Verfahren zum Spinnen von Glas aus Stäben Bei einem bekannten und vielfach angewendeten Verfahren zum Spinnen von Fäden aus Glas werden Glasstäbe an ihren Enden erweicht, bis sich ein einen Faden nach sich ziehender Tropfen flüssigen Glases bildet, der je nach Art des daraus herzustellenden Produktes weiter verarbeitet wird.
Es ist auch bekannt, die Einzelfäden aus Glas dadurch zu erzeugen, dass man aus den im Boden eines eine flüssige Glasmasse bereithaltenden Schmelz oder Vörratsbehälters angeordneten Düsen Fäden abzieht.
Bei beiden Verfahren wird der so gebildete Fa den auf bekannte Weise auf die gewünschte Stärke ausgezogen und aufgespult oder sonstwie weiter ver arbeitet.
Das sogenannte Stabverfahren hat den Vorteil, dass der angelieferte Rohstoff in Form genau tole rierter Glasstäbe mit grosser Sicherheit auch zu Fäden gleicher Stärke führt. Als Nachteil dieses Verfahrens gilt, dass die mit zunehmendem Abschmelzen sich verkürzenden und automatisch nachgeschobenen Stäbe nach Verbrauch gegen neue Stäbe ausgetauscht werden müssen, wobei nicht nur die Maschine ab gestellt werden muss, sondern wobei auch, bedingt durch Einspannlänge und, andere bauliche Gegeben heiten, ein erheblicher, nicht verwertbarer Stabrest übrigbleibt.
Vorrichtungen normaler Bauart ver arbeiten mindestens hundert Stäbe gleichzeitig, so dass das Auswechseln eine erhebliche Zeit beansprucht und der zurückbleibende Stababfall einen ins Gewicht fallenden Prozentsatz des verarbeiteten Rohstoffes ausmacht.
Um den Abfall der Stabenden zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, die der Maschine neu zugeführten Stäbe mit den bereits in der Maschine befindlichen zu verschweissen. Dieser Vorschlag fand keinen Eingang in die Praxis, da die Schweissstellen nicht entspannt werden konnten und die meisten Stäbe beim Weitertransport an der Schweissstelle zer brachen, was zu längerem Produktionsausfall führte.
Das sogenannte Düsenverfahren hat den Vor teil, dass es den fortlaufenden Abzug von Fäden ermöglicht. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass es nicht mit Sicherheit zu Fäden von in sich und untereinander stets gleicher Stärke führt. Dies zunächst deshalb, weil das im heissen Zustand be findliche und mit hoher Geschwindigkeit abgezogene flüssige Glas nach verhältnismässig kurzer Zeit be reits zu Erweiterungen der Düsenöffnungen führt.
Es ist ausserdem schwierig, über die gesamte mit Düsenöffnungen versehene Fläche eine gleichmässige Temperatur und, falls mit Druck gearbeitet wird, auch einen gleichmässigen Druck zu erzeugen. Da in der Regel die Abzuggeschwindigkeit gegeben ist, führen Düsenerweiterungen, Temperatur- und Druck schwankungen zu ungleich starken Fäden. Es ist fer ner zu bedenken, dass der Düsenboden des Schmelz- behälters aus einem hochhitzebeständigen. Material bestehen muss, wofür praktisch nur das seltene und teure Platin in Frage kommt.
Da dieser Boden des Verschleisses wegen häufig ausgewechselt werden muss, ist das Verfahren teuer und umständlich.
Die Erfindung überwindet die vorbeschriebenen Nachteile beider Verfahren und vereinigt in sich deren Vorteile. Sie hat demnach ein Verfahren zum Ziel, das bei der Möglichkeit genauer Dosierung des den einzelnen Faden bildenden Rohstoffes das voll automatische und kontinuierliche Abspinnen von Glas gewährleistet, bei dem und Material eingespart wird, und bei dem die zur Erwärmung der Abspinnstelle benötigte Energie vollkommen aus genutzt wird.,
da diese nicht wie bisher während des Stillstandes der Einrichtung ungenutzt abstrahlt. Gemäss der Erfindung werden die Stäbe fort laufend einer Vorrats- und Beschickungseinrichtung entnommen und zwangsweise und kontinuierlich lose aufeinanderstehend einer beheizten Lochleiste zu- geführt, in der die Stabenden in eine die Bohrungen ausfüllende plastische Glasmasse übergeführt werden,
in die zwecks homogener Verschmelzung die Enden der nachfolgenden Stäbe eingetaucht werden, und aus der ein Faden oder ein plastischer Vorstab ab gezogen wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. In den Zeichnungen sind zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtungen stark verein facht und schematisch dargestellt, und das Ver fahren gemäss der Erfindung ist anhand derselben nachfolgend beispielsweise beschrieben.
Es stellen dar: Fig. 1 das erste Beispiel im Längsschnitt und in verkleinertem Massstab, Fig. 2 das zweite Beispiel in verkleinertem Mass stab, Fig. 3 eine Schnittansicht einer Ausführungs variante der Lochleiste, welche sowohl im Vorrich- tungsbeispiel nach der Fig. 1 als auch in demjenigen nach der Fig. 2 verwendet werden kann,
Fig.4 einen Schnitt senkrecht zur Schnittebene der Fig. 1 und 2 durch einen Teil einer anderen Ausführungsvariante der Lochleiste, Fig. 5 einen Schnitt durch einen Teil einer wei teren Ausführungsvariante der Lochleiste.
Mit 1 ist allgemein eine Vorrats- und Beschik- kungseinrichtung bezeichnet, die bei dem in der Fig. 1 dargestellten Beispiel aus einer die Stäbe 2 auf nehmenden schiefen Ebene 3 besteht. Diese kann, wie durch den Doppelpfeil A angedeutet ist, bei spielsweise mittels eines Exzenters 4, in eine Rüttel bewegung versetzt werden, die zum stetigen Nach schub der Stäbe dient. Der jeweils vorderste Stab 2' kommt gegen einen geeignet ausgebildeten Anschlag 5 zu liegen, der so eingestellt ist, dass der Stab 2' lose auf den unter ihm befindlichen und bereits in der richtigen Vorschublage stehenden Stab 2" auf steht.
Beim weiteren Nachsinken wird der Stab von einer allgemein mit 6 bezeichneten Vorschubeinrich- tung ergriffen und gegebenenfalls unter leichtem Druck in Richtung des, Pfeiles B befördert. Bei dem gezeichneten Beispiel besteht die Vorschubeinrich- tung aus zwei kontinuierlich angetriebenen Walzen, Rollen oder Scheiben<I>7a, 7b.</I>
Der Stab gelangt schliesslich in eine sogenannte Lochleiste 8, die im Gestell der Vorrichtung befestigt ist, indem sie z. B. in einer Trägerleiste .aus Scha motte oder dergleichen 9 ruht.
Der Stab kann vorher, falls erforderlich, durch eine allgemein mit 10 bezeichnete Kühleinrichtung, die z. B. aus einer Führung 11 mit Wasserkanal 12 besteht, geführt werden. In der Lochleiste 8 werden die vorher nur lose und unverbunden aufeinander stehenden Stabenden derart miteinander verschmolzen, dass auf später noch zu beschreibende Weise der nachfolgende Stab in den lediglich im plastischen Zustand befindlichen Rest 13 des vorhergehenden Stabes eingetaucht wird. Es wird als wesentlich angesehen, dass das in den Bohrungen 14 der Leiste 8 und zum Abziehen eines Fadens oder Vorstab verwendete Glas 13 stets nur in einem plastischen Zustand gehalten wird.
Hierzu kann die Lochleiste 8 so mit Wärme energie versehen werden, dass über ihren Querschnitt die Temperatur vom Locheingang 15 bis zum Aus gang 16 ansteigt.
Eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Die Vorrats- und Beschik- kungseinrichtung, die die in Vorrat gehaltenen Glas stäbe 2 aufnimmt, besteht hier aus einem inter- mittierend oder kontinuierlich angetriebenen Trans portband 17, das die Stäbe aus einem Trichter oder dergleichen 18 entnimmt und sie in horizontaler Lage auf eine geneigte Gleitbahn 19 bringt, auf der sie vertikal gestellt werden, so dass jeweils ein Stab 2' lose auf dem vorhergehenden Stab 2" aufsteht.
Die Vorschubeinrichtung, die wie beim Beispiel nach Fig. 1 aus Rollen oder Walzen bestehen kann, die hier aber aus Transportbändern 20, ein- oder beidseitig angeordnet, besteht, bringt den Stab in die für ihn bestimmte Bohrung in der Lochleiste 8, in der der Stab 2" die Verbindung mit dem lediglich in den plastsichen Zustand überführten Rest des vorhergehenden Stabes eingeht, aus welcher plasti schen Masse, gefördert durch den leichten Druck des Stabes 2", bei diesem Beispiel ein sogena.nntzr Vorstab 21 geformt wird. Je nach der Stärke des von dem Vorstab abzuziehenden Fadens wird der Durchmesser des Vorstabes gewählt.
Sollen besonders feine Fäden abgezogen werden, wird demnach der Durchmesser der Stäbe entsprech,nd schwächer ge wählt.
Auch bei dieser Ausführungsform ist es wesent lich, dass das in den Bohrungen der Leiste stehende Glas nur in einem plastischen Zustand gehalten wird. Es ist auf verschiedene Weise möglich, hierzu die Lochleiste 8 so mit Wärmeenergie zu speisen, dass über ihren Querschnitt die Temperatur vom Loch eingang zum -aasgang ansteigt. So kann z. B. die Lochleiste von einer eng anliegenden Heizspule um geben sein, die verschiedene, mittels Vorschaltwider- stand regelbare Zweige aufweist.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Quer schnitt der Lochleiste so zu bemessen, dass sich die gewünschte, nach unten zur Fadenabspinn- oder Vorstabaustrittsstelle hin ansteigende Temperatur verteilung bei gleichmässiger Beheizung von selbst ergibt. Eine nach diesem Prinzip gestaltete Loch leiste ist in der Fig. 3 in Schnittansicht dargestellt. Diese Lochleiste kann einstückig sein oder aus zwei oder mehr aneinandergereihten Blöcken bestehen. Man sieht, dass der zu beheizende Querschnitt bei 22 grösser als bei 23 ist.
In Fig. 3 ist mit 24 der Flansch der Lochleiste und mit 25 sind deren Bohrungen bezeichnet.
Es ist ferner möglich, im Abstand ein- oder zweckmässig beidseitig der Leiste 8 eine Heizeinrich tung vorzusehen, deren Abstand so geregelt werden kann, dass die die Leiste erfassende Strahlungswärme nach oben zu in gewünschter Weise abnimmt. Diese Ausbildung ist dann zweckmässig, wenn, wie beim Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach Fig. 1, die austretende Glasmasse direkt zu einem Faden ausgezogen werden soll.
Es ist dann nämlich auf einfache Weise mittels einer einzigen Heizeinrichtung möglich, dass die finit 26 bezeichnete Abspinnstelle eine so hohe Temperatur hat, dass das Glas die zum Abziehen des Fadens a erforderliche flüssige Be schaffenheit erhält, während der Stabrest 13 in der Bohrung 14 in lediglich plastischem Zustand be findlich sein soll.
Selbstverständlich muss zur Erzielung eines wir kungsgleichen Effektes die Lochleiste 8 nicht not wendig die in Fig. 3 dargestellte Querschnittsform aufweisen, sondern es lassen sich auch andere For men, beispielsweise ein nach unten stufenweise ab nehmender Querschnitt denken. Der Eingangsdurch- messer der Bohrungen 15 der Lochleiste ist nur ge ringfügig grösser als der Durchmesser der angeliefer ten Stäbe 2.
Dadurch wird erreicht, dass im Verein mit der vorbeschriebenen allmählichen Temperatur abnahme zum Locheingang hin der nachfolgende Stab nicht abschmilzt, sondern tatsächlich in dem plastischen Glassumpf, der aus dem vorhergehenden Stab gebildet wird, eintaucht. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass unter Berücksichtigung der Tat sache, dass das in der Öffnung 14 befindliche Glas nicht im flüssigen, sondern bewusst nur im plastischen Zustand gehalten wird, eine wirkliche homogene Verbindung zwischen dem vorhergehenden und dem nachfolgenden Stab einwandfrei erzielt werden kann, so dass, wenn diese Stelle durch den Lochleisten ausgang passiert, kein Fadenbruch vorkommt.
Die Bohrungen der Lochleiste können, wie in Fig. 3 dargestellt, eine ,gering konisch verlaufende Form besitzen. Sie können jedoch ebenso gut zylin drisch ausgebildet sein oder derart, wie in Fig. 1 ge zeigt, dass ein zylindrischer Teil in einen konischen Teil übergeht.
In Fig. 4 ist eine Alternativform einer Lochleiste oder eines Blockes derselben dargestellt. Die Leiste 27 weist hier zylindrische Bohrungen 28 auf, die sich in zwei oder mehrere zylindrische oder, wie in der Fig.4 dargestellt ist, konische Bohrungen 29 fort setzen. Dies gibt die Möglichkeit, von jeweils einem angelieferten Stab gleichzeitig zwei Fäden abzuziehen, wodurch das kontinuierliche Spinnverfahren noch ergiebiger gestaltet wird.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine Lochleiste, wie sie bei einer Vorrichtung nach Fig. 2 zur Ver wendung kommt, aus deren Bohrungen zunächst Vor- stäbe 21 austreten und abgezogen werden, deren Erden dann zu Fäden a ausgezogen werden. Der linke Teil der Fig. 5 zeigt eine rein konische Boh rung 30, der rechte Teil eine zylindrische im letzten Drittel in einen konischen Teil übergehende Boh rung 31.
Man erkennt, wie das Stabende des Stabes 2" in den plastischen Sumpf 32 des vorhergehenden Stabes eintaucht, aus welchem Sumpf der Vorstab abgezogen wird.
Für die direkte oder indirekte Beheizung der Lochleiste 8 bzw. des plastischen Glasgutes 13 oder 32 und der Abspinnstelle 22 bzw. Austrittsstelle der Vorstäbe lassen sich die verschiedensten Heizeinrich- tungen verwenden. In Fig. 1 ist eine in die Träger leiste 9 eingesetzte Heizeinrichtung aus Stäben 33 und 34 dargestellt; aber ebenso gut lassen sich auch andere gleichwirkende Einrichtungen, z. B. Heiz- wendeln, denken.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Lochleiste induktiv erwärmt, wie durch das Dreiphasenstromnetz 35 schematisch veranschau licht. Der aus den Bohrungen 30 bzw. 31 (Fig. 5) austretende Vorstab 21 wird dann mittels einer weite ren geeigneten Heizeinrichtung an geeigneter Stelle auf die zum Ausziehen der Fäden erforderliche höhere Temperatur gebracht.
Hierzu dient beispielsweise ein Gasbrenner 36, aber selbstverständlich sind für die Durchführung des Verfahrens auch andere Heiz- einrichtungen, beispielsweise Heizstäbe nach Fig. 1 oder dergleichen brauchbar.
Die Lochleiste kann aus einem einzigen Stück bestehen, und dies wird die direkte Beheizung er leichtern. Sie kann aber auch in mehrere Einzel- blöckchen gleicher Grösse unterteilt sein. Diese Aus bildungsform ist insofern vorteilhaft, als sie das Rei nigen oder Auswechseln beschädigter Teile erleich tert. Hinzu kommt, dass die Unterteilung in Einzel- blöckchen die Einhaltung der genauen Lochteilung begünstigt.
Es ist nämlich so, dass die angelieferten Stäbe 2" im kalten Zustand im genauen Seiten abstand voneinander zugeführt werden, während die Lochleiste, in deren Öffnungen sie eintauchen, sich im heissen Zustand befindet, worauf bei Herstellung der Lochleiste bezüglich der Anbringung der Bohrungen Bedacht genommen werden muss.
Beträgt also bei spielsweise der Seitenabstand der zugeführten Stäbe 10 mm, so müssen die Bohrungen der Lochleiste mit 9,8 mm Teilung gebohrt werden,, damit sie nach Er wärmung der Leiste und Ausdehnung derselben den verlangten Abstand. von 10 mm aufweisen. Teilungs fehler, die sowohl bei der Herstellung als auch wäh rend des Betriebes z.
B. durch ungleichen Quer schnitt des Heizmaterials oder Düsenverstopfungen der Brenner auftreten können, lassen sich bei Ein zelblöckchen leichter ausgleichen, während bei einer einzigen durchgehenden Leiste wegen der Summie- rung der Teilungsfehler Schwierigkeiten auftreten können.
Die Lochleiste kann irgendwie zweckmässig in der Vorrichtung aufgenommen und befestigt sein. Bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh- rungsbeispielen weist sie Flansche 24 auf, die auf einer aus Schamotte oder dergleichen bestehenden, Durchtritt für die Heizeinrichtung und Luft auf weisenden Ummantelung aufliegen.
Durch das beschriebene Verfahren und- mit einer der beschriebenen Vorrichtungen zur Durchführung derselben lassen sich unter anderem folgende Vor teile erzielen: 1. Die kontinuierliche Speisung mit dem aus Stäben bestehenden Rohstoff ermöglicht das kon tinuierliche Abspinnen und lässt den Zwang, neue Stäbe gegen alte Stabreste auszutauschen, wegfallen. Dies bedeutet eine erhebliche Einsparung an Arbeits kraft, -zeit und -material.
2. Dort, wo die Glasmasse in direkter Berührung mit Teilen der Vorrichtung steht, wird sie nur auf eine Erweichungstemperatur gebracht, die gerade hoch genug ist, um sie aus der Mündungsöffnung austreten zu lassen, die aber anderseits noch die Mög lichkeit eröffnet, für die Vorrichtungsteile ein Mate rial zu verwenden, das nicht so hoch hitzebeständig wie das teure Platin zu sein braucht.
3. Die hohen Temperaturen werden an die Stel len verlegt, wo die Glasmasse nicht in direkter Be rührung mit Teilen der Vorrichtung steht und wo die ständige Abfuhr der Wärme durch die um gebende Luft gewährleistet ist. Wegen der relativ grossen Mündungsöffnungen ist ein Verstopfen der selben nicht zu befürchten.
4. Da die Temperaturen nicht so hoch sind, dass die ganze Glasmasse dauernd in flüssigem Zustand gehalten werden muss, ist der Energieaufwand gerin ger und das gefährliche Entglasen nicht zu befürchten.
5. Das die erweichte Glasmasse enthaltende Teil kann in eine Vielzahl kleinerer Untereinheiten unter teilt werden, wodurch Kühlung. Reinigung und Aus tausch erleichtert werden.
6. Das Zuführen von einzelnen Stäben gibt die Möglichkeit, die die Abspinnstellen beliefernde Glas masse stets genau zu dosieren und damit den Faden durchmesser genauestens einzuhalten.