DE1185779B - Device for spinning glass or other inorganic, glass-like masses from rods - Google Patents
Device for spinning glass or other inorganic, glass-like masses from rodsInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Internat. Kl.: C 03 bBoarding school Class: C 03 b
Deutsche Kl.: 32 a-37/02 German class: 32 a -37/02
Nummer: 1185 779Number: 1185 779
Aktenzeichen: Sch 29471 VI b/32 aFile number: Sch 29471 VI b / 32 a
Anmeldetag: 29. März 1961Filing date: March 29, 1961
Auslegetag: 21. Januar 1965Opening day: January 21, 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«.The main patent 1 052 073 protects a process for spinning glass or other inorganic, glass-like masses of rods, in which the rods are continuously taken from a storage device, are forcibly and continuously fed loosely on top of one another to a heated perforated strip, in which the rod end is converted into a plastic glass mass and loosely upright with the next one Rod end is fused homogeneously, and the plastic glass mass in the further flow ίο is heated to the viscosity favorable for threading at the nozzle outlet. This method is characterized by the fact that it allows continuous spinning and the compulsion to produce new rods to exchange for old rod remnants, can be omitted. It thus combines the well-known advantages of the so-called »nozzle removal process« with the well-known »rod removal process«.
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.The present invention relates to an improvement of the method according to the main patent and relates to a device for carrying out the same, with which the diameter of the to be produced Significantly reduce threads or fibers, can.
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.It has been shown that in the method described in the main patent with respect to the The diameter of the threads or fibers to be produced are subject to certain limits. This is mainly due to the fact that the previously used, relatively thick-walled Stainless steel nozzles fully utilize the heating elements used and also the one previously in use Stainless steel had only a limited temperature resistance and thus limited the heating. If, on the other hand, the highest possible heating temperature was exceeded, the stainless steel would scale, which in turn led to frequent thread breaks due to scale detachment from the nozzle and in addition when using electrical heating elements, their service life is limited to just a few days.
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.As a number of new fiber optic products, such as B. for the textile industry, ever lower Thread diameters are required in order to reduce the brittleness adhering to the thicker threads, could not use the process described in the main patent, despite its great advantages Meet practical requirements.
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 StäbenIn order to achieve the smallest possible thread diameter, it is necessary to use the same glass quality necessary to increase the heating temperature at the spinning point significantly, so through a stronger "liquefaction of the glass" of the detachment device for spinning glass or other inorganic, glass-like masses made from rods
Zusatz zum Patent: 1 052 073Addendum to the patent: 1,052,073
Anmelder:Applicant:
Werner Hugo Wilhelm Schuller,Werner Hugo Wilhelm Schuller,
Grünwald bei München, Dr.-Kurt-Huber-Str. 14Grünwald near Munich, Dr.-Kurt-Huber-Str. 14th
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.resistance of the glass at the spinning tip and at the nozzle is reduced. However, it turned out to be the process of the main patent, as previously indicated, that devitrification phenomena occur when the heating temperature is increased with a significantly shorter service life than the one that has been used successfully so far, made of stainless steel existing perforated strip. In addition, in addition to material failure, replacement results in defective ones Share a significant loss of production that takes advantage of the process described in the main patent in the production of particularly fine glass threads. After all, they are the result of Quality fluctuations that make thread breaks noticeable are intolerable, as those of further processing The amount of glass fiber or glass thread to be fed per unit of time must be constant. It follows, therefore, that the advantage of a continuous bar pulling process according to the main patent only up to a thread thickness of about 0.009 mm can be evaluated and that so far to generate smaller thread sizes on the known discontinuous processes with all their disadvantages described in the main patent had to be resorted to.
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.When using the invention in the special holders freely in the spinning room hanging thin-walled and better heat-conducting "container" made of platinum, it is now possible in In connection with the process according to the main patent, the »glass sump« while reducing the the above-mentioned disadvantages heat up higher and thereby the thread diameter significantly to reduce.
Es ist an sich in der einschlägigen Technik bekannt, daß Platin die bei der Erzeugung einer nieder-It is known per se in the relevant technology that platinum is the
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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.viscous glass mass is most likely to withstand the required temperatures and against the former and mechanical attacks this glass mass has the greatest resistance. It is also common has been proposed, in order to save the expensive platinum, the outlet openings of a low-viscosity to form liquid glass mass as thin-walled platinum funnels with a relatively large conicity, which od in a lining made of chamotte. The like. Were used.
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.However, the known funnel-shaped circuit board inserts cannot be used to carry out the method according to the main patent, mainly because their design does not meet the requirements the essential feature that the glass sump in the nozzle moves from bottom to top increasing viscosity and the required thin liquid and high temperature only at the spinning point should have, can be fulfilled. There is also the fact that when using platinum and stronger or heating elements designed for greater energy consumption according to the method of the main patent increase the heating temperature significantly and at the same time have a much smaller thread diameter can produce, but must accept a much greater spinning uncertainty that due to increased thread breaks, among other things. makes noticeable. Since this, as already mentioned, is qualitative causes inferior products and also increased attention from the operator required, so that he can not include several machines in his supervision, are also here the advantages of reducing the thread diameter in order for certain fiberglass products to meet the requirements is eliminated again.
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.It was recognized that for this purpose the large one resulting from the increase in the heating temperature Heat build-up in the spinning area is responsible for the now weaker glass thread at the spinning point melts.
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.The knowledge that on the one hand for the production of particularly low fiber strengths at the spinning point the temperature increases significantly, on the other hand, the build-up of heat in the spinning area can be prevented must, led to the inventive idea, relatively thin-walled precious metal nozzles certain Configuration in a nozzle holder made of highly heat-resistant material, e.g. B. stainless steel to use and to provide the spinning space with openings that allow air to circulate and thus prevent excessive heat build-up.
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.Accordingly, the invention relates to a device for spinning glass or other inorganic ones glass-like masses of rods, in which the rods are continuously taken from a storage device, are forcibly and continuously fed loosely stacked to a heated perforated bar, in which the rod end is converted into a plastic glass mass and loosely upright with the next one Rod end is fused homogeneously and the plastic glass mass in the further flow to The nozzle outlet is heated to the viscosity favorable for threading, which is characterized by this is that the perforated strip is designed as a nozzle holder. in which the undersurface protrudes significantly Noble metal nozzles are used, and that the spinning space is provided with ventilation openings.
Die Erfindung ist an Hand von stark vereinfachten schematischen Zeichnungen beschrieben. Es stellt darThe invention is described with the aid of greatly simplified schematic drawings. It puts represent
F i g. 1 eine Vorrichtung nach der Erfindung im Seitenschnitt und stark verkleinertem Maßstab,F i g. 1 shows a device according to the invention in side section and on a greatly reduced scale,
F i g. 2 einen Seitenschnitt durch einen erfindungsgemäßen Einzelteil in vergrößertem Maßstab,F i g. 2 shows a side section through an individual part according to the invention on an enlarged scale,
F i g. 3 einen Schnitt wie F i g. 2 durch eine andere Ausführungsform,F i g. 3 shows a section like FIG. 2 by another embodiment,
ίο F i g. 4 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 3,ίο F i g. 4 shows a plan view of the object Fig. 3,
F i g. 5 eine perspektivische Ansicht des Gegenstandes nach F i g. 2,F i g. 5 is a perspective view of the object according to FIG. 2,
F i g. 6 eine Aufsicht einer weiter abgewandelten Ausführungsform.F i g. 6 shows a top view of a further modified embodiment.
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 Brennergehäuse1 generally denotes a storage and loading device which, in the example shown in FIG. 1, consists of an inclined plane 3 receiving the rods 2. A vibrating device 4 causes the inclined plane to oscillate in the direction of the arrow A, which ensures that the bars are continuously replenished. The foremost rod 2 'comes to rest against a suitably designed stop 5, which is arranged so that the rod 2' rests on the end of the rod 2 "gripped by the feed rollers 6 and 7. The rod sinks according to the feed speed in the direction of arrow B 2 'and is finally gripped by the feed rollers like the previous bar 2 ". After the rods have passed through a guide 8, which is also provided with a cooling device 9, the rods get into the so-called perforated strip, which is in a burner housing
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. 10 is used and preferably from individual, strung together, the nozzle holder forming blocks 11 with precious metal nozzle inserts 12 is made. The ventilation openings through which the disruptive build-up of heat can be drawn off are denoted by 13.
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.The rod ends 2 '"which are in the melting process are transformed into a plastic one in the noble metal nozzles Glass sump 15 converted from bottom to top increasing viscosity, and at the point of At the highest temperature and lowest viscosity, the slender spinning tips 16 are formed, of which the fine threads 17 are pulled off by known means. To achieve the required high temperature 18 heating elements 19 are arranged in the burner or spinning chamber.
In F i g. 2 sind wesentliche Merkmale der Erfindung im vergrößerten Maßstab dargestellt. Man erkennt, daß in Bohrungen der HalterungsblöckchenIn Fig. 2 essential features of the invention are shown on an enlarged scale. One recognises, that in the holes of the mounting blocks
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.11 the nozzle inserts 12, which have the same diameter over a substantial part of their length and only have a section 20 of low conicity at their end, wherein a beaded edge 21 rests on the surface of the mounting blocks. The mounting blocks according to the invention only have such a length that the nozzle inserts substantially reduce their lower surface tower above. This results in a substantial saving in the material, which is also expensive, z. B. heat-resistant stainless steel, from which the mounting blocks are made, and on the other hand the desired special temperature distribution, according to which the temperature and thus the viscosity of the glass sump present in the precious metal insert is to decrease from bottom to top.
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.In the illustrated embodiment, the mounting blocks are equipped with flanges 22, which rest on the burner housing 10 and are equipped with vertical ventilation holes 13 are which, as shown in FIG. 1 can be seen in corresponding bores 14 in the burner housing 10 continue.
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.In a modified embodiment according to FIGS. 3 and 4, the ventilation openings in the mounting block are designed in such a way that special corresponding ventilation holes in the burner housing can be dispensed with. For this purpose, the invention provides for elongated slots 23 to be made in the mounting blocks. If one forms, as provided according to a further inventive idea and also in FIG. 3 shown, the precious metal inserts 12 so that they share at their ends in two outlet bores 24 α and 24 b , the shape of the slots 23 with a suitable arrangement allows the introduction of the special, widened nozzle shape at the same time.
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.F i g. 5 is a perspective view of a support block 11 according to FIG. 2 with the precious metal inserts 12 and the ventilation holes 13. Several such blocks lined up next to each other correspond to the perforated strip according to the main patent. It can be seen that the ventilation holes 13 are arranged slightly offset from one another. Another option for a sufficient and to ensure uniform ventilation in the spinning chamber 18 and still maintain the cross-sections of the nozzle holder not to weaken too much, shows the embodiment according to FIG. 6, where the axes of the Vent holes 13 in planes outside of the intended for the insertion of the noble metal nozzles Holes.
Claims (9)
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Cited By (1)
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1961
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