DE1185779B - Vorrichtung zum Spinnen von Glas oder anderen anorganischen, glasaehnlichen Massen aus Staeben - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 03 b

Deutsche Kl.: 32 a-37/02

Nummer: 1185 779

Aktenzeichen: Sch 29471 VI b/32 a

Anmeldetag: 29. März 1961

Auslegetag: 21. Januar 1965

Das Hauptpatent 1 052 073 schützt ein Verfahren zum Spinnen von Glas oder anderen anorganischen, glasähnlichen Massen aus Stäben, bei dem die Stäbe fortlaufend einer Vorratseinrichtung entnommen, zwangsweise und kontinuierlich lose aufeinanderstehend einer beheizten Lochleiste zugeführt werden, in der das Stabende in eine nur plastische Glasmasse übergeführt und mit dem jeweils folgenden, lose aufstehenden Stabende homogen verschmolzen wird, und die plastische Glasmasse im weiteren Durchfluß ίο zum Düsenaustritt auf die für das Fadenziehen günstige Viskosität erhitzt wird. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es das kontinuierliche Abspinnen gestattet und den Zwang, neue Stäbe gegen alte Stabreste auszutauchen, wegfallen läßt. Damit vereinigt es die bekannten Vorteile des sogenannten »Düsenabzugsverfahrens« mit dem bekannten »Stababziehverfahren«.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung des Verfahrens nach dem Hauptpatent und betrifft eine Vorrichtung zur Ausführung desselben, mit der sich der Durchmesser der zu erzeugenden Fäden bzw. Fasern bedeutend verringern, läßt.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei dem im Hauptpatent beschriebenen Verfahren bezüglich des Durchmessers der herzustellenden Fäden bzw. Fasern bestimmte Grenzen gesetzt sind. Dies ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, daß die bisher verwendeten, verhältnismäßig starkwandigen Edelstahldüsen die verwendeten Heizelemente voll auslasten und auch der bisher in Einsatz gebrachte Edelstahl nur eine begrenzte Temperaturbeständigkeit besaß und damit die Aufheizung limitiert. Wurde dagegen die höchstmögliche Beheizungstemperatur überschritten, so zunderte der Edelstahl, was wiederum zu häufigen Fadenbrüchen durch Zunderablösungen von der Düse führte und zusätzlich bei Verwendung von elektrischen Heizelementen deren Lebensdauer auf nur wenige Tage begrenzte.

Da für eine Reihe neuer Glasfasererzeugnisse, wie z. B. für die Textilindustrie, immer geringere Fadendurchmesser gefordert werden, um die den dickeren Fäden anhaftende Sprödigkeit zu verringern, konnte das im Hauptpatent beschriebene Verfahren, trotz seiner großen Vorteile, nicht mehr allen Anforderungen der Praxis gerecht werden.

Um einen möglichst geringen Fadendurchmesser zu erzielen, ist es bei Verwendung der gleichen Glasqualität erforderlich, die Beheizungstemperatur an der Abspinnstelle wesentlich zu steigern, damit durch eine stärkere »Verflüssigung des Glases« der Ablöse-Vorrichtung zum Spinnen von Glas oder anderen anorganischen, glasähnlichen Massen aus Stäben

Zusatz zum Patent: 1 052 073

Anmelder:

Werner Hugo Wilhelm Schuller,

Grünwald bei München, Dr.-Kurt-Huber-Str. 14

widerstand des Glases an der Spinnspitze und an der Düse verringert wird. Dabei zeigte es sich jedoch bei dem Verfahren des Hauptpatentes, wie vorhergehend schon angedeutet, daß bei Erhöhung der Beheizungstemperatur Entglasungserscheinungen auftreten, verbunden mit einer wesentlich geringeren Lebensdauer der bisher mit Erfolg verwendeten, aus Edelstahl bestehenden Lochleiste. Außerdem ergibt sich neben dem Materialausfall durch Auswechseln defekter Teile ein erheblicher Produktionsausfall, der die Vorteile des im Hauptpatent beschriebenen Verfahrens bei der Herstellung besonders feiner Glasfäden wiederaufhebt. Schließlich sind die sich infolge von Fädenbrüchen bemerkbar machenden Qualitätsschwankungen untragbar, da die der Weiterverarbeitung zuzuführende Glasfaser- bzw. Glasfadenmenge pro Zeiteinheit konstant sein muß. Es ergibt sich daher, daß der Vorteil eines kontinuierlichen Stababziehverfahrens nach dem Hauptpatent nur bis zu einer Fadenstärke von etwa 0,009 mm auswertbar ist und daß zur Erzeugung geringerer Fadenstärken bisher auf die bekannten diskontinuierlichen Verfahren mit all ihren im Hauptpatent beschriebenen Nachteilen zurückgegriffen werden mußte.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen in den besonderen Halterungen frei in den Abspinnraum hängenden dünnwandigen und besser wärmeleitenden »Behälter« aus Platin ist es nunmehr möglich, in Verbindung mit dem Verfahren nach dem Hauptpatent den »Glassumpf« unter Verminderung der vorhergehend erwähnten Nachteile höher aufzuheizen und dadurch den Fadendurchmesser wesentlich zu verringern.

Es ist an sich in der einschlägigen Technik bekannt, daß Platin die bei der Erzeugung einer nieder-

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viskosen Glasmasse erforderlichen Temperaturen am ehesten aushält und gegen die ehemischen und mechanischen Angriffe dieser Glasmasse die größte Widerstandsfähigkeit besitzt. Es ist ferner schon häufig vorgeschlagen worden, zwecks Einsparung des teuren Platins die Austrittsöffnungen einer niederviskosen flüssigen Glasmasse als dünnwandige Platintrichterchen verhältnismäßig großer Konizität auszubilden, die in ein Futter aus Schamotte od. dgl. eingesetzt wurden.

Die bekannten trichterförmigen Platineinsätze können jedoch nicht zur Ausführung des Verfahrens nach dem Hauptpatent herangezogen werden, vor allem deshalb, weil ihre Gestaltung nicht die Erfüllung des wesentlichen Merkmals, daß der in der Düse anstehende Glassumpf eine von unten nach oben zunehmende Viskosität und nur an der Abspinnstelle die erforderliche Dünnflüssigkeit und hohe Temperatur aufweisen soll, erfüllen läßt. Es kommt hinzu, daß man bei der Verwendung von Platin und stärkeren bzw. für größere Energieaufnahme ausgelegten Heizelementen nach dem Verfahren des Hauptpatentes zwar die Beheizungstemperatur wesentlich erhöhen und dabei weit geringere Fadendurchmesser erzeugen kann, jedoch dabei eine wesentlich größere Spinnunsicherheit in Kauf nehmen muß, die sich durch erhöhte Fadenbrüche u. a. bemerkbar macht. Da dies, wie schon vorhergehend erwähnt, qualitativ minderwertige Produkte hervorruft und außerdem von dem Bedienungsmann erhöhte Aufmerksamkeit erfordert, so daß er nicht mehrere Maschinen in seine Aufsicht einschließen kann, werden auch hierbei die Vorteile, die sich durch Verringerung des Fadendurchmessers ergeben, um für bestimmte Glasfasererzeugnisse die gestellten Anforderungen zu erfüllen, wieder eliminiert.

Es wurde erkannt, daß hierfür der durch die Erhöhung der Beheizungstemperatur entstehende große Wärmestau im Abspinnraum verantwortlich ist, der den nunmehr schwächeren Glasfaden an der Abspinnstelle abschmilzt.

Die Erkenntnisse, daß einerseits zur Erzeugung besonders geringer Faserstärken an der Abspinnstelle die Temperatur wesentlich erhöht, andererseits der Wärmestau im Abspinnraum verhindert werden muß, führten zu dem erfinderischen Gedanken, verhältnismäßig dünnwandige Edelmetalldüsen bestimmter Konfiguration in eine Düsenhalterung aus hochhitzebeständigem Material, z. B. Edelstahl, einzusetzen und den Abspinnraum mit Öffnungen zu versehen, die eine Luftzirkulation ermöglichen und damit einen zu großen Wärmestau verhindern.

Demnach betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Spinnen von Glas oder anderen anorganischen glasähnlichen Massen aus Stäben, bei der die Stäbe fortlaufend einer Vorratseinrichtung entnommen, zwangsweise und kontinuierlich lose aufeinanderstellend einer beheizten Lochleiste zugeführt werden, in der das Stabende in eine nur plastische Glasmasse übergeführt und mit dem jeweils folgenden, lose aufstehenden Stabende homogen verschmolzen wird und die plastische Glasmasse im weiteren Durchfluß zum Düsenaustritt auf die für das Fadenziehen günstige Viskosität erhitzt wird, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Lochleiste als Düsenhalterung ausgebildet ist. in die die Unterfläche wesentlich überragende Edelmetalldüsen eingesetzt sind, und daß der Abspinnraum mit Entlüftungsöffnungen versehen ist.

Die Erfindung ist an Hand von stark vereinfachten schematischen Zeichnungen beschrieben. Es stellt dar

F i g. 1 eine Vorrichtung nach der Erfindung im Seitenschnitt und stark verkleinertem Maßstab,

F i g. 2 einen Seitenschnitt durch einen erfindungsgemäßen Einzelteil in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 einen Schnitt wie F i g. 2 durch eine andere Ausführungsform,

ίο F i g. 4 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 3,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht des Gegenstandes nach F i g. 2,

F i g. 6 eine Aufsicht einer weiter abgewandelten Ausführungsform.

Mit 1 ist allgemein eine Vorrats- und Beschickungsvorrichtung bezeichnet, die bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel aus einer die Stäbe 2 aufnehmenden schiefen Ebene 3 besteht. Durch eine Rütteleinrichtung 4 erfährt die schiefe Ebene eine Schwingbewegung in Pfeilrichtung A, die einen laufenden Nachschub der Stäbe gewährleistet. Der vorderste Stab 2' kommt dabei gegen einen geeignet ausgebildeten Anschlag 5 zu liegen, der so angeordnet ist, daß der Stab 2' auf dem Ende des von Vorschubwalzen 6 und 7 erfaßten Stabes 2" aufsteht. Entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit in Pfeilrichtung B sinkt der Stab 2' nach und wird schließlich wie der vorhergegangene Stab 2" von den Vorschubwalzen erfaßt. Nach Durchlauf der Stäbe durch eine Führung 8, die gleichzeitig mit einer Kühleinrichtung 9 versehen ist, gelangen die Stäbe in die sogenannte Lochleiste, die in ein Brennergehäuse

10 eingesetzt ist und vorzugsweise aus einzelnen, aneinandergereihten, die Düsenhalterung bildenden Blöckchen 11 mit Edelmetall-Düseneinsätzen 12 besteht. Mit 13 sind die Entlüftungsöffnungen, durch die der störende Wärmestau .y abziehen kann, be-.zeichnet.

Die im Schmelzprozeß befindlichen Stabenden 2'" werden in den Edelmetalldüsen in einen plastischen Glassumpf 15 von unten nach oben zunehmender Viskosität umgewandelt, und an der Stelle der höchsten Temperatur und geringsten Viskosität bilden sich die schlanken Spinnspitzen 16, von denen die feinen Fäden 17 mit bekannten Mitteln abgezogen werden. Zur Erzielung der erforderlichen hohen Temperatur sind in dem Brenner- oder Abspinnraum 18 Heizelemente 19 angeordnet.

In F i g. 2 sind wesentliche Merkmale der Erfindung im vergrößerten Maßstab dargestellt. Man erkennt, daß in Bohrungen der Halterungsblöckchen

11 die Düseneinsätze 12, die über einen wesentlichen Teil ihrer Länge einen gleichen Durchmesser aufweisen und nur an ihrem Ende einen Abschnitt 20 geringer Konizität aufweisen, eingesetzt sind, wobei ein umgebördelter Rand 21 auf der Oberfläche der Halterungsblöckchen aufliegt. Die Halterungsblöckchen weisen erfindungsgemäß nur eine solche Länge auf, daß die Düseneinsätze deren Unterfläche wesentlich überragen. Dadurch wird einmal eine wesentliche Einsparung an dem ebenfalls teuren Material, z. B. hochhitzebeständigem Edelstahl, aus dem die Halterungsblöckchen bestehen, erzielt und zum anderen die gewünschte besondere Temperaturverteilung, nach der die Temperatur und damit die Viskosität des im Edelmetalleinsatz vorhandenen Glassumpfes von unten nach oben abnehmen soll, erreicht.

Die Halterungsblöckchen sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit Flanschen 22 ausgerüstet, die auf dem Brennergehäuse 10 aufliegen und mit vertikalen Entlüftungsbohrungen 13 ausgerüstet sind, welche sich, wie aus F i g. 1 ersichtlich, in entsprechende Bohrungen 14 im Brennergehäuse 10 fortsetzen.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform nach den F i g. 3 und 4 sind die Entlüftungsöffnungen im Halterungsblöckchen so ausgebildet, daß auf besondere korrespondierende Entlüftungsbohrungen im Brennergehäuse verzichtet werden kann. Hierzu sieht die Erfindung vor, in die Halterungsblöckchen längliche Schlitze 23 einzubringen. Bildet man, wie nach einem weiteren Erfindungsgedanken vorgesehen und ebenfalls in F i g. 3 dargestellt, die Edelmetalleinsätze 12 so aus, daß sie sich an ihren Enden in zwei Austrittsbohrungen 24 α und 24 b teilen, so gestattet die Form der Schlitze 23 bei geeigneter Anordnung gleichzeitig das Einbringen der besonderen, unten verbreiterten Düsenform.

F i g. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines HaI-terungsblöckchens 11 gemäß F i g. 2 mit den Edelmetalleinsätzen 12 und den Entlüftungsbohrungen 13. Mehrere solcher Blöckchen nebeneinandergereiht entsprechen der Lochleiste nach dem Hauptpatent. Man erkennt, daß die Entlüftungsbohrungen 13 etwas gegeneinander versetzt angeordnet sind. Eine andere Möglichkeit, für eine genügende und gleichmäßige Entlüftung im Abspinnraum 18 zu sorgen und trotzdem die Querschnitte der Düsenhalterung nicht zu stark zu schwächen, zeigt die Ausführungsform gemäß F i g. 6, bei der die Achsen der Entlüftungsbohrungen 13 in Ebenen außerhalb der für das Einsetzen der Edelmetalldüsen vorgesehenen Bohrungen liegen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Spinnen von Glas oder anderen anorganischen, glasähnlichen Massen aus Stäben, die fortlaufend einer Vorratseinrichtung entnommen und zwangsweise und kontinuierlich lose aufeinanderstehend einer beheizten Lochleiste zugeführt werden, nach Patent 1052073, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochleiste als Düsenhalterung (11) ausgebildet ist, in die deren Unterfläche wesentlich überragende Edelmetalldüsen (12) eingesetzt sind, wobei der Abspinn- oder Brennerraum (18) mit Entlüftungsöffnungen (13 bzw. 23) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Edelmetalldüsen (12) über den wesentlichen Teil ihrer Länge einen gleichen Durchmesser aufweisen, der nur geringfügig größer als der der eingeschobenen Stäbe (2'") ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (20) der Düsen als schlanker Konus ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Ende der Düsen in mehrere Abzugsöffnungen (24 a, 24 b) teilt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnungen als Bohrungen (13) oder Schlitze (23) ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsbohrungen (13) im Flansch (22) der Düsenhalterung (11) angeordnet sind und mit Bohrungen (14) im Brennergehäuse (10) korrespondieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (23) in der Düsenhalterung (11) den Abspinn- oder Brennerraum (18) direkt mit der Außenluft verbinden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (23) so liegen und dimensioniert sind, daß Düseneinsätze (12') mit einem verbreiterten und mehrere Abzugsöffnungen (24 a ,24 b) aufweisenden Ende eingesetzt werden können.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnungen (13) in einer Ebene außerhalb der für das Einsetzen der Edelmetalleinsätze bestimmten Bohrungen, gegebenenfalls gegeneinander versetzt, liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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