-
Diese
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bauschen
von strangförmigem Material
zu einem wollartigen Produkt.
-
TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
US-Patentschrift Nr. 4,569,471 nach Ingemansson et al. beschreibt
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen von Längen durchgehender Glasfaserstränge in eine
Schalldämpferaußenhülle. Die
Vorrichtung enthält
eine Düse
zum Bauschen der Faserstränge
zu einem wollartigen Material, bevor die Faserstränge in die
Außenhülle gelangen.
Es hat sich herausgestellt, dass die in der Patentschrift Nr. '471 beschriebene
Düse strangförmiges Material
nur zu einer Dichte von etwa 70 g/l oder mehr bauschen kann. Wünschenswert
wäre es
jedoch, strangförmiges
Material zu einem wollähnlichen
Material zu bauschen, das eine Dichte von weniger als 70 g/l, beispielsweise
zwischen etwa 30 g/l und etwa 60 g/l, aufweist. Ein solches niedrigdichtes wollähnliches
Material ist für
zahlreiche Schall- und Wärmeisolierungsanwendungen
geeignet.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Bauschen von strangförmigem
Material zu einem wollähnlichen
Produkt. Solche Produkte dienen zur Schall- und/oder Wärmeisolierung in der Kraftfahrzeugherstellung
und in industriellen Anwendungen. Die der vorliegenden Erfindung
zugrundeliegende Vorrichtung bauscht strangförmiges Material zu einem wollähnlichen
Produkt mit einer Dichte von etwa 30 g/l bis etwa 69 g/l. Solche
niedrigdichten wollähnlichen
Produkte sind als schalldämpfendes
Material in Abgasschalldämpfern
von Motoren und als Schall- von
einer Gasstromquelle zugeführt
wird. Die mindestens zwei Bohrungen sind mit der Innenkammer verbunden
und definieren einen Weg, auf dem Gas in die Innenkammer strömt. Das
Gas strömt
in die Innenkammer und bewegt das strangförmige Material durch den ersten Durchgang
hindurch. Das Gas bewirkt auch eine Bauschung des strangförmigen Materials
zu einem wollähnlichen
Produkt.
-
Der
Hauptkörperabschnitt
kann mit etwa zwei bis etwa zwölf
Bohrungen ausgestattet sein. Jedoch ist der Hauptkörperabschnitt
vorzugsweise mit nur zwei oder drei Bohrungen ausgestattet. Jede Bohrung
kann einen Innendurchmesser von etwa 3 mm bis etwa 5 mm und vorzugsweise
von etwa 4 mm aufweisen. Jede Bohrung kann etwa 20 mm bis etwa 50
mm und vorzugsweise etwa 30 mm lang sein.
-
Der
Nadelabschnitt ist in einem Abstand von etwa 0,75 mm bis etwa 3,0
mm und vorzugsweise etwa 1,9 mm von der Innenfläche des Zwischenabschnitts
des äußeren Düsenabschnitts
angeordnet. Eine Außenfläche eines
Abschlussendes des Nadelabschnitts ist konisch ausgebildet und erstreckt
sich in einem Winkel von etwa 30 Grad bis etwa 75 Grad und vorzugsweise
von etwa 60 Grad zu einer Längsachse
des Nadelabschnitts. In ähnlicher
Weise ist der Zwischenabschnitt des äußeren Düsenabschnitts konisch ausgebildet
und erstreckt sich in einem Winkel von etwa 30 Grad bis etwa 75
Grad und vorzugsweise von etwa 60 Grad zu einer Längsachse
des äußeren Düsenabschnitts.
-
Dämpfer in
HVAC-Systemen geeignet. Niedrigdichte wollähnliche Produkte können auch
in anderen wärme-
und schallisolierenden Anwendungen eingesetzt werden. Die der vorliegenden
Erfindung zugrundeliegende Vorrichtung bauscht strangförmiges Material
auch zu einem wollähnlichen
Produkt mit einer Dichte von etwa 70 g/l bis etwa 140 g/l. Solche
hochdichten wollähnlichen
Produkte eignen sich zur Anwendung als schalldämpfendes Material in Abgasschalldämpfern von
Motoren und als Schalldämpfer
in HVAC-Systemen.
Hochdichte wollähnliche
Produkte sind auch in anderen wärme-
und schallisolierenden Anwendungen einsetzbar. Die der vorliegenden
Erfindung zugrundeliegende Vorrichtung ist eine Verbesserung gegenüber der
Düse, die
in der vorhergehend beschriebenen Patentschrift Nr. '471 offengelegt wird,
da sie weniger Druckluft benötigt,
d.h. der in die Düse
eintretende Luftdurchsatz ist geringer als der, der bei der Düse in der
Patentschrift Nr. '471 erforderlich
ist. Somit benötigt
eine bestimmte Anlage, in der solche Vorrichtungen eingesetzt werden, weniger
oder schwächer
ausgelegte Luftkompressoren. Weiter sind kleinere Rohre und Regler,
die mit den Luftkompressoren eingesetzt werden, einsetzbar. Eine
Schalldämpfung
in der Anlage ergibt sich auch durch die Reduzierung der eingesetzten
Druckluftmenge.
-
Gemäß einem
ersten Gedanken der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung
zum Bauschen von strangförmigem
Material zu einem wollähnlichen Produkt
bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst einen äußeren und einen inneren Düsenabschnitt.
Der äußere Düsenabschnitt
ist mit einem Eingangsabschnitt, einem Zwischenabschnitt und einem
Ausgangsabschnitt ausgestattet. Mindestens ein Teil des inneren
Düsenabschnitts
kann in dem äußeren Düsenabschnitt
aufgenommen werden. Er umfasst einen Hauptkörperabschnitt und einen Nadelabschnitt, der
sich von dem Hauptkörperabschnitt
erstreckt. Der Hauptkörperabschnitt
und der Nadelabschnitt enthalten einen ersten Innendurchgang, durch
den strang förmiges
Material hindurchläuft,
um zu einem wollähnlichen
Produkt gebauscht zu werden. Der Nadelabschnitt und der Hauptkörperabschnitt
definieren mit den Innenflächen
der Eingangs- und Zwischenabschnitte des äußeren Düsenabschnitts eine Innenkammer.
Der Hauptkörperabschnitt
ist mit mindestens zwei Bohrungen ausgestattet, die sich durch den Hauptkörperabschnitt
erstrecken, die das Gas aufnehmen, das von einer Gasstromquelle
zugeführt wird.
Die mindestens zwei Bohrungen sind mit der Innenkammer verbunden
und definieren einen Weg, auf dem Gas in die Innenkammer strömt. Das
Gas strömt
in die Innenkammer und bewegt das strangförmige Material durch den ersten
Durchgang hindurch. Das Gas bewirkt auch eine Bauschung des strangförmigen Materials
zu einem wollähnlichen
Produkt.
-
Der
Hauptkörperabschnitt
kann mit etwa zwei bis etwa zwölf
Bohrungen ausgestattet sein. Jedoch ist der Hauptkörperabschnitt
vorzugsweise mit nur zwei oder drei Bohrungen ausgestattet. Jede Bohrung
kann einen Innendurchmesser von etwa 3 mm bis etwa 5 mm und vorzugsweise
von etwa 4 mm aufweisen. Jede Bohrung kann etwa 20 mm bis etwa 50
mm und vorzugsweise etwa 30 mm lang sein.
-
Der
Nadelabschnitt ist in einem Abstand von etwa 0,75 mm bis etwa 3,0
mm und vorzugsweise etwa 1,9 mm von der Innenfläche des Zwischenabschnitts
des äußeren Düsenabschnitts
angeordnet. Eine Außenfläche eines
Abschlussendes des Nadelabschnitts ist konisch ausgebildet und erstreckt
sich in einem Winkel von etwa 30 Grad bis etwa 75 Grad und vorzugsweise
von etwa 60 Grad zu einer Längsachse
des Nadelabschnitts. In ähnlicher
Weise ist der Zwischenabschnitt des äußeren Düsenabschnitts konisch ausgebildet
und erstreckt sich in einem Winkel von etwa 30 Grad bis etwa 75
Grad und vorzugsweise von etwa 60 Grad zu einer Längsachse
des äußeren Düsenabschnitts.
-
Der
erste Durchgang ist mit einem ersten Innendurchmesser ausgestattet,
der etwa 3,0 mm bis etwa 6,0 mm und vorzugsweise etwa 4 mm beträgt.
-
Der
Ausgangsabschnitt des äußeren Düsenabschnitts
kann Zwischen- und Außendüsensegmente
umfassen. Das Zwischendüsensegment
ist einstückig
mit dem Zwischenabschnitt des äußeren Düsenabschnitts
verbunden und mit einem zweiten Innendurchgang ausgestattet. Das
Außendüsensegment
ist an das Zwischendüsensegment
gekoppelt und mit einem dritten Innendurchgang ausgestattet. Das
strangförmige
Material läuft
durch den zweiten und den dritten Durchgang hindurch. Der zweite
und der dritte Durchgang sind mit einem Innendurchmesser von etwa
6,0 mm bis etwa 12,0 mm und vorzugsweise von etwa 8 mm ausgestattet.
-
Die
Vorrichtung kann weiter eine Strangmaterialverriegelungsvorrichtung
umfassen, die an den Hauptkörper
des Innendüsenabschnitts
gekoppelt ist. Die Strangmaterialverriegelungsvorrichtung umfasst
ein Hauptkörpergehäuse und
eine Membran. Das Hauptkörpergehäuse ist
mit einem Innenhohlraum, einem Strangmaterialeingang, einem Strangmaterialausgang,
Flüssigkeitsdurchgängen, die
mit dem Innenhohlraum verbunden sind, und einem Flüssigkeitseingang
ausgestattet, der mit den Flüssigkeitsdurchgängen verbunden
ist. Der Flüssigkeitseingang
und die Flüssigkeitsdurchgänge stellen einen
Weg bereit, auf dem druckbeaufschlagte Flüssigkeit von einer Quelle für druckbeaufschlagte
Flüssigkeit
in den Innenhohlraum strömen
kann. Die Membran ist in dem Innenhohlraum angeordnet und mit einem
vierten Innendurchgang ausgestattet, durch den Strangmaterial hindurchläuft. Die
Membran dehnt sich entsprechend der druckbeaufschlagten Flüssigkeit
aus, die in den Innenhohlraum eintritt, um zu verhindern, dass das
Strangmaterial durch den ersten, zweiten, dritten und vierten Innenhohlraum
läuft.
-
Der
Hauptkörperabschnitt
des inneren Düsenabschnitts
kann einen Verbindungsabschnitt enthalten, der an die Gasstromquelle
gekoppelt werden kann. Der Verbindungsabschnitt stellt einen Weg
bereit, auf dem druckbeaufschlagtes Gas von der Quelle zu den mindestens
zwei Bohrungen in dem Hauptkörperabschnitt
strömen
kann.
-
Die
Vorrichtung zum Bauschen kann weiter eine Schneidevorrichtung umfassen,
die zwischen die Zwischen- und Außendüsensegmente des Ausgangsabschnitts
des äußeren Düsenabschnitts
gekoppelt ist. Die Schneidevorrichtung kann einen Zylinder, einen
Kolben und ein Messer enthalten. Der Zylinder ist mit einem Innenhohlraum
ausgestattet und enthält
einen Hauptkörperabschnitt
und eine Zylinderkappe. Der Zylinder-Hauptkörperabschnitt enthält eine
erste Öffnung,
durch die druckbeaufschlagte Flüssigkeit
in den Innenhohlraum strömt.
Die Zylinderkappe ist an den Hauptkörperabschnitt gekoppelt und
enthält
eine zweite Öffnung,
durch die druckbeaufschlagte Flüssigkeit
in den Innenhohlraum strömt. Der
Kolben ist in dem Zylinderinnenhohlraum angeordnet. Das Messer ist
in einer ersten Größe ausgeführt und
ist an den Kolben gekoppelt, so dass es sich mit dem Kolben entsprechend
der druckbeaufschlagten Flüssigkeit,
die durch die erste und zweite Öffnung
in den Zylinder eintritt, hin und her bewegt.
-
Der
Zylinderinnenhohlraum umfasst eine erste Bohrung mit einer zweiten
Größe und eine zweite
Bohrung mit einer dritten Größe, die
kleiner ist als die zweite Größe. Die
dritte Größe der zweiten Bohrung
ist geringfügig
größer als
die erste Größe des Messers,
so dass zwischen der zweiten Bohrung und dem Messer ein Spalt entsteht.
Der Spalt stellt einen Weg bereit, auf dem druckbeaufschlagte Flüssigkeit,
die in die erste Bohrung durch die erste Öffnung eintritt, die erste
Bohrung zwischen dem Messer und der zweiten Bohrung verlassen kann,
um zu verhindern, dass strang förmiges
Material in die erste und die zweite Innenhohlraumbohrung eintritt.
-
Gemäß einem
zweiten Gedanken der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Bauschen von strangförmigem
Material zu einem wollähnlichen Produkt
bereitgestellt. Das Verfahren enthält den Schritt, in dem eine
Bauschvorrichtung bereitgestellt wird. Die Vorrichtung umfasst äußere und
innere Düsenabschnitte.
Der äußere Düsenabschnitt
ist mit einem Eingangsabschnitt, einem Zwischenabschnitt und einem
Ausgangsabschnitt ausgestattet. Der innere Düsenabschnitt kann in dem äußeren Düsenabschnitt
aufgenommen werden und enthält
einen Hauptkörperabschnitt
und einen Nadelabschnitt, der sich von dem Hauptkörperabschnitt
erstreckt. Der Hauptkörper-
und der Nadelabschnitt enthalten einen ersten Innendurchgang, durch
den strangförmiges Material
hindurchläuft,
um zu einem wollähnlichen Produkt
gebauscht zu werden. Der Nadel- und der Hauptkörperabschnitt definieren mit
den Innenflächen
der Eingangs- und Zwischenabschnitte des äußeren Düsenabschnitts eine Innenkammer.
Der Hauptkörperabschnitt
ist mit mindestens zwei Bohrungen ausgestattet, die sich durch den
Hauptkörperabschnitt
erstrecken, die Gas aufnehmen können. Die
mindestens zwei Bohrungen sind mit der Innenkammer verbunden und
definieren einen Weg, auf dem Gas zur Innenkammer strömen kann.
Das Verfahren enthält
weiter den Schritt, in dem druckbeaufschlagtes Gas den mindestens
zwei Bohrungen zugeführt
wird, so dass das druckbeaufschlagte Gas in die Innenkammer strömt und das
strangförmige
Material durch den ersten Innendurchgang bewegt. Das druckbeaufschlagte
Gas bewirkt auch eine Bauschung des strangförmigen Materials zu einem wollähnlichen
Produkt.
-
Der
Schritt des Bereitstellens druckbeaufschlagten Gases kann den Schritt
des Bereitstellens druckbeaufschlagten Gases mit einem Druck von etwa
4,5 bar bis etwa 7,0 bar zu den mindestens zwei Bohrungen enthalten,
so dass der Druck innerhalb der Innenkammer etwa 1,5 bar bis etwa
2,5 bar beträgt.
Das druckbeaufschlagte Gas bewirkt eine Bauschung des strangförmigen Materials
zu einem wollähnlichen
Produkt mit einer Dichte von etwa 30 g/l bis 60 g/l.
-
Der
Schritt des Bereitstellens druckbeaufschlagten Gases kann den Schritt
des Bereitstellens druckbeaufschlagten Gases mit einem Druck von etwa
2,5 bar bis etwa 4,5 bar zu den mindestens zwei Bohrungen enthalten,
so dass der Druck innerhalb der Innenkammer etwa 0,7 bar bis etwa
1,5 bar beträgt.
Das druckbeaufschlagte Gas bewirkt die Bauschung des strangförmigen Materials
zu einem wollähnlichen
Produkt mit einer Dichte von etwa 70 g/l bis etwa 140 g/l.
-
Gemäß einem
dritten Gedanken der vorliegenden Erfindung ist eine Strangmaterialverriegelungsvorrichtung
bereitgestellt, die das strangförmige Material
fasst und festhält.
Die Verriegelungsvorrichtung umfasst einen Kolben, der mit einer
Nase, einer Feder und einem Zylinderabschnitt ausgestattet ist. Der
Zylinderabschnitt enthält
einen Hauptkörperabschnitt
und eine Zylinderkappe. Der Hauptkörperabschnitt ist mit einem
Innenhohlraum, einem Durchgang und einer ersten und einer zweiten
Bohrung ausgestattet. Der Kolben ist innerhalb des Innenhohlraums
angeordnet und darin zwischen zurückgezogenen und eingreifenden
Stellungen hin und her beweglich. Die Nase erstreckt sich durch
die zweite Bohrung und steht mit dem strangförmigen Material in Eingriff,
wenn sich der Kolben in der eingreifenden Stellung befindet. Die
Zylinderkappe enthält
einen Flüssigkeitseingang,
durch den druckbeaufschlagte Flüssigkeit
in den Innenhohlraum eintritt, um den Kolben in seine eingreifende
Stellung zu bewegen. Die Feder bringt den Kolben in seine zurückgezogene Stellung
zurück,
wenn der Flüssigkeitseingang
keine druckbeaufschlagte Flüssigkeit
mehr aufnimmt.
-
Die
erste Bohrung erstreckt sich zwischen dem Hohlraum, mit dem sie
verbunden ist, und der Flüssigkeitsquelle.
Die Kolbennase hat eine erste Größe und die
zweite Bohrung hat eine zweite Größe, die größer ist als die erste Größe, um einen
Spalt zwischen der Kolbennase und der zweiten Bohrung zu definieren.
Der Spalt stellt einen Weg bereit, auf dem die druckbeaufschlagte
Flüssigkeit
durch die erste Bohrung in den Innenhohlraum eintritt, um den Innenhohlraum
zwischen der Kolbennase und der zweiten Bohrung zu verlassen, so
dass strangförmiges
Material nicht in den Innenhohlraum eintreten kann.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine Querschnittansicht einer Vorrichtung zum Bauschen gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
eines Abschnitts des Messers, das in 1 gezeigt
ist.
-
3 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
der Abschnitte der äußeren und
inneren Düsenabschnitte,
die in 1 gezeigt sind.
-
4 ist
eine Ansicht entlang der Sichtlinie 4-4, die in 3 gezeigt
ist.
-
5 ist
eine Querschnittansicht einer Vorrichtung zum Bauschen gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
6 ist
eine Querschnittansicht einer Vorrichtung zum Bauschen gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
7 ist
eine Querschnittansicht einer Strangmaterialzuführungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
8 ist
eine Querschnittansicht eines Abschnitts einer Vorrichtung zum Bauschen
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
9 ist
eine Querschnittansicht eines Abschnitts der Vorrichtung in 8,
wobei der Kolben in seiner gelösten
Stellung gezeigt ist.
-
10 ist
eine Querschnittansicht eines Abschnitts einer Vorrichtung zum Bauschen
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
11 ist
eine Querschnittansicht entlang der Sichtlinie 11 in 10.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG UND BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
-
Eine
Vorrichtung und ein Verfahren sind zum Bauschen von strangförmigem Material
zu einem wollähnlichen
Produkt bereitgestellt. Solche Produkte dienen zur Schall- und/oder
Wärmeisolierung
in der Kraftfahrzeugherstellung und in industriellen Anwendungen.
-
Das
durchgehende strangförmige
Material kann beliebige bekannte Verstärkungsglasfaserstränge enthalten.
Der Begriff „Glasfaserstrang", der hier verwendet
wird, beschreibt einen aus mehreren Glasfasern gebildeten Faden.
Ein Beispiel für
einen solchen Strang ist ein im Handel erhältlicher Roving, der beispielsweise
4000 Fasern enthält.
Für Schalldämpferanwendungen
werden Glasfaserstränge
bevorzugt, da Glasfasern hohen Temperaturen standhalten, die in
einem Abgasschalldämpfer
von Motoren entstehen. Die Fasern bestehen vorzugsweise aus E-Glas-
oder S-Glas- Fasern.
Für industrielle
Anwendungen, etwa als Wärmeisolierung
für Rauchabzüge oder
Entlüftungsanlagen
werden ebenfalls Glasfaserfäden
bevorzugt. Weiter wird beschrieben, dass das durchgehende strangförmige Material
Basaltfaserstränge
oder Faserstränge
aus anderen Werkstoffen umfassen kann.
-
1 zeigt
eine Bausch- oder Strukturbildungsvorrichtung 10, die zum
Bauschen von strangförmigem
Material 20 zu einem wollähnlichen Produkt bereitgestellt
ist. Die Vorrichtung 10 umfasst einen äußeren Düsenabschnitt 30 und
einen inneren Düsenabschnitt 40.
Der äußere Düsenabschnitt 30 ist
mit einem Eingangsabschnitt 32, einem Zwischenabschnitt 34 und
einen Ausgangsabschnitt 36 ausgestattet. Der Ausgangsabschnitt 36 enthält in der
gezeigten Ausführungsform
ein Zwischendüsensegment 38 und
ein Außendüsensegment 39.
Das Zwischendüsensegment 38 ist
einstückig
mit dem Zwischenabschnitt 34 des äußeren Düsenabschnitts 30 ausgeführt und
mit einem zweiten Innendurchgang 38a ausgestattet. Das
Zwischensegment 38 ist an eine Schneidevorrichtung 50 gekoppelt,
die im Folgenden beschrieben wird. Das Außendüsensegment 39 ist
ebenfalls an die Schneidevorrichtung 50 gekoppelt und mit
einem dritten inneren Durchgang 39a ausgestattet. In der
gezeigten Ausführungsform
umfasst das Außendüsensegment 39 erste
und zweite Teile 39b und 39c. Es wird beschrieben,
dass die ersten und zweiten Teile 39b und 39c ein
einzelnes, einstückiges
Element (nicht gezeigt) umfassen könnten.
-
Wie
in 1 gezeigt, durchläuft das strangförmige Material
den zweiten und den dritten Durchgang 38a und 39a,
während
es sich durch die Vorrichtung 10 bewegt. Der zweite Durchgang 38a ist
mit einem Innendurchmesser D1 ausgestattet,
der etwa 6,0 mm bis etwa 12,0 mm und vorzugsweise etwa 8 mm beträgt, siehe 2.
Der dritte Durchgang 39a ist mit einem Innendurchmesser
D2 ausgestattet, der etwa 6,0 mm bis etwa
12,0 mm und vorzugsweise etwa 8 mm beträgt. Vorzugsweise ist D1 im Wesentlichen gleich D2.
-
Ein
Abschnitt des inneren Düsenabschnitts 40 wird
in dem äußeren Düsenabschnitt 30 aufgenommen,
siehe 1. Der innere Düsenabschnitt 40 enthält einen
Hauptkörperabschnitt 42 und
einen Nadelabschnitt 44, der einstückig mit dem Hauptkörperabschnitt 42 ausgeführt ist
und sich von diesem erstreckt. Die Hauptkörper- und Nadelabschnitte 42 und 44 enthalten
einen ersten Innendurchgang 46, durch den das strangförmige Material 20 hindurchläuft, während es
sich durch die Vorrichtung 10 bewegt. Der erste Durchgang 46 ist
mit einem ersten Innendurchmesser DN ausgestattet,
der etwa 3 mm bis etwa 6 mm und vorzugsweise etwa 4 mm beträgt, siehe 3.
-
Die
Hauptkörper-
und Nadelabschnitte 42 und 44 definieren mit den
Innenflächen 32a und 34a der
Eingangs- und Zwischenabschnitte 32 und 34 des äußeren Düsenabschnitts 30 eine
Innenkammer 60, siehe 3. Eine
Außenfläche 42a eines
Abschlussendes 42b des Nadelabschnitts 42 ist
in einem Abstand von etwa 0,75 mm bis etwa 3,0 mm und vorzugsweise
von etwa 1,9 mm von der Innenfläche 34a des
Zwischenabschnitts 34 des äußeren Düsenabschnitts 30 angeordnet,
so dass ein erster Spalt G1 zwischen der
Außenfläche 42a des
Nadelabschnitts 44 und der Innenfläche 34a des Zwischenabschnitts 34 entsteht.
-
Eine
Außenfläche des
Hauptkörperabschnitts 42 und
ein Abschnitt der Innenfläche
des Eingangsabschnitts 32 des Außendüsenabschnitts 30 sind
mit einem Gewinde ausgestattet. Dadurch ist der Hauptkörperabschnitt 42 drehbar,
um den geeigneten Spalt G1 zwischen der
Außenfläche 42a des Nadelabschnitts 44 und
der Innenfläche 34a des
Zwischenabschnitts 34 einzustellen. Eine Stellschraube 32b verriegelt
den Hauptkörperabschnitt 42 lösbar in einer
Stellung gegenüber
dem Eingangsabschnitt 32.
-
Die
Außenfläche 42a des
Abschlussendes 42b des Nadelabschnitts 42 ist
mit einer konischen Form ausgebildet und erstreckt sich in einem
Winkel von etwa 30 Grad bis etwa 75 Grad und vorzugsweise etwa 60
Grad zu einer Längsachse
AN des Nadelabschnitts 44, siehe 3. Ähnlich ist
der Zwischenabschnitt 34 des Außendüsenabschnitts 30 konisch ausgebildet
und erstreckt sich in einem Winkel von etwa 30 Grad bis etwa 75
Grad und vorzugsweise etwa 60 Grad zu einer Längsachse A0 des
Außendüsenabschnitts.
-
Der
Hauptkörperabschnitt 42 ist
mit drei Bohrungen 42c bis 42e ausgestattet, die
sich durch ihn erstrecken. Die Bohrungen 42c bis 42e sind
mit der Innenkammer 60 verbunden. In der gezeigten Ausführungsform
ist ein Bolzen 42f in der Bohrung 42e bereitgestellt,
um zu verhindern, dass die Bohrung 48e druckbeaufschlagtes
Gas aufnimmt. Die Bohrungen 42c und 42d nehmen
ein druckbeaufschlagtes Gas, in der gezeigten Ausführungsform
Luft, aus einer Gasstromquelle 70 auf und definieren die
Wege, auf denen druckbeaufschlagtes oder komprimiertes Gas zur Innenkammer 60 strömt. Jede
der Bohrungen 42c bis 42e ist mit einem Innendurchmesser
DB von etwa 3mm bis etwa 5mm und vorzugsweise
etwa 4 mm ausgestattet. Jede der Bohrungen 42c bis 42e ist
auch mit einer Länge
L1 von etwa 20 mm bis etwa 50 mm und vorzugsweise
etwa 30 mm ausgestattet. Die Bohrungen 42c und 42d sind
durch einen Winkel A1 von etwa 28 bis etwa
32 oder vorzugsweise etwa 30 Grad voneinander getrennt, siehe 4.
In ähnlicher
Weise sind die Bohrungen 42d und 42f durch einen
Winkel A2 von etwa 28 bis etwa 32 und vorzugsweise
etwa 30 Grad voneinander getrennt.
-
Der
Hauptkörperabschnitt 42 kann
zwischen zwei und zwölf
Bohrungen aufweisen. Jedoch ist der Hauptkörperabschnitt 42 vorzugsweise
nur mit zwei oder drei Bohrungen ausgestattet. Beschrieben wird auch,
dass der Bolzen 42f aus der Bohrung 42e entfernbar
ist, so dass die Bohrung 42e einen zusätz lichen Weg bereitstellt,
auf dem die Luft, die von einer Quelle 70 zugeführt wird,
in die Innenkammer 60 strömen kann.
-
Die
Gasstromquelle 70 umfasst einen Luftkompressor (nicht gezeigt),
ein Strömungsventil (nicht
gezeigt), einen Schlauch 72, der an den Kompressor gekoppelt
ist, und ein Anschlussstück 74, das
am Ende des Schlauches 72 bereitgestellt ist. Der Hauptkörperabschnitt 42 enthält einen
Verbindungsabschnitt 48, der mit einem Gewindedurchgang 48a ausgestattet
ist, der mit den Bohrungen 42c bis 42e verbunden
ist. Das Anschlussstück 74 ist in
den Durchgang 48a geschraubt. Druckbeaufschlagte Luft strömt aus dem
Kompressor durch den Schlauch 72 und das Anschlussstück 74 zu
dem Durchgang 48a. Aus dem Durchgang 48a strömt druckbeaufschlagte
Luft durch die Bohrungen 42c und 42d und in die
Innenkammer 60 hinein. Das druckbeaufschlagte Gas drückt das
strangförmige Material 20 durch
den ersten, zweiten und dritten Durchgang 46, 38a und 39a.
Darüber
hinaus trennt es die Fasern des strangförmigen Materials 20 und schnürt diese
ab, so dass das strangförmige
Material 20 das distale Ende 10a der Vorrichtung 10 als
durchgehendes Stück
eines „aufgepusteten" Materials oder wollähnlichen
Produktes verlässt.
-
In
der gezeigten Ausführungsform
stellt die Gasstromquelle 70 druckbeaufschlagte Luft nur
in einzelnen Fülltakten
an der Innenkammer 60 bereit. Das heißt, dass zu Beginn eines Fülltaktes
druckbeaufschlagte Luft an der Innenkammer 60 bereitgestellt
wird. Am Ende des Fülltaktes
stellt die Gasstromquelle 70 kein druckbeaufschlagtes Gas
mehr an der Innenkammer 60 bereit. Ein einzelner Fülltakt schließt das Bauschen
oder Strukturieren einer bestimmten Länge eines strangförmigen Materials 20 ein,
so dass ein einzelner Behälter,
ein Gehäuse
oder ähnliches
am Ende des Taktes mit dem gebauschten strangförmigen Material gefüllt ist
und dieses Stück strangförmiges Material
von dem übrigen
Stück strangförmigem Material 20 getrennt
oder abgeschnitten wird, das von einer Quelle (nicht gezeigt) für strangförmiges Material
bereitgestellt wird. Ein Beispiel für einen Fülltakt ist das Füllen eines
Schalldämpfergehäuses. Beschrieben
wird, dass mehr als eine Vorrichtung zum Bauschen 10 strangförmiges Material
einem einzelnen Schalldämpfergehäuse zuführen kann.
-
Wie
vorhergehend beschrieben, ist eine Schneidevorrichtung 50 zwischen
das Zwischendüsensegment 38 und
das Außendüsensegment 39 gekoppelt.
Es umfasst einen Zylinder 51, einen Kolben 52,
ein Messer 52a und eine Feder 80, siehe 1 und 2.
Der Zylinder 51 ist mit einem Innenhohlraum 53a ausgestattet
und enthält
einen Hauptkörperabschnitt 53,
eine Zylinderkappe 54 und einen Zylinderboden 55.
Der Zylinderboden 55 ist durch Bolzen 55a an den
Hauptkörperabschnitt 53 gekoppelt. Die
Zylinderkappe 54 ist mit dem Hauptkörperabschnitt 53 verschraubt.
Der Kolben 52 ist in dem Innenhohlraum 53a des
Zylinders angeordnet und darin hin und her beweglich. Das Messer 52a ist
an den Kolben 52 gekoppelt, so dass es sich mit dem Kolben 52 bewegt.
Die Feder 80 ist in dem Innenhohlraum 53a bereitgestellt
und spannt den Kolben 52 nach oben zur Zylinderkappe 54 vor.
Der Boden 55 enthält einen
Amboss 55b aus einem polymeren Material, etwa Neopren,
der als Anschlag für
das Messer 52a dient.
-
Der
Hauptkörperabschnitt 53 enthält eine erste Öffnung 53b,
durch die druckbeaufschlagte Flüssigkeit
in den Innenhohlraum 53a unter dem Kolben 52 strömt. Die
Zylinderkappe 54 enthält
eine zweite Öffnung 54a,
durch die druckbeaufschlagte Flüssigkeit
in den Innenhohlraum 53a oberhalb des Kolbens 52 strömt. Eine
bekannte flüssigkeitzuführende Quelle
stellt druckbeaufschlagte Flüssigkeit,
in der gezeigten Ausführungsform
Luft, an den ersten und zweiten Öffnungen 53b und 54a bereit.
Die flüssigkeitzuführende Quelle 56 umfasst
einen Luftkompressor (nicht gezeigt), Strömungsventile (nicht gezeigt),
erste und zweite Schläuche 56a und 56b und erste
und zweite Anschlussstücke 56c und 56d,
die jeweils mit den ersten und zweiten Schläuchen 56a und 56b verbunden
sind. Die Anschlussstücke 56c und 56d sind
in die ersten und zweiten Öffnungen 53b und 54a geschraubt.
-
Wenn
die flüssigkeitzuführende Quelle 56 druckbeaufschlagte
Luft am Ende eines Fülltaktes der
zweiten Öffnung 54a zuführt, werden
der Kolben 52 und das Messer 52a gegen die nach
oben wirkende Kraft der Feder 80 zu dem strangförmigen Material 20 nach
unten bewegt, so dass strangförmiges
Material 20, das sich zwischen dem Messer 52a und dem
Amboss 55b befindet, abgeschnitten wird. Nach dem Abschneiden
des strangförmigen
Materials 20 stellt die flüssigkeitzuführende Quelle 56 keine
druckbeaufschlagte Luft an der zweiten Öffnung 54a bereit.
Die flüssigkeitzuführende Quelle 56 beginnt
mit dem Zuführen
druckbeaufschlagter Luft an der ersten Öffnung 53b unmittelbar
nach dem Schneiden. Die durch die erste Öffnung 53b strömende Luft
arbeitet mit der Feder 80 zusammen, um den Kolben 52 und das
Messer 52a in ihre Ausgangsstellung zurückzubringen, die in 1 gezeigt
ist. Vorzugsweise wird druckbeaufschlagte Luft an der ersten Öffnung 53b bereitgestellt,
unmittelbar nachdem das Messer 52a das strangförmige Material 20 getrennt
hat, und weiter dem Innenhohlraum 53a zugeführt, bis
der Kolben 52 und das Messer 52a vollständig, z.B.
für etwa
0,8 Sekunden bis etwa 1,5 Sekunden, in ihre Ausgangsstellung zurückgegangen
sind. Die Feder 80 dient ebenfalls dazu, den Kolben 52 und
das Messer 52a in ihrer Ausgangsstellung zu halten, wenn
keine druckbeaufschlagte Luft mehr an der ersten Öffnung 53b bereitgestellt
wird.
-
Nachdem
der Kolben 52 und das Messer 52a in ihre Ausgangsstellung
zurückgekehrt
sind, stellt die flüssigkeitzuführende Quelle 56 keine
druckbeaufschlagte Luft an der erste Öffnung 53b mehr bereit.
Sobald ein neuer Fülltakt
beginnt, d.h. wenn sich das strangförmige Material 20 durch
die Vorrichtung 10 bewegt, so dass es gebauscht wird, stellt
die flüssigkeitzuführende Quelle 56 wieder
druckbeaufschlagte Luft an der ersten Öffnung 53b bereit. Druckbeaufschlagte
Luft wird weiter der ersten Öffnung 53b zugeführt, bis
der Fülltakt
abgeschlossen ist, wobei die flüssigkeitzuführende Quelle 56 keine druckbeaufschlagte
Luft mehr an der ersten Öffnung 53b bereitstellt.
Wie vorhergehend beschrieben, wird druckbeaufschlagte Luft unmittelbar
nach dem Abschneiden von der flüssigkeitzuführenden
Quelle 56 während
einer Zeitdauer wieder an der ersten Öffnung 53b bereitgestellt,
die ausreicht, dass der Kolben 52 und das Messer 52a in
ihre Ausgangsstellungen zurückkehren
können.
-
Das
Messer 52a hat eine erste Größe, die in der gezeigten Ausführungsform
eine Länge
von etwa 35 mm, eine Breite von etwa 16 mm und eine Dicke von etwa
4 mm aufweist. Diese Abmessungen können verändert werden.
-
Der
Zylinderinnenhohlraum 53a umfasst eine erste Bohrung 53c mit
einer zweiten Größe und eine
zweite Bohrung 53d mit einer dritten Größe, die kleiner ist als die
zweite Größe, siehe 2.
Die dritte Größe der zweiten
Bohrung 53d ist geringfügig größer als
die erste Größe des Messers 52a,
so dass ein Spalt G2 zwischen der zweiten
Bohrung 53d und dem Messer 52a entsteht. Der Spalt
G2 stellt einen Weg bereit, auf dem druckbeaufschlagte
Flüssigkeit, die
in die erste Bohrung 53c durch die erste Öffnung 53b eintritt,
die erste Bohrung 53c verlässt. Während des Fülltaktes, d.h. während das
strukturierte strangförmige
Material 20 aus dem distalen Ende 10a der Vorrichtung 10 austritt,
verhindert die Luft, die in die erste Bohrung 53c durch
die erste Öffnung 53b eintritt
und durch den Spalt G2 austritt, dadurch,
dass das strangförmige
Material 20 oder Abschnitte des strangförmigen Materials 20 in
die ersten und zweiten Innenhohlraumbohrungen 53c und 53d eintreten können. Dadurch
wird verhindert, dass das Messer 50 blockiert wird, weil
sich strangförmiges
Material 20 in der ersten Bohrung 53c aufgebaut
hat. Ein solcher Aufbau von Material 20 kann den Kolben 52 und
das Messer 52a daran hindern, sich um einen ausreichenden
Abstand zum Amboss 55b zu bewegen, um das strangförmige Material 20 abzuschneiden.
-
Die
Vorrichtung 10 umfasst weiter eine Strangmaterialverriegelungsvorrichtung 90,
die an den Hauptkörperabschnitt 42 des
Innendüsenabschnitts 40 gekoppelt
ist. Die Strangmaterialverriegelungsvorrichtung 90 umfasst
ein Hauptkörpergehäuse 92 und
eine ringförmige
Membran 94. Das Hauptkörpergehäuse 92 ist
mit einem Innenhohlraum 92a, einem Strangmaterialeingang 92b,
einem Strangmaterialausgang 92c, Flüssigkeitsdurchgängen 92d,
einem Flüssigkeitseingang 92e,
der mit den Durchgängen 92d verbunden
ist, und einem vorstehenden Abschnitt 92f ausgestattet.
Der vorstehende Abschnitt 92f wird in einer Ausnehmung 42g aufgenommen, die
in dem Hauptkörperabschnitt 42 ausgebildet
ist, und lösbar
mit einer Stellschraube 91 darin gehalten. Die Flüssigkeitsdurchgänge 92d sind
mit dem Innenhohlraum 92a verbunden und stellen einen Weg
bereit, auf dem druckbeaufschlagte Flüssigkeit, in der gezeigten
Ausführungsform
Luft, von einer Quelle für druckbeaufschlagte
Flüssigkeit 96 in
einen Innenhohlraum 92a strömen kann. Die Membran 94 ist
in dem Innenhohlraum 92a angeordnet und mit einem vierten
Innendurchgang 94a ausgestattet, durch den strangförmiges Material 20 hindurchläuft. Die
Membran 94 dehnt sich entsprechend der druckbeaufschlagten
Flüssigkeit
aus, die in den Innenhohlraum 92a eintritt, so dass sie
das strangförmige
Material 20 lösbar
in einer feststehenden Stellung gegenüber dem Hauptkörpergehäuse 92 verriegelt
oder hält.
Auf diese Wiese wird verhindert, dass sich das Material 20 durch
die ersten, zweiten, dritten und vierten Innendurchgänge 46, 38a, 39a und 94a bewegt,
wenn die Membran ausgedehnt ist.
-
Die
Quelle 96 für
druckbeaufschlagte Flüssigkeit
umfasst einen Luftkompressor (nicht gezeigt), ein Strömungsventil
(nicht gezeigt), einen Schlauch 96a, der an den Kompressor
gekoppelt ist, und ein Anschlussstück 96b, das an dem
Ende des Schlauches 96a befestigt ist. Das Anschlussstück 96b ist
in einen Abschnitt des Flüssigkeitseingangs 92e geschraubt.
Druckbeaufschlagte Luft strömt
aus dem Kompressor durch den Schlauch 96a und das Anschlussstück 96b zum
Flüssigkeitseingang 92e.
Aus dem Eingang 92e strömt
die druckbeaufschlagte Luft durch die Durchgänge 92d zu dem Innenhohlraum 92a,
so dass sich die Membran 94 ausdehnt. Die ausgedehnte Membran 94 greift
das strangförmige Material 20 und
hält es
fest. Die Flüssigkeitsquelle 96 wird
dazu gebracht, druckbeaufschlagte Flüssigkeit genau, bevor das Messer 50 betätigt wird
am Innenhohlraum 92a bereitzustellen, um das strangförmige Material 20 abzuschneiden.
Nach dem Trennen des strangförmigen
Materials 20 gibt die Flüssigkeitsquelle 96 druckbeaufschlagte
Luft aus dem Innenhohlraum 92a ab, so dass die Membran 94 das strangförmige Material 20 freigibt.
-
Die
der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Vorrichtung 10 kann
strangförmiges
Material zu einem wollähnlichen
Produkt mit einer Dichte von etwa 30 g/l bis etwa 60 g/l bauschen.
Zum Herstellen eines solchen niedrigdichten Produktes wird druckbeaufschlagtes
Gas an den Bohrungen 42c und 42d mit einem Druck
von etwa 4,5 bar bis etwa 7,0 bar bereitgestellt. Dadurch beträgt der Druck
in der Innenkammer 60 zwischen 1,5 bar und etwa 2,5 bar.
Die Zuführungsgeschwindigkeit
des strangförmigen
Materials 20 beträgt
etwa 300 m/min bis etwa 400 m/min. Beschrieben wird auch, dass der
Bolzen 42f aus der Bohrung 42e entfernbar ist,
damit druckbeaufschlagte Luft hindurchströmen kann.
-
Die
der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Vorrichtung 10 ist
auch geeignet, strangförmiges
Material zu einem wollähnlichen
Produkt mit einer Dichte von etwa 70 g/l bis etwa 140 g/l zu bauschen.
Zum Herstellen eines solchen niedrigdichten Produktes wird druckbeaufschlagtes
Gas an den Bohrungen 42c und 42d mit einem Druck
von etwa 2,5 bar bis etwa 4,5 bar bereitgestellt. Dadurch beträgt der Druck
in der Innenkammer 60 zwischen etwa 0,7 bar und etwa 1,5
bar. Die Zuführungsgeschwindigkeit
des strangförmigen
Materials 20 beträgt
etwa 400 m/min bis etwa 600 m/Min. Beschrieben wird auch, dass der
Bolzen 42f aus der Bohrung 42e entfernbar ist,
damit druckbeaufschlagte Luft hindurchströmen kann.
-
Das
gebauschte strangförmige
Material, das aus dem distalen Ende 10a der Vorrichtung 10 austritt,
kann einem Schalldämpfer
(nicht gezeigt) zugeführt
werden. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 10 anstelle einer
Düse 9 eingesetzt
werden, die in der US-Patentschrift Nr. 4,569,471 beschrieben wird.
-
Vorgesehen
wird auch, dass das strangförmige
Material 20 durch eine bekannte Bremsvorrichtung der Vorrichtung 10 zugeführt werden
kann. Dadurch wird die Geschwindigkeit, mit der das strangförmige Material 20 zu
der und durch die Vorrichtung 10 läuft, von der Geschwindigkeit
der Bremsvorrichtung (m/min) und dem Luftdruck in der Kammer 60 bestimmt.
Die Bremsvorrichtung kann auch die Länge des strangförmigen Materials 20 messen,
das der Vorrichtung 10 zugeführt wird, und ein entsprechendes
Signal an eine Steuerung (nicht gezeigt) abgeben, sobald eine voreingestellte
Menge strangförmigen
Materials 20 durch die Vorrichtung 10 hindurch bewegt
wurde. Dabei veranlasst die Steuerung, dass die Gasstromquelle 70 der
Innenkammer 60 keine druckbeaufschlagte Luft mehr zuführt, die
flüssigkeitzuführende Quelle 56 die
Zufuhr druckbeaufschlagter Luft an die erste Öffnung 53b einstellt,
die Verriegelungsvorrichtung 90 das strangförmige Material 20 fasst
und das Messer 50 das strangförmige Material 20 abschneidet.
Vor zugsweise nimmt jedes Schalldämpfergehäuse oder
jeder Hohlraum einen durchgehenden Strang gebauschten Materials
auf.
-
Eine
Vorrichtung 100 zum Bauschen, die gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, zeigt 5,
wobei gleiche Bezugszahlen gleichen Elementen zugeordnet sind. In
dieser Ausführungsform
ist der äußere Düsenabschnitt 130 im
Wesentlichen genauso aufgebaut wie der äußere Düsenabschnitt 30, der
in 1 gezeigt ist, wobei das Zwischendüsensegment 138 und
das äußere Düsensegment 139 des
Ausgangsabschnitts 136 nicht voneinander getrennt sind und
nicht an die gegenüberliegenden
Seiten eines Messers gekoppelt sind. Weiter ist das Zwischendüsensegment 138 kürzer als
das Segment 38, das in 1 gezeigt
ist. Der Innendüsenabschnitt 140 enthält einen
Hauptkörperabschnitt 142,
einen Nadelabschnitt 144, der einstückig und sich von dem Hauptkörperabschnitt 142 erstreckend
ausgeführt
ist, einen Eingang 146, einen Verbindungsabschnitt 147,
der den Eingang 146 an den Hauptkörperabschnitt 142 koppelt,
und ein Durchgangsrohr 148, das sich zwischen dem Eingang 146 und
dem Hauptkörperabschnitt 142 erstreckt.
Der Hauptkörperabschnitt 142 und
der Eingang 146 werden in den Verbindungsabschnitt 142 geschraubt.
O-Ringe 148a dichten das Durchgangsrohr 148 zum
Eingang 146 und dem Hauptkörperabschnitt 142 ab.
Der Nadelabschnitt 144 und der Hauptkörperabschnitt 142 sind
im Wesentlichen in derselben Weise aufgebaut wie der Nadelabschnitt 44 und
der Hauptkörperabschnitt 42,
die in 1 gezeigt sind. Eine Verriegelungsvorrichtung 90 und
ein Messer 50 sind in der Vorrichtung 100 nicht
bereitgestellt.
-
Eine
Bauschvorrichtung 200, die gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, ist in 6 gezeigt,
wobei gleiche Bezugszahlen gleichen Elementen zugeordnet sind. In
dieser gezeigten Ausführungsform
ist der äußere Düsenabschnitt 230 im
Wesentlichen in derselben Weise aufgebaut wie der äußere Düsenabschnitt 30, der
in 1 gezeigt ist, wobei das Zwischendüsensegment 238 kürzer ist
als das Zwischendüsensegment 38,
das in 1 gezeigt ist. Beschrieben wird auch, und kann
sogar bevorzugt sein, dass das Zwischensegment 238, so
ausgebildet ist, dass es im Wesentlichen dieselbe Länge aufweist,
wie das Düsensegment 38,
das in 1 gezeigt ist. Das Messer 250 ist im
Wesentlichen dasselbe wie das Messer 50, das in 1 gezeigt
ist. Der Innendüsenabschnitt 240 ist
im Wesentlichen derselbe wie der Innendüsenabschnitt 140,
der in 5 gezeigt ist, wobei der Eingang 246 durch
Bolzen 246a an die Verriegelungsvorrichtung 90 gekoppelt
ist. Die Verriegelungsvorrichtung 90 ist im Wesentlichen
in derselben Weise aufgebaut wie die Verriegelungsvorrichtung 90, die
in 1 gezeigt ist.
-
Eine
Strangmaterialzuführungsvorrichtung 300,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut ist, wird in 7 beschrieben,
wobei gleiche Bezugszahlen gleichen Elementen zugeordnet sind. Sie gleicht
dem Aufbau der Zuführungsvorrichtung 500, die
in der US-Patentschrift Nr. 08/753.987, eingereicht am 3. Dezember
1996 unter dem Titel „PREFORMED
SOUND ABSORBING MATERIAL FOR ENGINE EXHAUST MUFFLER", nun US-Patentschrift
Nr. 5,766,541, beschrieben wird. Die Zuführungsvorrichtung 500 umfasst
einen Faserzuführungsabschnitt 302,
einen Messerabschnitt 304 und einen Binderzuführungsabschnitt 306.
Der Messerabschnitt 304 ist im Wesentlichen in derselben
Weise aufgebaut wie das Messer 50, das in 1 gezeigt ist.
-
Der
Faserdurchführungsabschnitt 302 umfasst
einen äußeren Düsenabschnitt 330 und
einen inneren Düsenabschnitt 340.
Der äußere Düsenabschnitt 330 ist
im Wesentlichen in derselben Weise aufgebaut wie der äußere Düsenabschnitt 30,
der in 1 gezeigt ist, und der innere Düsenabschnitt 340 ist
im Wesentlichen in derselben Weise aufgebaut wie der innere Düsenabschnitt 40,
der in 1 gezeigt ist.
-
Der
Binderzuführungsabschnitt 306 ist
im Wesentlichen in derselben Weise aufgebaut wie der Binderzuführungsabschnitt 506,
der in der US-Patentschrift Nr. 5,766,541 beschrieben wird. Kurz
gesagt, umfasst er erste und zweite Düsenabschnitte 350 und 360.
Der erste Düsenabschnitt 350 enthält einen
Binderzuführungseingang 352,
der an ein Binderzuführungsrohr 353 gekoppelt
und mit diesem verbunden ist. In den Zuführungseingang 352 eintretender
Binder wird diagonal in einen mittleren Durchgang 370 geführt, durch
den strangförmiges
Material 20 hindurchläuft.
Die ersten und zweiten Düsenabschnitte 350 und 360 definieren
einen ringförmigen Hohlraum 362.
Der zweite Düsenabschnitt 360 enthält eine Öffnung 364,
die an ein Wasserzuführungsrohr 366 gekoppelt
und mit diesem verbunden ist. In die Öffnung 364 eintretendes
Wasser wird in den ringförmigen
Hohlraum 362 geleitet. Das Wasser verlässt den Hohlraum 362 durch
einen Spalt 368 zwischen den ersten und den zweiten Düsenabschnitten 350 und 360 und
tritt in den Durchgang 370 ein, um den Binder anzufeuchten.
Der Binder und das gebauschte strangförmige Material können einer
Form zugeführt
werden, um eine Vorform herzustellen, die in der US-Patentschrift
Nr. 5,766,541 beschrieben wird.
-
Eine
Bauschvorrichtung 400, die gemäß einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, wird in 8 und 9 gezeigt,
wobei gleiche Bezugszahlen gleichen Elementen zugeordnet sind. Bei
dieser Ausführungsform
ist der äußere Düsenabschnitt 430 im
Wesentlichen in derselben Weise ausgeführt wie der äußere Düsenabschnitt 30,
der in 1 gezeigt ist. Der innere Düsenabschnitt 440 enthält einen
Hauptkörperabschnitt 442 und
einen Nadelabschnitt 444, der einstückig mit dem Hauptkörperabschnitt 442 und
sich von ihm erstreckend ausgeführt
ist. Der Nadelabschnitt 444 ist im Wesentlichen in derselben
Weise ausgebildet wie der Nadelabschnitt 44, der in 1 gezeigt
ist. Der Hauptkörperabschnitt 442 ist
im Wesentlichen in derselben Weise ausgebildet wie der Hauptkörperabschnitt 42,
der in 1 gezeigt ist, wobei die Strangmaterialverriegelungsvorrichtung 490 einstückig mit
dem Hauptkörperabschnitt 442 ausgebildet ist.
Die Vorrichtung 400 enthält weiter eine Schneidevorrichtung
(nicht gezeigt), die im Wesentlichen in derselben Weise aufgebaut
ist, wie die Vorrichtung 50, die in 1 gezeigt
ist.
-
Die
Strangmaterialverriegelungsvorrichtung 490 umfasst einen
Zylinderabschnitt 492, einen Kolben 494 und eine
Feder 495. Der Zylinderabschnitt 492 enthält einen
Hauptkörperabschnitt 510 und
eine Zylinderkappe 520, die mit dem Hauptkörperabschnitt 510 verschraubt
ist. Der Hauptkörperabschnitt 510 enthält einen
Innenhohlraum 512 und erste und zweite Bohrungen 514 und 516.
Der Kolben 494 ist in dem Innenhohlraum 512 angeordnet
und darin hin und her beweglich. Die Feder 495 ist in dem
Innenhohlraum 512 bereitgestellt und spannt den Kolben 494 nach
oben zu der Zylinderkappe 520 vor.
-
Die
erste Bohrung 514 in dem Hauptkörperabschnitt 510 erstreckt
sich diese verbindend zwischen dem Innenhohlraum 512 und
einem Durchgang 448a eines Verbindungsabschnitts 448.
Der Durchgang 448a ist an eine Gasstromquelle 70 gekoppelt,
die einen Schlauch 72, der an einen Kompressor (nicht gezeigt)
gekoppelt ist, und ein Anschlussstück 74 enthält, das
am Ende des Schlauches 74 bereitgestellt ist. Druckbeaufschlagte
Luft wird durch die Quelle 70 an dem Durchgang 448a auf dieselbe
Weise bereitgestellt, in der der Durchgang 48a druckbeaufschlagte
Luft von der Quelle 70 aufnimmt, wie es vorhergehend beschrieben
wurde. Die zweite Bohrung 516 erstreckt sich diese verbindend zwischen
dem Innenhohlraum 512 und einem ersten Durchgang 446,
durch den das strangförmige
Material 20 hindurchläuft,
wenn es sich durch die Vorrichtung 40 bewegt. Der Durchgang 446 enthält einen ersten
Abschnitt 446a mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten
Abschnitt 446b mit einem zweiten Durchmesser, der kleiner
ist als der erste Durchmesser des ersten Abschnitts 446a.
Zum Beispiel kann der erste Durchmesser etwa 5 mm messen, während der
zweite Durchmesser etwa 4 mm messen kann. Der erste Abschnitt 446a ist
mit einem größeren Durchmesser
bereitgestellt, so dass verbundene oder gespaltene Stränge in den
Durchgang 446 hinein und ohne Anhalten hindurch laufen
können.
-
Die
Zylinderkappe 520 enthält
einen Flüssigkeitseingang 522,
der mit einer Quelle für
druckbeaufschlagte Flüssigkeit 496 verbunden
ist. Die Quelle für
druckbeaufschlagte Flüssigkeit 496 umfasst
einen Luftkompressor (nicht gezeigt), ein Strömungsventil (nicht gezeigt),
einen Schlauch 496a, der an den Kompressor gekoppelt ist
und ein Anschlussstück 496b,
das an dem Ende des Schlauches 496a bereitgestellt ist.
Das Anschlussstück 496b ist
in einen Abschnitt des Flüssigkeitseingangs 522 geschraubt. Druckbeaufschlagte
Luft strömt
von dem Kompressor durch den Schlauch 496a und das Anschlussstück 496b zum
Flüssigkeitseingang 522.
Von dem Eingang 522 strömt
die druckbeaufschlagte Luft in den Innenhohlraum 512 und
bewegt den Kolben 494 nach unten gegen die Feder 495.
Wenn sich der Kolben 494 nach unten bewegt, bewegt sich
eine Nase 494a des Kolbens 494 durch die zweite
Bohrung 516, um das strangförmige Material 20 zu
fassen. Die Nase 494a greift das strangförmige Material 20 und hält es in
dem ersten Durchgang 446 fest. Die Flüssigkeitsquelle 496 wird
dazu gebracht, druckbeaufschlagte Flüssigkeit am Innenhohlraum 512 bereitzustellen,
genau, bevor das Messer betätigt
wird, um das strangförmige
Material 20 abzuschneiden. Nachdem das strangförmige Material 20 getrennt
wurde, gibt die Flüssigkeitsquelle 496 die
druckbeaufschlagte Luft aus dem Innenhohlraum 512 frei,
so dass die Feder 495 den Kolben 494 in seine
zurückgezogene Stellung
zurückkehren
lässt,
siehe 9.
-
Die
Nase 494a des Kolbens 494 hat eine erste Größe und die
zweite Bohrung 516 hat eine zweite Größe, die größer ist als die erste Größe. Dadurch entsteht
zwischen der zweiten Bohrung 516 und der Kolbennase 494a ein
Spalt G3, wenn sich die Nase 494a in
der Stellung befindet, in der sie das strangförmige Material fasst, siehe 8.
Der Spalt G3 stellt einen Weg für druckbeaufschlagte
Luft bereit, die durch die erste Bohrung 514 in den Innenhohlraum 512 eintritt,
um den Innenhohlraum 512 zu verlassen. Dadurch verhindert
die druckbeaufschlagte Luft, die durch die erste Bohrung 514 in
den Innenhohlraum 512 eintritt und durch den Spalt G3 austritt, während des Fülltaktes, dass strangförmiges Material 20 oder Abschnitte
von strangförmigem
Material 20 in den Innenhohlraum 512 eintreten.
Das verhindert, dass die Verriegelungsvorrichtung 490 aufgrund
eines Aufbaus von strangförmigem
Material 20 in dem Innenhohlraum 512 blockiert
wird. Durch einen solchen Aufbau von Material 20 kann die
Kolbennase 494a daran gehindert werden, mit dem strangförmigen Material 20 unmittelbar
vor oder während
des Schneidevorgangs genau in Eingriff zu stehen.
-
Weiter
wird vorgesehen, dass die Strangmaterialverriegelungsvorrichtung 490 nicht
einstückig mit
dem Hauptkörperabschnitt 442 ausgeführt sein muss.
In dieser Ausführungsform
ist die Verriegelungsvorrichtung 490 an den Hauptkörperabschnitt 442 gekoppelt
und der Hauptkörperabschnitt 510 enthält einen
Durchgang, durch den das strangförmige
Material hindurchläuft.
-
Eine
Bauschvorrichtung 600, die gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ausgebildet ist, wird in 10 und 11 gezeigt,
wobei gleiche Bezugszahlen gleichen Elementen zugeordnet wurden.
In dieser Ausführungsform ist
der äußere Düsenabschnitt 630 im
Wesentlichen in derselben Weise aufgebaut wie der äußere Düsenabschnitt 30,
der in 1 gezeigt ist. Der innere Düsenabschnitt 640 enthält einen
Hauptkörperabschnitt 642 und
einen Nadelabschnitt 644, der einstückig mit dem Haupt körperabschnitt 642 und
sich von diesem erstreckend ausgebildet ist. Der Nadelabschnitt 644 ist
im Wesentlichen in derselben Weise aufgebaut wie der Nadelabschnitt 44,
der in 1 gezeigt ist. Der Hauptkörperabschnitt 642 ist
im Wesentlichen in derselben Weise aufgebaut wie der Hauptkörperabschnitt 42,
der in 1 gezeigt ist, wobei eine Strangmaterialverriegelungsvorrichtung 690 einstückig mit
dem Hauptkörperabschnitt 642 ausgebildet ist.
Die Vorrichtung 600 enthält weiter eine Schneidevorrichtung
(nicht gezeigt), die im Wesentlichen in derselben Weise aufgebaut
ist wie die Vorrichtung 50, die in 1 gezeigt
ist.
-
Die
Strangmaterialverriegelungsvorrichtung 690 umfasst einen
Zylinderabschnitt 692, einen Kolben 694 und eine
Feder 696. Zur Verkürzung
der Gesamtlänge
der Vorrichtung 600 ist der Zylinderabschnitt 692 allgemein
axial in einer Linie mit und winklig zu einem Durchgang 648a eines
Verbindungsabschnitts 648 versetzt angeordnet, siehe 11.
Der Zylinderabschnitt 692 enthält einen Hauptkörperabschnitt 610 und
eine Zylinderkappe 620, die mit dem Hauptkörperabschnitt 610 verschraubt
ist. Der Hauptkörperabschnitt 610 enthält einen
Innenhohlraum 612 und erste und zweite Bohrungen 614 und 616.
Der Kolben 694 ist in dem Innenhohlraum 612 angeordnet
und darin hin und her beweglich. Die Feder 696 ist innerhalb
des Innenhohlraums 612 angeordnet und spannt den Kolben 694 zur
Zylinderkappe 620 vor.
-
Die
erste Bohrung 614 in dem Hauptkörperabschnitt 610 erstreckt
sich diese verbindend zwischen dem Durchgang 648a und dem
Innenhohlraum 612. Der Durchgang 648a ist an eine
Gasstromquelle 70 gekoppelt, die einen Schlauch 72,
der an einen Kompressor (nicht gezeigt) gekoppelt ist, und ein Anschlussstück 74 enthält, das
an dem Ende des Schlauches 74 bereitgestellt ist. Druckbeaufschlagte
Luft wird von einer Quelle 70 in derselben Weise an dem
Durchgang 648a bereitgestellt, in der der Durchgang 48a druckbeaufschlagte Luft
von der Quelle 70, wie vorhergehend beschrieben, aufnimmt. Die
zweite Bohrung 616 erstreckt sich diese verbindend zwischen
dem Innenhohlraum 612 und einem ersten Durchgang 646,
durch den das strangförmige Material 20 hindurchläuft, wenn
es sich durch die Vorrichtung 600 bewegt.
-
Die
Zylinderkappe 620 enthält
einen Flüssigkeitseingang 622,
der mit einer Quelle für
druckbeaufschlagte Flüssigkeit 697 in
Verbindung steht. Die Quelle für
druckbeaufschlagte Luft 697 umfasst einen Luftkompressor
(nicht gezeigt), ein Strömungsventil
(nicht gezeigt), einen Schlauch 697a, der an den Kompressor
gekoppelt ist, und ein Anschlussstück 697b, das an dem
Ende des Schlauches 697a bereitgestellt ist. Das Anschlussstück 697b ist
in einen Abschnitt des Flüssigkeitseingangs 622 geschraubt.
Druckbeaufschlagte Luft strömt
von dem Kompressor durch den Schlauch 697a und das Anschlussstück 697b zu
dem Flüssigkeitseingang 622. Von
dem Eingang 622 strömt
druckbeaufschlagte Luft in den Innenhohlraum 612 und bewegt
den Kolben 694 gegen die Feder 696. Wenn sich
der Kolben 694 zu dem Durchgang 646 bewegt, bewegt
sich eine Nase 694a des Kolbens 694 durch die
zweite Bohrung 616, um das strangförmige Material 20 in dem
Durchgang 646 zu greifen. Die Nase 694a greift das
strangförmige
Material 20 und hält
es fest, um zu verhindern, dass es sich durch die Vorrichtung 600 bewegt.
Die Flüssigkeitsquelle 697 wird
dazu gebracht, druckbeaufschlagte Flüssigkeit am Innenhohlraum 612 bereitzustellen,
kurz bevor das Messer betätigt
wird, um das strangförmige
Material 20 abzuschneiden. Sobald das strangförmige Material 20 getrennt
ist, gibt die Flüssigkeitsquelle 697 druckbeaufschlagte
Luft aus dem Innenhohlraum 612 frei, so dass die Feder 696 den
Kolben 694 in seine zurückgezogene
Stellung zurückkehren
lässt,
siehe 11.
-
Die
Nase 694a des Kolbens 694 hat eine erste Größe und die
zweite Bohrung 616 hat eine zweite Größe, die größer ist als die erste Größe. Dadurch entsteht
ein Spalt G4 zwischen der zweiten Bohrung 616 und
der Kolbennase 694a, wenn die Nase 694a in der
das Strangmaterial verriegelnden Stellung (nicht gezeigt) steht.
Der Spalt G4 stellt einen Weg bereit, auf
dem druckbeaufschlagte Luft durch die erste Bohrung 614 in
den Innenhohlraum 612 eintritt, um den Innenhohlraum 612 zu
verlassen. Dadurch verhindert die druckbeaufschlagte Luft, die durch
die erste Bohrung 614 in den Innenhohlraum 612 eintritt und
durch den Spalt G4 verlässt, während des Fülltaktes, dass strangförmiges Material 20 oder
Abschnitte strangförmigen
Materials 20 in den Innenhohlraum 612 eintreten.
Dadurch wird verhindert, dass die Verriegelungsvorrichtung 690 aufgrund
eines Aufbaus von strangförmigem
Material 20 in dem Innenhohlraum 612 blockiert
wird. Ein solcher Aufbau von Material 20 kann die Kolbennase 694a daran hindern,
strangförmiges
Material 20 unmittelbar vor und während eines Schneidevorgangs
zu greifen.