Verfahren zur Herstellung von Fäden und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Es sind bereits Vorschläge zur Bildung von feinen Glasfäden bekannt, nach welchen man einen Strom geschmolzenen Glases in eine sich drehende Zentri fuge speist, welche an ihrem Umfang strombildende Mittel, z. B. Öffnungen, aufweist, wobei die Zentri fuge sich mit einer solchen Geschwindigkeit dreht, dass aus deren Umfang Glasströme austreten, und diese Ströme entweder allein durch die Zentrifugal kraft oder durch zusätzliche Mittel, z B. durch Gas ströme hoher kinetischer Energie, zu feinen Fäden gezogen werden.
In solchen Vorrichtungen ist es erwünscht, mö glichst viel Öffnungen in der Seitenwand der Zentri fuge vorzusehen, damit in der Zeiteinheit eine mö glichst grosse Menge von Glasfäden produziert wer den kann. Wenn z. B. in einer Zentrifuge 2500 Öffnungen vorhanden sind, aus denen Glasströme austreten und zu Fäden von etwa 6 #L Durchmesser gezogen werden können, ist die Leistung der Vor richtung durch die Glasmenge gegeben, welche aus diesen 2500 Öffnungen austritt. Wenn man also eine Zentrifuge bauen könnte, die z. B. 6000 Öffnungen aufweist, könnte die Menge der erzeugten Fäden mehr als verdoppelt werden.
Es wurde auch vorgeschlagen, Zentrifugen von grösserem Durchmesser zu bauen, in denen tatsäch lich mehr Löcher angebracht werden können. In der Praxis hat sich aber gezeigt, dass die Grösse der Zentrifuge durch die Hilfseinrichtungen, die ebenfalls grösser gebaut werden müssen, und durch die anzu wendende Drehleistung usw. begrenzt ist. Es wurde auch vorgeschlagen, die Seitenwand der Zentrifuge in axialer Richtung zu verlängern, so dass darin mehr Löcher gebohrt werden können, ohne den Durch messer der Zentrifuge zu vergrössern. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung eines derartigen Vorschlages.
Um ein gleichmässiges Austreten der fadenbil denden Ströme aus den Öffnungen in der Seitenwand einer rotierenden Zentrifuge zu gewährleisten, ist es nötig, das geschmolzene Glas auf der inneren Ober fläche der Seitenwand der Zentrifuge gleichmässig zu verteilen,. d. h. das Glas muss rundherum und axial der Wand entlang zu allen Öffnungen geführt werden.
Allein das Einleiten eines Glasstromes auf den Boden einer napfförmigen Zentrifuge ergibt keine gleich- mässige axiale Verteilung des geschmolzenen Glases zu den Öffnungen. Die in der Nähe des Bodens ange ordneten Öffnungen erhalten ein Übermass an Glas, und der durch die Zentrifugalkraft erzeugte Guss kopf ist zu gross, während die weiter oben ange ordneten Öffnungen ungenügend gespeist werden, und der Gusskopf ist bei diesen Öffnungen. zu klein.
Es wurden schon verschiedene Vorschläge zur gleichmässigen Verteilung eines oder mehrerer Glas ströme .auf .der Oberfläche der Zentrifuge, sowohl auf ihrem ganzen Umfang als auch vertikal, gemacht. Solche Vorschläge umfassen Luftstrahlen, rotierende perforierte Körbe, Rosetten und andere Einrichtun gen. Alle diese Vorschläge versagen aber, wenn es sich darum handelt, das Glas in axialer Richtung sehr weit zu verteilen, weil die axialen Masse zu gross sind.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von Fäden aus in der Wärme erweichen dem Material, z. B. aus Glas, bei welchem aus einem Speisebehälter ein Strom geschmolzenen Materials.
in das Innere einer rotierenden hohlen Spinnvorrichtung fliesst, wo das Material seine Bewegungsrichtung ändert und sich an der Innenwand der Spinnvorrich tung ansammelt und von dort, infolge der Zentrifugal kraft, durch Öffnungen in der rotierenden Wand in langgestreckter Form austritt. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Bewegungs richtung durch direkte Einwirkung einer Seitenkraft auf den Strom bewirkt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfah rens enthält eine Zentrifuge mit hohlem Innenraum und einer zylindrischen Seitenwand, in welcher eine Mehrzahl von axial voneinander getrennten, im Umkreis angeordneten Reihen von Öffnungen ange ordnet ist, und ist gekennzeichnet durch eine die Zentrifuge haltende rotierbare Hohlwelle, durch Mit tel zum Rotieren der Hohlwelle, durch Mittel zum Speisen mindestens eines Stromes geschmolzenen Materials in das Innere der Zentrifuge, sowie durch Mittel im Innern der Zentrifuge zur Verteilung des Materialstromes auf die Wand der Zentrifuge.
Die Erfindung wird anhand der Zeuchnungen ausführlicher erläutert.
Fig. 1 ist eine verkleinerte Ansicht, teils im Schnitt, eines Teils einer fabriksmässigen Anlage zur Herstellung von Fäden, die ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung enthält;
Fig. 2 zeigt einen Teil einer erfindungsgemässen Vorrichtung im vertikalen Schnitt, mit einigen dazu gehörigen Hilfsvorrichtungen, und Fig. 3 zeigt in ähnlicher Weise wie Fig. 2 einen Teil eines anderen Ausführungsbeispiels der erfin- dungsgemässen Vorrichtung.
Im allgemeinen enthält eine erfindungsgemässe Vorrichtung eine drehbare Hohlwelle 10, die drehbar im Rahmen 11 montiert ist, mit einem (nicht gezeich neten) Antriebsmotor, welcher Rahmen seinerseits auf einem Wagen 12 befestigt ist, der unter eine Glassehmelzvorrichtung, angedeutet mit 13, gescho ben werden kann.
Der Rahmen 11 trägt das Brenner- C, 14, das seinerseits wiederum das Gebläse P a häuse 15 und das Schutzblech 16 trägt. Beim dar <B>-</B> gestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäs sen Vorrichtung werden aus den Speiseöffnungen 19 der Glasschmelzvorrichtung 13 zwei Glasströme 17 und 18 gespeist,
welche durch das hohle Innere der Welle 10 in das Innere der Zentrifuge 20 fliessen. Die Zentrifuge 20 hat eine praktisch zylindrische Seitenwand 21, in welcher eine grosse Anzahl von kleinen Öffnungen 22 (Fig. 1) gebohrt oder ander weitig gebildet sind. Jede Öffnung 22 dient dazu, einen Strom 23 aus Glas oder einem anderen faden bildenden zentrifugierten Stoff zu bilden. Die Ströme 23 werden durch die Zentrifugalkraft axial nach aussen in das sich abwärts bewegende Gas, z. B Dampf, Verbrennungsprodukte, warme Luft, gerich tet, das aus der nach unten gerichteten ringförmigen Kehle 24 des Gebläses 15 stammt.
Die aus dem Gebläse 15 stammenden Gasströme ziehen die Ströme 23 zu feinen Fäden aus, die sich in Gestalt eines hohlen Schleiers 25 im Innern des Schutzbleches 16 nach abwärts in die sich nach oben erstreckende Haube 26 bewegen. Durch den Boden der Haube 26 und durch das Kopfende der Saug kammer 28 läuft eine Kette oder ein anderes Öffen- netziges Förderband 27. Das Förderband 27 läuft auf der einen Seite unter der Seitenwand aus der Haube 26 und dient dazu, einen Filz 29 aus den feinen Fasern zu sammeln, der, wie in Fig. 1 gezeigt, in eine praktisch scheibenartige Form gepresst wird.
Im Innern der Hohlwelle 10 (Fig. 2) ist ein klei ner ringförmiger Brenner 30 angeordnet, um die Zentrifuge 20 bei Betriebsbeginn vorzuwärmen und nötigenfalls zusätzliche Wärme in deren Inneres zu führen, damit das von den Strömen 17 und 18 gehe ferte Glas die zur Fadenziehung benötigte Tempera tur und Viskosität beibehält.
Im Innern der Hohlwelle 10 befindet sich auch der durch die Wasserleitung 32 gespeiste Wasser mantel 31, der dazu dient, die Lager, den Motor und die anderen, nicht gezeichneten Teile vor der Wärme des geschmolzenen Glases der Ströme 17 und 18 zu schützen. Das Brennergehäuse 14 enthält die in Fig. 2 teilweise abgebildete Mischkammer 33 und die ringförmige Brennermündung, die aus der abgestuften Brennerplatte 34 und den Flammringen 35 und 36 besteht, welche die Wärme von der Brennerplatte 34 nach unten auf die Seitenwand 21 der Zentrifuge 20 richten.
In dem in Fig. 2 abgebildeten Ausführungsbei spiel wird das Glas auf die innere Oberfläche der Seitenwand 21 der Zentrifuge 20 durch den korbarti gen Verteiler 37 verteilt, der in zwei Flächen aufge teilt, ist, deren jede Glas aus einem der Ströme 17 und 18 erhält. Der Verteiler 37 hat eine kegelstumpf- förmige Wandung 38, die durch die ringförmige Scheibe 39 axial in zwei Abschnitte geteilt ist. Die Scheibe 39 besitzt eine zentrale, vom aufgebogenen Rand 41 umgebene Öffnung 40. Diese Öffnung 40 liegt in der Richtung des Glasstromes 17, so dass dieser vertikal durch die Öffnung 40 fliesst und auf den festen flachen Boden 42 im Verteiler 37 auftrifft.
Die Scheibe 39 bildet mit ihrem inneren Rand 41 und der Wand 38 eine Kammer, welche derart zum Glasstrom 18 ausgerichtet ist, dass dieser auf die Scheibe 39 auftrifft und das Glas sich auf dieser durch die Zentrifugalkraft radial nach aussen bewegt und auf die Wand 38 oberhalb der Scheibe 39 bis auf die oberen Teile der Wand gelangt. Jeder der beiden Ströme 17 und 18 wird im zugeordneten Behälter, d. h. auf dem Boden 42 und der Scheibe 39, aufgefangen, und in beiden Teilen bewegt sich das Glas infolge der Zentrifugalkraft radial zu und auf die Wand 38, teils im unteren Abschnitt 38a, teils im oberen Abschnitt 38b.
Beide Abschnitte der Wand 38 sind mit einer Mehrzahl von strombildenden öffnun- gen 43a bzw. 43b perforiert, durch welche das Glas infolge der Zentrifugalkraft herausgedrückt wird und die radialen Verteilungsströme 44 bildet. Diese Ver teilungsströme sind in zwei Gruppen geteilt, die untere Gruppe 44a und die obere Gruppe 44b.
Wollte man mit einem einzigen Glasstrom, z. B. mit dem Strom 17, genügend Glas zur Bedeckung der ganzen axialen Ausdehnung der Wand 38, also auf beide Abschnitte 38c und 38b, zu liefern versu- chen, müsste nicht nur der Glasstrom 17 viel dicker sein und viel rascher fliessen, sondern auch die Be wegung des Glases über die ganze Wandfläche 38a und 38b wäre sehr schwer zu bewerkstelligen. Da durch, dass der Verteiler 37 in zwei übereinander liegende Teile aufgeteilt ist, wird jeder Teil gesondert gespeist und die Bewegung des Glases zu den und durch die Öffnungen 43 sehr vereinfacht.
Die Wand 21 der Zentrifuge ist in zwei über einanderliegende Teile aufgeteilt, welche gesondert gespeist werden. Die Wand 21 besteht aus dem unte ren Abschnitt 21a und dem oberen Abschnitt 21b, welche beide mit einer Mehrzahl von strombildenden Öffnungen<I>22a</I> bzw.<I>22b</I> versehen sind. Die beiden Abschnitte 21a und 21b der Wand 21 sind vonein ander durch die ringförmige, netzartige Scheibe 45 getrennt, die sich von der Wand 21 etwa in der Höhe der Scheibe 39 des Verteilers 37 nach innen erstreckt. Die Verteilungsströme 44a aus dem unteren Ab schnitt des Verteilers 37 werden horizontal auf die Innenwand des Abschnittes 21a oberhalb dessen ein wärts gerichteten unteren Randes 46 geschleudert.
In ähnlicher Weise werden die Verteilungsströme 44b des oberen Teiles des Verteilers 37 horizontal auf die Innenseite des oberen Abschnittes 21a der Wand 21 geschleudert. Das zu den beiden Zentrifugenab- schnitten gelangende Glas trifft auf die Innenfläche der unteren bzw. oberen Abschnitte 21a und 21b auf und bildet Glasringe<I>47a</I> bzw.<I>47b</I> auf diesen Flächen. Die auf diese Glasringe<I>47a</I> und<I>47b</I> wir kende Zentrifugalkraft drückt das geschmolzene Glas durch die kleinen Öffnungen<I>22a</I> und 22b, aus wel chen es in Form von Strömen 23 radial nach aussen geschleudert wird.
In Fig. 2 sind diese zwei Strom gruppen mit 23a bzw. 23b bezeichnet.
Die Ströme 23a und 23b werden mit genügender Kraft geschleudert, um in den ringförmigen Gas strom hoher Geschwindigkeit einzutreten, der aus der Kehle 24 des Gebläses 15 stammt, und den Glasströmen 23a und 23b eine so hohe kinetische Energie verleiht, dass diese zu dünnen Fäden aus gezogen werden, welche den sich nach unten bewe genden zylindrischen Schleier 25 bilden.
Indem man also der Zentrifuge zwei Glasströme zuführt, diese gesondert auffängt und jeden dieser Glasströme nur auf einem Teil der Zentrifuge 20 verteilt, kann die axiale Ausdehnung der Zentrifuge stark vergrössert und demenptsprechend die Zahl der strombildenden Öffnungtn 22 stark vermehrt wer den, so dass die Leistung der Zentrifuge viel grösser wird, als wenn das Glas durch die gesamte perfo rierte Peripherie der Zentrifuge 20 verteilt würde.
Bei einer anderen, in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsart der erfindungsgemässen Vorrichtung wird das Verteilen der Glasströme nicht durch einen perforierten Korb, sondern durch Luftströme bewirkt. Die beiden Glasströme 48 und 49 werden nach unten durch die Mitte der Hohlwelle 50 in das Innere der Zentrifuge 51 gespeist, welche am unteren Ende der Hohlwelle 50 befestigt ist. Wie bei der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsart umgibt ein ringförmiger Brenner 52 die Zentrifuge 51 und richtet seine Wärme abwärts entlang der Seitenwand 53 der Zentrifuge 51.
Die Seitenwand 53 ist in zwei Abschnitte 53a und 53b aufgeteilt, die durch die horizontale netzförmige Scheibe 54 voneinander ge trennt sind. Beide Abschnitte 53a und<I>53b</I> haben eine Mehrzahl von strombildenden Öffnungen 55, die gebohrt oder anderweitig gebildet sind. Ein ring förmiges Gebläse 56 umgibt die Zentrifuge 51 und hat eine Kehle 57, aus welcher ein axial bewegter, zum Ausziehen der Fäden dienender Gasstrahl aus geblasen wird.
Jedem der beiden Glasströme 48 und 49 ist eine eigene Luftstrahldüse 58 bzw. 59 zugeordnet. Diese Düsen 58 und 59 sind am unteren Ende je einer Luftleitung 60 angebracht, wobei die Düse 58 ober halb und die Düse 59 unterhalb der Ebene der Scheibe 54 angeordnet sind. Beide Düsen 58 und 59 sind nach aussen gerichtet, so dass der aus ihnen stammende Luftstrahl auf den zugeordneten Glas strom 48 bzw. 49 auftrifft, diesen in horizontaler Richtung ablenkt und das Glas auf die Innenfläche der zugehörigen Wandabschnitte 53a bzw.<I>53b</I> be fördert.
Die durch die aus den Düsen 58 und 59 austretenden Luftstrahlen auswärts gerichteten Glas ströme 48 und 49 sammlen sich auf der Innenfläche der bezüglichen Abschnitte der Wand 53 und bilden ringförmige Glasschichten 61a und 61b. Die Zentri fugalkraft der rotierenden Zentrifuge 51 lässt das Glas der ringförmigen Schichten 61a und 61b durch die zugeordneten Öffnungen<I>55a</I> und 55b fliessen, von wo es in den Glasströmen 62a und 62b nach aussen geschleudert wird.
Die Glasströme 62a und 62b werden durch die Zentrifugalkraft in den Teil hoher Geschwindigkeit des ringförmigen, axial strö menden Gasstrahles getrieben, der aus der Kehle 57 des Gebläses 56 stammt, und durch diese Gase nach unten abgebogen, wobei den Glasströmen 62a und 62b vom Gasstrahl eine solche kinetische Energie verliehen wird, dass sie zu feinen Fäden ausgezogen werden, welche den hohlen zylindrischen Schleier 63 bilden.
Bei beideh Ausführungsformen der erfindungs- gemässen Vorrichtung fällt der Fadenschleier 25 bzw. 63 auf das Förderband 27, wo sich im Laufe von dessen Bewegung unterhalb der Fadenziehvor- richtung ein Fasertuch 29 (Fig. 1) aufbaut.