DE1696038B2 - Duesenkoerper zum ausziehen von faeden - Google Patents

Description

Durch die Ausbildung der mit den Stirnwänden verbundenen Anschlüsse in Form eines kopfstehenden Y oder T ergibt sich eine horizontal verlaufende und mit der mit der Stirnseite verbundenen Endseite jer Bodenwand zusammenfallende oder aber parallel verlaufende Äquipotentiallinie, die eine sehr gleichmäßig über die Endseite der Bodenwanc. und die benachbarten Teile der Stirn- und Sekenwände verteilte Einleitung der elektrischen Energie sichergestellt. Da die sowohl in dem mit der Bodenwand verbundenen Teil der Stirnseite als auch die Bodenwand selbst und d:2 mit der Bodenwand verbundenen Teile einoeleiteten Stromfäden alle von der genannten Äquipotentiallinie ausgehen, können selbst dann keine sogenannten kalten Ecken, d. h. von Stromfäden nicht durchflossen IeUe der Bodenwand bzw. der Stirn- und Seitenwände auftreten, wenn die Bodenwand zur Steigerung der Glasfaserproduktion gegenüber den bisher bekannten derartigen Vorrichtungen erheblich vergrößert ist und sich damit ihre Randbereiche entsprechend weit entfernt von dem zweiten Teil des elektrischen Anschlusses befinden, der in herkömmlicher Weise als vertikale und relativ dünne Platte ausgebildet ist. Durch diese Ausbildung der Anschlüsse ersibt sich eine relativ leichte und wenig aufwendige »5 Konstruktion, so daß der gesamte Düsenkörper durch diese zusätzliche Ausgestaltung der elektrischen Anschlüsse weder hinsichtlich seines Gewichtes noch seiner äußeren Abmessungen nennenswert vergrößert wird. 3«

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Düsenkörpers,

Fig.2a und 2b schematische Draufsichten auf zwei Düsenkörper nach dem Stand der Technik, aus welchen die auftretenden Probleme ersichtlich sind,

Fig.3 eine Stirnansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Düsenkörpers,

F i g. 4 eine Seitenansicht des in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels und

F i g. 5 eine Draufsicht auf das in F i g. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel.

Aus F i g. 1 ist eine schematische Darstellung eines Vorherdes zur Anlieferung von durch Wärme erweichtem Glas an eine diesem zugeordnete Anzahl von Düsenkörpern gezeigt. Das Glas wird in einen Schmelz- und Läuterungsofen 10 eingeführt, und zwar an dessen dem Anschluß des Vorherdes 12 entgegengesetztem Ende.

Der Boden jedes Düsenkörpers ist mit einem OH-nungen aufweisenden Element versehen, durch welches hindurch zu Fasern 20 verdünnte Glasströme abfließen. Ein aus diesen einzelnen Fasern 20 gebildeter Faden 22 wird auf eine Haspel 24 einer Spulvorrichtung 26 herkömmlicher Bauart aufgespult, wobei eine Spulvorrichtung für die Fasern jedes Dusenkörners vorgesehen ist.

Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel des neuen, hiernach beschriebenen Düsenkörpers Jeder Düsenkörper 18 umfaßt eine Bodenwand 48 mit durchlöcherten Spitzen oder Warzen 50, Seitenwände 40 und Stirnwände 41. Der Düsenkörper ist vorzugsweise aus einer Legierung aus Platin und Rhodium gebildet oder aus irgendeinem anderen Metall, das die Temperatur der Glasschmelze^ertra gen kann und korrosionsfest ist. Die Warzen oder senkrechten Spitzen 50 sind im wesentlichen rohrförmig und haben eine öffnung, durch f*™^ stromfaden 19 ausfließt Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel ist die von den Seitenwänden 40 und den Stirnwänden 41 des Düsenkörpers begrenzte Kammer vorzugsweise tiefer als breit, obwohl die.Anordnung der Beheizungsvorrichtung und/oder die Bauweise der Seitenwände im Hinblick auf eine Vergrößerung des Fassungsvermögens die Nützlichkeit des AufrShterhalteL eines besonderen Verhältnisses Breite Tiefe verringern können. In allen Fallen muß der Düsenkörper ein so großes Fassungsvermögen haben daß das Glas die gewünschte thermische Behandlung erfährt, nachdem es aus dem Kanal des Vorherdes ausgetreten ist und bevor es die Bodenwand 48 erreicht, über die Länge des oberen Bereiches der Kammer des Düsenkörpers erstreckt sich em Element 56 zum Aufheizen des in dieser Kammer vorhandenen Glases. Das Heizelement 56 ist vorzugsweise als Gitter oder als mit Löchern 58 versehener Streifen ausgebildet, der das Glas durchtreten laßt Das Gitter 56 kann über seine Aufgabe hinaus, das Glas zu erwärmen, um es aufzubereiten und um die von dem Vorherd kommenden ungewunschten Ungleichmäßigkeiten auszuräumen, ebenfalls dazu dienen, wahlweise verschiedene Bereiche oder Abschnitte des durch die Fadenerzeugungsvorrichtung 18 herabfließenden Glasstromes zu erwarmen, um somit die Viskosität derart zu erhöhen oder zu verringern, daß man knapp über der Bodenwand des Düsenkörpers einen im wesentlichengleichen Geschwindigkeitsgradienten erzielt. Das Gitter 56 kann ebenfalls dazu dienen, den Glasstrom in dem Dusenkörper mechanisch abzulenken, um gleiche gewünschte Geschwindigkeiten zu erzielen. Das Gitter 56 und die konvergierenden Seitenwande 40 wirken zusammen, um die in dem Düsenkörper bei dessen erster Füllung mit Glas enthaltene Luft in moglichsl ununterbrochener Weise abzuführen und somit die Gefahr einer Luftblasenbildung zu verhindern wie dies bei Düsenkörpern mit senkrechten oder divergierenden Seitenwänden der Fall ist. D»e konvergierenden Seitenwande 40 schließen jede Möglichkeit aus, daß ruhende Bereiche oder Massen von Glas während einer Zeitspanne übermäßig erhitzt werden und ungewünschte Eigenschaften annehmen Das Heizelement 56 ist zwar V-förmig ausgebildet dargestellt aber es handelt sich hier selbstverständlich nur um ein die Erfindung nicht beschränkendes Beispiel. Entsprechend den eingangs dargelegten neueren Entwicklungen ist der Auslaufkanal des Vorherdes eng im Vergleich zu der Breite der Flache der Bodenwand des Düsenkörpers und zur Bre.te der Durchtritte der bisher in den Düsenkorpera verwendeten Blöcken. Dadurch kommt es zu einer Erosion der die Seiten des Ausgangsdurchlasses des Vorherdes bildenden feuerfesten Stoffe, und zwar insbesondere entlang dessen unteren Randes. Diese und andere bereits erwähnte Schwierigkeiten werden mit dem neuen Düsenkörper dadurch ausgeräumt daß die Seitenwande und die Stirnwände des Dusenkor pers 18 eine obere öffnung begrenzen die im w sentlichen dieselben Ausmaße hat ™e der Ausgangs durchlaß des Vorherdes. Dank dieser Ausbildung ha jeder Düsenkörper eine gewisse thermische A« ic dank der die Charakterisüka des Glases un

nrn

Düsenkörper im wesentlichen unabhängig sind von den Charakteristika des in dem Vorherd befindlichen Glases. Dies erlaubt eine genaue Kontrolle der Eigenschaften des Glases in jedem Düsenkörper durch die hier dargestellten Mittel, und zwar unabhängig von den jeweils anderen Düsenkörpern.

Auf Grund des Aufbaus dieser neuen Düsenkörper, die eine relativ große Bodenwand und eine kleine obere öffnung aufweisen, die durch die konvergierenden Seitenwände 40 und die Stirnwände 41 begrenzt ist, wird die Verteilung der elektrischen Energie zum Aufheizen des Düsenkörpers schwierig. Dieses ist in F i g. 2 a und 2 b erläutert. Die zentralen elektrischen Anschlüsse eines kleinen, in Fig.2a dargestellten bekannten Düsenkörpers erzeugen einen Punktkoniakt, der die elektrische Energie so einleitet, daß die Ecken der Bodenwand kalt gegenüber dessen verbleibendem Teil bleiben. Da jedoch der Boden im Vergleich zu seiner Breite nicht sehr lang ist, sind die kalten Ecken relativ klein und haben nur geringen Einfluß auf die Gleichmäßigkeit der erzeugten Fasern oder Fäden. Wenn jedoch, wie in F i g. 2 b dargestellt, die Länge oder Breite des Bodens wesentlich erhöht wird, so sind diese kalten Ekken nicht langer zu vernachlässigen. Dieses Problem der kalten Ecken wird nun durch die besondere Art der bei der Erfindung benutzten elektrischen Anschlüsse gelöst.

Der in F i g. 3, 4 und 5 mit 60 bezeichnete elektrische Anschluß umfaßt einen der Stirnwand 41 benachbarten inneren Teil, welcher an diese angeschlossen ist, um eine Äquipotentiallinie aufzubauen, die parallel zu einer Geraden verläuft, welche definiert ist durch die Verbindung der Bodenwand mit den Stirnwänden. Dieser Anschluß weist die Form eines umgekehrten Y mit einem vertikalen Schenkel 61 und zwei unteren divergierenden Armen 62 und 63 auf. Die Enden der Arme 62 und 63 bilden voneinander beabstandete Kontaktpunkte auf den Stirnwänden 41, um zwischen sich die gewünschte Äquipotentiallinie zu begrenzen. Obwohl es in gewissen Fällen vorteilhaft sein kann, wenn die Arme 62 und 63 derart vollkommen divergieren, daß sie eine im wesentlichen horizontale Linie senkrecht zu dem Schenkel 61 bilden, also der Anschluß die Form eines kopfstehenden T aufweist, ist es im vorliegenden Fall bei dem dargestellten Düsenkörper vorzuzuziehen, das umgekehrte T so anzuordnen, daß eine geeignete Verteilung der elektrischen Energie in Richtung auf die Seitenwände 40 des Düsenkörpers und die Bodenwand 48 erzielt wird. Darüber hinaus kann es in manchen Fällen vorteilhaft sein, die Arme 62 und 63 bis zu den Rändern der Stirnwand 41 zu verlängern, um somit eine Äquipotentiallinie zu bilden, die sich quer über die gesamte Stirnwand 41 erstreckt. Jedoch ist es bei der in F i g. 3, 4 und 5 dargestellten Ausführungsform vorzuziehen, die Äquipotentiallinie etwas vor den Rändern der Stirnwand 41 zu beenden, und zwar wegen der Ausbildung der Ränder der Bodenwand, die derart ist, daß sich warme Punkte an den Schweißstellen und Abknikkungen der seitlichen Ränder des Bodens bilden könnten. Dies kann dadurch kompensiert werden, daß man die Arme 62 und 63 etwas vor den Rändern des in F i g. 3, 4 und 5 gezeigten Düsenkörpers mit einer zentralen Abstützung 67 aus feuerfestem Material zur Verhinderung eines mechanischen Absenkens der Bodenwand 48 und weil diese zentrale Abstützung 67 durch eine Umwälzleitung 68 gekühlt wird, ist es ferner vorzuziehen, daß die Arme 62 und

ίο 63 in dem gezeigten Winkel divergieren, um die thermische Abweichung zu kompensieren, die durch die Anordnung der mechanischen Abstützung 67 an der Bodenwand 48 erzeugt wird.

Die in F i g. 3, 4 und 5 dargestellte Bauweise ist besonders vorteilhaft wegen der Form des kopfstehenden T oder Y, die die notwendige elektrische Energie verteilt, um die Wandungen des Düsenkörpers korrekt zu beheizen, und auch vom mechanischen Standpunkt die stabilste Bauart darstellt. Ferner ist es möglich, den Anschluß 60 so auszubilden, daß zwei Platten 61 α und 61 b so nebeneinander angeordnet werden, daß ein vertikaler Schenkel 61 gebildet wird und daß die verbleibenden Teile dieser Platten 61 α und 61 b in entgegengesetzter Richtung umgebogen die Arme 62 und 63 bilden.

Der vertikale Schenkel 61 des Anschlusses 60 ist bei dem gezeigten, relativ tiefen Düsenkörper notwendig, um die gewünschte Verteilung der elektrischen Energie zu erzielen und um die Stirn- und Seitenwände zu beheizen. Vorteilhaft ist er nächst des mittleren Teiles des Heizgitters 56 angeordnet, um diesem den für die Bearbeitung des in dem Düsenkörper vorhandenen Glases notwendigen Strom zuzuführen. Auf diese Weise kann die Temperatur des in einem tiefen Düsenkörper befindlichen Glases höher getrieben werden als die Glastemperatur im Vorherd, jedoch darf diese Temperatur nicht die maximale Temperatur der Schmelze in dem Ofen 10 übersteigen, um ein »Wiederaufkochen« zu verhindem.

Ein weiteres Merkmal des in F i g. 3, 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiels besteht darin, daß der vertikale Schenkel und die Arme des Anschlusses mit der kopfstehenden Y-Form von der Stirnwand über eine vorbestimmte Länge, ausgehend von der Verbindungsstelle zwischen dem Schenkel und den Armen, isoliert sein können, um eine gewünschte Verteilung der elektrischen Energie in der Stirnwand zu erzielen. Dies wird, wie in F i g. 4 und 5 ersichtlich, dadurch erzielt, daß am inneren Teil des Anschlusses 60 im Bereich der Verbindungsstelle zwischen den Armen und dem vertikalen Schenkel 61 ein Ausschnitt 65 vorgesehen wird. Der Ausschnitt 65 isoliert die Stirnwand des Düsenkörpers in diesem Kreuzungsbereich derart, daß der Anschluß 60 eine unterschiedliche Verteilung der elektrischen Energie vornehmen kann. Diese Verteilung kann in dem vertikalen Schenkel 61 und in jedem der Arme 62 und 63 gegenüber dem gesamten Düsenkörper verändert

werden, indem der Ausschnitt 65 in einer gewünschten Richtung vergrößert wird.

Hierzu !BlattZeichnungen

Claims (5)

1 2 in der Bodenwand als auch in den unteren Teilen der Patentansprüche: Seitenwände eine ungleichmäßige Stromverteilung der über die Anschlüsse eingeleiteten elektrischen

1. Düsenkörper mit einer Bodenwand mit Öff- Energie, so daß in diesen Bereichen sich sogenannte nungen zum Ausziehen von Fäden, mit von der 5 kalte Ecken ausbilden, die zu einer unerwünschten Bodenwand sich nach oben erstreckenden Stirn- Abkühlung der Glasschmelze in diesen Bereichen und Seitenwänden sowie mit an jeder Stirnwand führen. Das gleiche Problem tritt — wenn auch nicht angeordneten Anschlüssen zur Einleitung elektri- so stark — bereits auch bei mit geraden, also weder scher Energie in den Düsenkörper zu seiner Be- konvergierenden noch divergierenden, Wänden verheizung, dadurch gekennzeichnet, daß io sehenen, dann rechteckigen Düsenkörpem auf.

die Anschlüsse (60) in Form eines kopfstehenden Bei einem aus der USA.-Patentschrift 3 013 096 Y oder T auf deE Stirnwänden (41) aufgebracht bekannten Düsenkörper sind die elektrischen Ansind. Schlüsse durch mit den Stirnwänden verbundene ver-

2. Düsenkörper nach Anspruch 1, mit einer tikal angeordnete Platten gebildet, deren Schmalsei-Vorrichtung zur Konditionierung der Schmelze 15 ten in unmittelbarem elektrischem Kontakt mit den im oberen Teil des Düsenkörpers, dadurch ge- Stirnseiten stehen. Die auf diese Weise zur ausreikennzeichnet, daß der vertikale Schenkel (61) der chenden Erhitzung der Glasschmelze beheizten Dü-Anschlüsse (60) nahe bei dieser Konditionie- scnkörper haben die Form eines sich nach unten verrungsvorrichtung (56) angeordnet ist und ihr jungenden Trapezes, so daß also die Fläche der Boelektrische Energie zuführt. 20 denwand kleiner ist als die übrigen Querschnittsflä-

3. Düsenkörper nach Anspruch 1 oder 2, da- chen über der Bodenwand. Um die jeweils in die durch gekennzeichnet, daß der vertikale Schenkel Stirnwände des Düsenkörpers eingeleitete elektrische (61) und die Arme (62, 63) des kopfstehenden Y Energie in bestimmter Weise auf die Wände bzw. oder T über eine bestimmte Länge, ausgehend eine sich innerhalb des Düsenkörpers noch befinvon der Verbindungsstelle des Schenkels und der 25 dende Scheidewand zu verteilen, verdickt sich die Arme, eine Isolierung (65) gegenüber der Stirn- vertikale Platte des Stromanschlusses nach unten in wand (41) aufweisen. Richtung auf die Bodenwand, wobei durch wahl-

4. Düsenkörper nach Anspruch 3, dadurch ge- weise und in der Höhe verschiedene Anordnung kennzeichnet, daß die Anschlüsse (60) einen einer Stromanschlußschiene an dieser vertikalen einen Kontakt mit der Stirnwand (41) vermeiden- 30 Platte die Stromverteilung über die vertikale Platte den Ausschnitt zur Erzielung der Isolierung (65) selbst und damit auch über die Stirnseite bzw. die aufweist. mit dieser verbundenen Bodenwand und Zwischen-

5. Düsenkörper nach mindestens einem der wand einstellbar ist. Damit insbesondere die Boden-Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wand besonders stark aufgeheizt wird, ist mit der die Anschlüsse (60) aus zwei Platten (61 a, 61 b) 35 vertikalen Platte der Stromanschlüsse jeweils eine gebildet sind, welche über eine bestimmte Länge weitere dreieckförmige Platte verbunden, deren zur Ausbildung des vertikalen Schenkels (61) an- Grundseite an der mit der Stirnseite verbundenen einanderliegen und über den Rest ihrer Länge Endkante der Bodenwand angeschweißt ist und dedivergieren, um die Arme (62, 63) des kopfste- ren der Grundseite gegenüberliegende Spitze mit henden Y oder T zu bilden. 40 Hilfe eines Schlitzes in der dreieckförmigen Platte an

der vertikalen Platte der Stromzuleitung verbunden ist. Durch diese eine elektrische Parallelschaltung für

den in die Stirnwand eingeleiteten Strom darstellende

elektrische Platte erhält speziell die Bodenwand des

45 Düsenkörpers einen größeren elektrischen Strom als

Die Erfindung bezieht sich auf einen Düsenkörper wenn der Strom an die Bodenwand allein über die

der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Stirnseite gelangen müßte. Die Bodenwand wird da-

Art, wie er mit einer älteren, als deutsche Offenle- her bevorzugt mit elektrischer Energie versorgt und

gungsschrift 1 696 071 veröffentlichten Patentanmel- damit auch bevorzugt aufgeheizt, so daß die Tempe-

dung vorgeschlagen wurde. 50 ratur der Bodenwand höher liegt als die Temperatur

Zum Ausziehen von Fäden aus Glasschmelzen bis- der sich über der Bodenwand befindenden Glasher benutzte Düsenkörper sind meist nach unten schmelze. Auf diese Weise wird die bei dem bekannkonvergierend ausgebildet, so daß also die die off- ten Düsenkörper sichergestellt, daß die in der Bodennungen tragende Bodenwand eine kleinere Fläche wand vorgesehenen Düsen bzw. Ausflußöffnungen aufweist, als die weiter oben liegenden Querschnitts- 55 nicht durch erkaltende Teile der Glasschmelze verflachen des Düsenkörpers. Diese Düsenkörper wer- stopft werden können.

den über an ihren Stirnwänden angebrachte An- Aufgabe der im Patentanspruch 1 gekennzeichneschlüsse mit elektrischer Energie versorgt, so daß die ten Erfindung ist es, einen neuen Düsenkörper der Wandungen des Düsenkörpers unmittelbar als elek- eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem in kontrische Heizflächen dienen. Mit der obengenannten 60 struktiv einfacher Weise die elektrische Energie so-Patentanmeldung wurde nun vorgeschlagen, zur Ver- wohl in die Bodenwand als auch die mit der Bodengrößerung der Anzahl der Öffnungen und damit zur wand benachbarten Teile der Stirn- und Seitenwände Erhöhung der Produktion die Fläche der Bodenwand so einleitbar ist, daß sich selbst dann keine sogederartiger Düsenkörper zu vergrößern, so daß sich nannten kalten Ecken in dem mit der Glasschmelze jetzt ein nach unten divergierender trapezförmiger 65 gefüllten Behälter ergeben können, wenn zur Erhö-Düsenkörper ergibt. Durch diese relativ große Bo- hung der Produktion von Glasfasern die mit den öffdenfläche gegenüber den höherliegenden Quer- nungen versehene Bodenwand möglichst groß geschnittsflächen des Düsenkörpers ergibt sich sowohl macht wird.