert beziehungsweise justiert sind, tritt die Faltwirkung an den Kanten auf und es entstehen im wesentlichen glatte gerade Kanten 10 c, wie es in der Abbildung wiedergegeben ist.

Der spezielle Winkel der nach unten gerichteten Düsen zur horizontalen Ebene ist nicht kritisch. Dieser hängt von der Dichte des Teils 10 b der Matte auf dem Träger 1 ebenso ab, wie von der Menge und Lage der losen Stränge 10 a an den Trägerkanten und der Gasmenge, die aus den Düsen 20 und 22 austritt. In Praxis werden die Düsen 20 und 22 so nach unten ausgerichtet, dass der austretende Gasstrom den Träger 1 in einer nach unten und nach innen auf die dichtere Kante 10b liegenden Richtung strömt. Sie werden auf einen Punkt längs der Matte an der Kante ausgerichtet, an dem eine

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im wesentlichen glatte Kante auf jeder Seite der Matte erzeugt werden soll. Üblicherweise prallt der Gasstrom auf den Träger 1 in einem Abstand von bis zu 25,4 mm von der dichten Kante 10 b der Matte auf. Es ist wichtig und beim Ausrichten des Gasstromes auf die Mattenkante 10 b erforderlich, dass ein wesentlicher Teil des Gasstromes die Oberfläche des Trägers so streift, dass die dichten Teile 10 b der Matte geschlossen und angehoben werden, so dass die losen Stränge 10 a im angehobenen Bereich unter die Matte gelangen können und dadurch gleichzeitig das Falten der Matte bewirken zur Bildung der Kanten 10 c.

Als gasförmiges flüssiges Medium für die Düsen 20 und 22 kann jedes geeignete Gas verwendet werden, beispielsweise Stickstoff, Sauerstoff, Luft oder dergleichen. Aus praktischen Gründen wird Luft als Gas bevorzugt und üblicherweise den Düsen in Form von Pressluft aus einer üblichen Quelle zugeführt mit einem Druck im Bereich von 1,4 bis 5,5 bar (20 - 80 psig). Der Träger 1 ist vorzugsweise eine Metallsiebkette, es können aber auch feste Träger verwendet werden. Figur 3 zeigt die Mattenbildungsanlage von Figur 1 in einer perspektivischen Wiedergabe, um den Durchlauf der Matte an den Kantensteuerungselementen bei ihrer Herstellung und der anschliessenden Nadelung besser verständlich zu machen.

Das Nadeln der Matte erfolgt nach der Bildung der geraden und glatten Kanten 10 c durch das Gasbehandlungssystem, wie es in Figur 2 im Detail gezeigt und beschrieben wurde. Figur 3 zeigt, wie die Faserstränge 6, 7, 8 und 9 auf dem Trägerband in Querrichtung zu dessen Breite abgelagert werden, während sich dieser von links nach rechts in Richtung auf die Nadelvorrichtung 40 bewegt.

Nachdem die Matte 10 den Bereich der Gasbehandlung durch die Düsen 20 und 22 passiert hat, läuft sie durch die Walzen 13 und 2 auf Kette 14, die durch die Walze 15 angetrieben ist und gelangt von dort durch die Nadeleinrichtung 40.

Die in die Nadelvorrichtung 40 einlaufende Matte 10 weist im wesentlichen gerade glatte Kanten auf jeder Seite auf. Die in Figur 1 detaillierter wiedergegebene Nadeleinrichtung enthält ein Nadelbrett 42, das an der unteren Oberfläche eine Vielzahl von Nadeln 41 reihenförmig quer zur Vorrichtung angeordnet aufweist. Die Länge der Nadelreihen ist ausreichend, um sicherzustellen, dass die ganze Breite der Matte 10 bei Passieren des Nadlungsbereiches von Nadeln durchdrungen wird. Eine Abstreiferplatte 43 ist oberhalb der Matte 10 in der Nadelvorrichtung 40 angeordnet mit Löchern 44, durch die Nadeln 41 nach unten gelangen durch Abwärtsbewegung des Nadelbrettes 42. Während der Aufwärtsbewegung des Nadelbrettes 42 unterstützt die Platte 43 das Abstreifen

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der Fasern von den Nadeln 41, die Wiederhaken, entweder in Aufwärts- oder Abwärtsrichtung oder in beiden Richtungen aufweisen, je nach gewünschtem Nadeleffekt. In der vorgesehenen Bodenplatte sind ebenfalls Reihen von Löchern 47 vorgesehen zur Aufnahme der Nadeln 41, wenn sich das Nadelbrett abwärts bewegt. Die Platte 46 mit ihren Löchern 47 unterstützt ebenso, wie die Abstreiferplatte 43 mit den Löchern das Entfernen der Fasern von den Nadeln 41, wenn die Nadeln aus den Löchern 47 herausgezogen werden. Das Abstreifen der Fasern von den Nadeln tritt auf, weil die.Matte 10 durch die Rolle 45 durch die Nadeleinrichtung gezogen wird und lose Fasern, die in die Löcher 47 gedrückt werden oder in die Löcher gezogen werden, werden mit der Hauptmatte 10 von den Oberflächen der Löcher beim Durchlauf abgezogen. Eine Wanne 48 ist vorgesehen zur Aufnahme von losen Fasern unterhalb der Nadeleinrichtung 40, für den Fall, dass diese in der Nadelzone durch die Bodenplatte 46 hindurchfallen.

Es wurde ferner festgestellt, dass es zum erfindungsgemässen Ausbilden der glatten geraden Kanten vorteilhaft ist, wenn die Matte relativ trocken ist, das heisst, weniger als 2 % Feuchtigkeit aufweist. Die Matte kann aus verschiedenen Stoffen bestehen, beispielsweise Glasfasern, synthetischen organischen Stoffen, wie Nylon, Polyestern oder dergleichen, die

zu einer endlosen Matte ausgeformt werden und deren Kanten erfindungsgemäss vor dem Nadeln gesteuert werden. In Figur 3 ist wiedergegeben, wie die endlose Matte mit im wesentlichen geraden glatten Kanten der Nadeleinrichtung 40 zugeführt wird, um den mechanischen Zusammenhalt der Matte zu erhöhen, so dass sie besser handhabbar und aus der Nadeleinrichtung abgezogen werden kann. Um den Abfall an Material bei einer kontinuierlichen Herstellung von Matten, die einem Nadler zugeführt werden sollen, gering zu halten, ist es wichtig, dass das Material eine glatte Kante beim Einlauf in die Nadelvorrichtung hat und auch mit einer solchen glatten Kante aus der Nade!einrichtung kommt, um den gegebenenfalls erforderlichen Endbeschnitt der'Matte möglichst gering zu halten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird deshalb die geradkantige Kante 10 der Nadeleinrichtung in einer Breite zugeführt, die etwas grosser ist als die Breite des gewünschten Endproduktes. Dies ist aus Figur 4 ersichtlich. Die Matte 10 läuft zwischen zwei Begrenzungsbügeln 50 und 51 hindurch, die leicht nach innen zum Einlauf der Nadelvorrichtung 40 hin gebogen sind. Die Umlenkschienen 50 und 51 sind an der Bodenplatte 46 der Nadelvorrichtung 40 befestigt, wie es in Figur 4 wiedergegeben ist und bilden einen

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trichterförmigen Einlauf für die Matte 10 beim Eintreten in die Nade!vorrichtung 40. Dieser trichterförmige Einlauf wird erzeugt durch die leicht nach vorwärts und innen gerichteten Ebenen 50 b und 51 b an den Begrenzungsbügeln 50 und 51. Die sich fortbewegende Matte gleitet entlang dieser Flächen und wird durch die gewinkelten Teilstücke 51 b und 50 b verformt, weil die Randbegrenzungsbleche Kräfte auf die Matte ausüben • und so die gewünschte Endbreite der Matte vor dem Durchlauf der Nadlungszone gebildet wird. Der Nadlungsbereich wird in Figur 7 durch die entsprechend ausgerichteten Reihen von Löchern 47 gebildet, die sich über die gesamte Breite der Matte 10 erstrecken. Speziell bei der Herstellung von endlosen Glasfasermatten wurde gefunden, dass die Länge der Teilstücke 51 a und 50 a zur Steuerung der Mattenbreite von wesentlicher und kritischer Bedeutung sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist deshalb die Länge der geraden Flächen 51 a und 50 a der Begrenzungsbügel 51 und 50 so ausgebildet, dass sie sich über eine Strecke von 5 Reihen von Löchern erstrecken und vorzugsweise zwischen den ersten fünf und acht Reihen der Löcher innerhalb der Nadelvorrichtung plaziert sind. Wenn die seitlichen Teile 51 a und 50 a der Bügel 51 und 50 langer sind und mehr als acht Reihen der Löcher des Nadelbrettes erfassen, beispielsweise 38 Reihen, wurde festgestellt, dass in den sich in Bewegungsrichtung anschliessenden Löchern lose

Faserstränge während der Nadeloperation bilden, so dass häufiger Produktionsunterbrechungen notwendig sind, um die Anlage zu reinigen. Völlig überraschend wurde gefunden, dass bei Verwendung der kurzen Distanz, üblicherweise zwischen den ersten 76,2 mm bis zu 127 mm des Transportweges durch die Nadlungszone die glatten Kanten aufrechterhalten werden können, trotz des Gewichtes, das das sich nach unten bewegende Nadelbrett auf die Matte 10 ausübt. Ohne das erfindungsgemässe Leitsystem beim Einlauf der Matte in die Nadelstation werden die durch die Behandlung mit gasförmigem, fluidem Medium erzeugten glatten Kanten der Matte beim Nadeln zerstört und es entstehen während des Durchlaufs durch die Nadelstation dünnere Kanten. Durch die Anwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung in der Nadelstation werden die überstehenden Kanten durch die Begrenzungsbügel mit ihren Flächen 51 b. und 50 b komprimiert und es entsteht ein Endprodukt mit glatten gleichmässig dichten Kanten nach der Nadelung. Das anfängliche Aufrechterhalten einer geraden definierten Kante während der ersten Reihen in der Nadeleinrichtung ist ausreichend, um die Integration und Verfestigung der Kanten durch die ersten Nadelreihen zu ermöglichen, so dass die Matte beim weiteren Durchlauf durch die Nadeleinrichtung die glatten geraden Kanten behält. Dies tritt ein, weil die Matte durch die ersten Nadelreihen bereits mechanisch gebunden wird. Die Matten, die unter Verwendung der erfindungsge-

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massen Vorrichtung hergestellt werden, erfordern nur geringen oder überhaupt keinen Endbeschnitt. In praxi wurde festgestellt, dass der erforderliche Endbeschnitt geringer als 12,7 mm (ein halbes inch) auf jeder Seite der fertigen Matte bei einer Mattenbreite von mehr.als 2540 mm beträgt.

Das Kantensteuerungssystem gemäss der vorliegenden Erfindung hat sich bei der Herstellung von unendlichen Glasfasermatten rasch und gut bewährt und ermöglicht mit beiden Ausführungsformen die Herstellung von genadelten Glasfasermatten mit extrem niedrigem Abfall beim Beschneiden leicht-gewichtiger Kanten. Bei einer typischen Verfahrensweise gemäss der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von genadelten unendlichen Glasfibermatten werden die Glasfaserstränge hin und her quer über die Oberfläche des Trägers abgelegt, wie es in den Abbildungen 1, 2, 3 gezeigt ist. Die Glasfaserstränge werden auf der Matte mit einer Geschwindigkeit von 381 ra / min abgelegt und während sie sich auf die Oberfläche des Trägers hin bewegen, werden sie quer hin und her über die Träger bewegt in einem 8 Sekunden Cyclus unter Verwendung eines Zuführ- und Bewegungssystems, das dem entspricht, wie es in der US Patentschrift 38 83 333 beschrieben ist. Der Träger bewegt sich unendlich in Richtung der Nadelstation mit einer Geschwindigkeit von 2,8 m / min. Die kontinuierlich der Mattenoberfläche zugeführten Glasfaserstränge weisen eine Feuchtigkeit zwischen 6

und 8 Gew% auf. Die auf dem Träger abgelegte Matte weist vor dem Erreichen der Gasbehandlungszone eine Breite von etwa 3,05 m auf, einschliesslich der beim Ablegen auf dem Träger 1 gebildeten regelmässigen Kanten.

Die Düsen werden im rechten Winkel zur Längsachse des Transportweges der Matte nach unten und innen auf die Kanten der Matte 10 ausgerichtet angeordnet, um Pressluft mit einem Druck von 4,1 bar auf das Trägerband an jeder Seite zu leiten, um eine Matte mit einer Weite von 2,59 m zu erzeugen, nachdem die Faserstränge 10 a von der Oberfläche des Trägers unter die angehobene Matte 10 geblasen und die Kante durch die Luft gefaltet wurde. Die Düsen waren schräg nach unten und innen im Winkel von 45° zur Horizontale auf die Kanten der Matte an beiden Seiten ausgerichtet. Während des Durchlaufes der Matte 10 an den Düsen 20 und 22 werden die geraden glatten Kanten 10 c gebildet durch das Anheben mittels Luft und das Einfalten der losen Faserstränge 10 a unter die angehobene Mattenkante 10 b.

Die Matte 10 mit den durch Gasbehandlung erhaltenen geraden glatten Kanten wird dann in einem Ofen, der nicht gezeigt ist, getrocknet auf einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen 0,1 bis 1 %, ehe sie in die Nadeleinrichtung 40 weitergeführt wird.

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Die glattkantige Matte wird der Nade!vorrichtung 40 durch den vorgesehenen Eingang zwischen den Begrenzungsbügeln 50 und 51 zugeführt. Die gebogenen Sektionen 50 b und 51 b werden so auf eine Breite von 2,59 m eingestellt und die geraden Teile 50 a und 51 a weisen einen Abstand von 2,56 m auf, um die Breite der Matte weiter zu reduzieren. Die Matte 10 wird dann durch die Nadelvorrichtung geleitet, in der ausreichend Nadeln in parallelen Reihen vorhanden sind, so dass die Matte am Ende 170 bis 190

Nadeldurchdringungen pro 6,45 cm aufweist, wenn das Nadelbrett 350 Auf- und Äbbewegungen pro Minute ausführt. Die Geschwindigkeit der Matte bei Passieren der Nadlungszone beträgt etwa 4,88 m / min. Die Teile 50 a und 51 a sind jeweils 76,2 mm lang und erstrecken sich über die ersten acht Reihen von Löchern 47 der Bodenplatte 46.

Die aus der Nadelvorrichtung 40 austretende Matte weist eine Breite von 2,57 m auf und wurde an jeder Seite mit einem üblichen konventionellen Messer (nicht gezeigt) geschnitten, um eine Endbreite der Matte von 2,54 m zu erreichen. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass lediglich ein Endbeschnitt von 25,4 mm an der Matte erforderlich ist, die ursprünglich eine Breite von 3,05 m oder mehr in der Zone der eigentlichen Bildung aufwies, das heisst,

die Zone, in der das Material der Oberfläche des Trägers zugeführt wurde und durch die erfindungsgemässe Arbeitsweise nur minimale Materialverluste während der Mattenherstellung auftreten.

Bei den bekannten Mattenherstellungseinrichtungen und Nadelvorrichtungen getnäss Figuren 1, 2 und 3 vor Installation der erfindungsgemässen Kantensteuerungseinrichtungen betrug der Abfall beim Endbeschnitt der Matte durchschnittlich 22,3 kg pro Arbeitsstunde* Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung und die erfindungsgemässe Verfahrensweise des Erzeugens glatter Kanten vor und während des Nadeins der Matte wird der Materialabfall beim Endbeschnitt erheblich reduziert und beträgt im Mittel etwa 1,95 kg pro Arbeitsstunde.

Die Behandlung mit gasförmigem fluidem. Medium, wie erfindungsgemäss beschrieben, kann ebenso an einer nassen oder auch an einer trockenen Matte erfolgen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung und Verfahrensweise wurde am Beispiel des Hersteilens einer genadelten Matte aus Glasfasern beschrieben. Die Vorrichtung und die Arbeitsweise zur Herstellung unendlicher Matten ist beispielsweise aber auch zur Herstellung von endlosen Fasermatten aus synthetischen Fasern, wie Nylon, Polyester und dergleichen geeignet.

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Die endlosen Matten, die erfindungsgemäss hergestellt werden, enthalten keinerlei Binder, wie darauf gesprühtes Harz oder abgelagerte Feststoffe, um den Zusammenhalt zu erzeugen, wie dies bisher bei der Herstellung endloser Glasfasermatten üblich war. Beispielsweise ist es übliche Praxis, Harzteilchen auf losen Glasfasermatten abzulagern und anschliessend durch Erwärmen zu einer Verbindung der Harze mit den Glisfasersträngen zu bringen und dadurch die Stränge miteinander zu verbinden. Kombiniert man eine solche Arbeitsweise mit dem Verfahren der Erfindung, so erfolgt die Gasbehandlung der Mattenkanten vorzugsweise vor dem Binden der Faserstränge, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Die Kantensteuerungseinrichtungen vor und während des Nadeins der endlosen Matten, wie sie erfindungsgemäss zur Anwendung gelangen, können sowohl für trockene als auch für nasse Matten verwendet werden. Auch mit Harz gebundene Matten lassen sich mit der erfindungsgemässen Vorrichtung und dem Verfahren erzeugen, wobei die Abfälle durch Kantenbeschnitt infolge des Erzeugens glatter, gerader Kanten ebenfalls stark reduziert sind.

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Dr. Michael Hann (1354) St / W Dr. H.-G. Sternagel Patentanwälte Ludwigstrasse 67 6300 Giessen PPG Industries, Inc., Pittsburgh, Pennsylvania, USA VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM STEUERN DER BREITE VON FASERMATTEN BEI DEREN HERSTELLUNG Priorität: 28. Oktober 1980 / USA / Ser. No. 198,744 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer endlosen Fasermatte mit geraden Kanten durch kontinuierliches Ablegen einer Vielzahl von Fasersträngen auf die Oberfläche eines sich bewegenden Trägerbandes über dessen gesamte Breite unter Bildung einer durchwirbelten nicht gebundenen Fasermatte, deren seitliche Kanten weniger dicht sind als die Mitte, gegebenenfalls Trocknen der Matte, Hindurchführen der Matte durch eine Nadeleinrichtung und Bilden einer gebundenen Matte, deren seitliche Kanten nach Verlassen der Nadelstation noch geringfügig beschnitten werden,

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dadurch gekennzeichnet, dass man nach Bilden der ungebundenen Fasermatte auf deren beide seitliche Kanten von oben einen schräg nach innen gerichteten Gasstrom einwirken lässt, so dass die Matte im Randbereich geringfügig von der Oberfläche des Trägerbandes abgehoben wird, mittels des Gasstromes lose überstehende Faserstränge unter die angehobene Matte treibt und die Kante unter Verdichtung faltet, und man gegebenenfalls beim Einführen der, an beiden seitlichen Kanten zuvor verdichteten Matte in die Nadeleinrichtung während des anfänglichen Nadeins die Kanten weiter nach innen drückt und so die Breite der Matte verringert.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass man als Gas Luft verwendet.

'

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass man den Gasstrom an den Kanten entgegen der Bewegungsrichtung der Matte ausrichtet.

ORIGINAL INSPECTED

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Matte aus Glasfasersträngen bildet.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Gasstrom ausgesetzte Fasermatte feucht ist.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Gasstrom ausgesetzte Fasermatte trocken ist.