DE1950321A1

DE1950321A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von kontinuierlichen Glasfasern

Info

Publication number: DE1950321A1
Application number: DE19691950321
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung· P C03c 3-01 Antrag
Original assignee: Fibreglass Ltd
Current assignee: Fibreglass Ltd
Priority date: 1968-10-11
Filing date: 1969-09-30
Publication date: 1970-04-23
Also published as: FR2020384A1

Description

Patentanwalt

Dlpl.-lng. K. Walther

1 BERLIN 19 Bolivaral'ee 9 Tel. 3044285 W/Vh-255ö

30.9.69

I¹IBRE(JLASS LIMITED, 201-211 Martins Bank Building, Water Street, Liverpool 2, Lancashire /England

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von kontinuierlichen Glasfasern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von kontinuierlichen Glasfasern und im besonderen auf die Herstellung eines Strangs aus mehreren kontinuierlich hergestellten Glasfasern.

Die Bildung eines kontinuierlichen Strangs aus Glasfasern erfolgt üblicherweise durch Strecken von Glasströmen, die aus Ziehdüsen im Boden einer Ziehbüchse gebildet werden und kontinuierlich zu dem Strang vereinigt werden, der auf eine Haspel o_edgl, aufgewickelt wird. Hierbei ist es erwünscht, eine Einrichtung vorzusehen, die Änderungen

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in der Bewegung der Glasfasern abfühlt, insbesondere das Abreissen von Glasfasern feststellt oder auch eine Änderung der Abziehgeschwindigkeit der Glasfasern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, durch das eine Änderung der Bewegung der kontinuierlich bewegten Glasfasern abgefühlt werden kann ohne dass die relative Lage der Abfühleinrichtung zu den Glasfasern genau eingehalten werden muss.

Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin,

dassein Gasstrom quer zur Bewegungsrichtung der Glasfasern

so gerichtet wird, dass an seiner einen Seite Gas von den Glasfasern mitgenommen wird und der hierdurch beeinflusste Gasstrom an seiner anderen Seite abgefühlt und eine Änderung dieses Gasstromes infolge einer Änderung der Bewegung der Glasfasern festgestellt wird. Eine Änderung der Bewegung der Glasfasern kann hierbei eine Änderung der Abziehgeschwindigkeit der Glasfasern sein oder auch ein Abreissen einer oder mehrerer Glasfasern, wodurch in letzterem Falle die Glasfaser nicht mehr durch den quergerichteten Gasstrom tritt und daher kein Gas aus dem Gasstrom mitnehmen kann.

Bei einer bevorzugten Verfährensführurig ist vorgesehen, dass der von dem Gasstrom an der"Abfühlsteile ausgeübte Druck abgefühlt wird.

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Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Diese kennzeichnet sich dadurch, dass auf der einen Seite der Bewegungsbahn der Glasfasern eine Öffnung für einen auf die sich bewegenden Glasfasern gerichteten Gasstrom vorgesehen ist und auf der gegenüberliegenden Seite der Bewegungsbahn an einer Abfühlstelle eine Abfühleinrichtung für den Gasstrom angeordnet ist, die Änderungen des Gasstromes feststellt. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Abfühleinrichtung eine -druckempfindliche Einrichtung ist, die den Druck des Gasstroms an der Abfühlstelle erfasst. Eine bevorzugte Ausftihrungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, dass eine Gabel mit in Abstand zueinander liegenden Schenkeln die Bewegiingsbahn der Glasfasern umfasst und jeder Schenkel an seiner Innenfläche eine Öffnung eines im Schenkel gebildeten Kanals aufweist, wobei ,die Öffnungen ausgerichtet zueinander liegen und der eine Kanal mit einer Druckgasquelle und der andere Kanal mit einer Abfühleinrichtung verbunden ist, der den zu der zugeordneten Öffnung gelangenden Teil des Gasstromes aus der anderen Öffnung abfühlt. Vorteilhaft hat die Öffnung, aus der der Gasstrom austritt, kleineren Durchmesser als die den Gasstrom empfangende Öffnung.

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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anlage zum Herstellen eines Strangs aus kontinuierlich gebildeten Glasfasern mit einer Ziehbüchse mit im Boden angeordneten Ziehdüsen, aus denen Glasstrüme austreten, die in einer unterhalb der Ziehbüchse angeordneten Aufnahmeeinrichtung zu Glasfasern gestreckt werden,und mit einer zwischen der Ziehbüchse und der Aufnahmeeinrichtung liegenden Sammeleinrichtung zur Bildung des Strangs. Eine derartige Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass Abfühlvorrichtungen der erfindungsgemässen Bauart zwis/ichen der Ziehdüse und der Aufnahmeeinrichtung angeordnet sind, die einen Gasstrom quer zur Bewegüngsbahn der Glasfasern bilden und Änderungen der Bewegung der Glasfasern abfühlen.

Die Abführvorrichtung kann zwischen der Sammeleinrichtung und der Aufnahmeeinrichtung angeordnet sein, so dass also der Gasstrom gegen den gebildeten Strang gerichtet ist* Es ist jedoch vorzuziehen, wenn die Abfühlvorichtung zwischen der Ziehbüchse und der Sammeleinrichtung angeordnet ibt. Der Gasstrom wird dann quer zur Bewegungsbahn einiger Glasfasern au einer Stelle stromaufwärts der Sammeleinrichtung geleitet, also vor der Bildung des Strangs.

In der Zeichnung ist ein Aasführungsbeispiel einer Anlage zur Herstellung eines Strangs aus einzelnen kontinuier-

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lieh hergestellten Glasfasern mit einer Abfüllvorrichtung nach der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung ist

Pig. 1 eine schematische Vorderansicht der Anlage, Pig. 2 eine schematische Seitenansicht zu Pig. I, iig. 3 eine Draufsicht auf die Abfüllvorrichtung, die in der Anlage gemäss Pig. I und 2 verwendet ist, und
Pig. 4 eine Stirnansicht zu Pig. 3.

Die Anlage gemäss Pig. 1 und 2 enthält eine beheizte Ziehbüchse 1 mit einer Reihe von Ziehdüsen 2 an ihrer Bodenfläche. In der Ziehbüchse ist geschmolzenes Glas enthalten, das durch die Ziehdüsen 2 in bekannter Weise als Glasströme austritt. Diese Glasströme werden gestreckt, um sich bewegende kontinuierliche Glasfasern 3 zu bilden, die über eine umlaufende Rolle 5 mit einer 7-förmigen Nut am Umfang zu einem Strang 4 gesammelt werden. Die Rolle 5 ist an einem Halter 6 befestigt, der unterhalb der Ziehbüchse 1 liegte Eine Kalibriereinrichtung 7 bekannter Weise ist oberhalb der Rolle 5 angeordnet und wird von dem Halter 6 getragen, wodurch die Grosse der Glasfasern vor dem Auflaufen auf die Rolle 5 kalibriert wird«

Unterhalb der Rolle 5 ist eine angetriebene Haspel 8 angeordnet, die eine Zugkraft auf den Strang ausübt und hierdurch das Strecken der aus den Ziehdüsen austretenden

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Glasströme zu den Glasfasern 3 bewirkt. Auf die Haspel wird der gebildete Strang 4 zu einer Rolle 9 aufgespult, wozu auf die Haspel 8 eine Kartonspule 10 aufgesetzt wird, die nach dem Aufspulen des Glasstrangs ausgewechselt werden kann. Ein angetriebener Fadenführer 11 neben der Haspel 8 verteilt den auflaufenden Strang 4 gleichmässig auf die Kartonspule

Mit dem Halter 6 ist ein weiterer Halter 13 verbunden, der eine Abführvorrichtung 12 trägt, die neben der Bewegungsbahn der Glasfasern 3 Bwischen der Ziehdüse 1 und der Rolle 5 dicht oberhalb der Kalibriereinrichtung 7 liegt.

Die Abfüllvorrichtung 12 ist im einzelnen in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Sie besteht aus einer Gabel aus rostfreiem Stahl mit zwei zueinander parallelen in Abstand voneinander liegenden Schenkeln 14 und 15. Der Abstand ist genügend gross, um die Bewegungsbahn der Glasfasern 3 beidseitig zu umfassen, so dass diese durch den Schlitz zwischen den Schenkeln hindurchlaufen ohne die Schenkel berü-hren zu können. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand der beiden Schenkel 14 und 15 voneinander etwa 16 mm.

Jeder Schenkel 14 und 15 hat quadratischen Querschnitt und enthält einen in Längsrichtung liegenden Kanal 19 bzw. 21. Der Kanal 19 im Schenkel 14 endet im unteren Teil in einer Öffnung 16 an der dem anderen Schenkel zugewandten Fläche, in der der in diesem Schenkel 15 angeordnete Kanal 21 in einer gegenüberliegenden Öffnung 17 mündet. Die Öffnung 16 hat

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kleineren Durchmesser als die Öffnung 17, "beispielsweise 2,60 und 4,78 mm. Diese Öffnungen werden zweckmässig durch einen Bohrer hergestellt, der von der Aussenseite des Schenkels 15 das Loch kleineren Durchmessers im Schenkel 14 bohrt, worauf mit einem grösseren Bohrer das Loch 17 im Schenkel 15 gebohrt wird und abschliessend das Loch in der Aussenflache durch einen Pfropfen 18 verschlossen wird.

Der Kanal 19 im Schenkel 14 führt zu einem Rohr 20, während der Kanal 21 im Schenkel 15 mit einem Rohr 22 verbunden ist. Die Abführvorrichtung hat zwischen den Schenkeln einen Längsschlitz 23, durch den eine Befestigungsschraube tritt, so dass eine Einstellung der Abfüllvorrichtung \'<l möglich ist. Dit; Abfüllvorrichtung 12 wird, wie Pig. I und 2 zeigen, so eingestellt, dass einige der Glasfasern durch den Schlitz zwischen den Schenkeln 14 und 15 tritt.

Das Rohr 2u ist über ein Rohr 24 und ein Drosselventil 25 mit einer Druckluftquelle in Form eines Gebläses 26 verbunden. Das Rohr 22 ist über ein Rohr 27 mit einem Dreiwegeventil 2ö verbunden, das in seiner einen Stellung das Rohr 27 mit einer druckempfindlichen Einrichtung 29 verbindet.

Während des Betriebes wird Druckluft der Öffnung 16 über den Schenkel 14 zugeleitet, so dass ein LuItstrom aus der Öffnung 16 quer zur Bewegungsbahn der Glasfasern 3 zwischen den Schenke±n 14 und 15 entsteht. DLe Geschwindigkeit der Glasfasern 3 ist so, dass LuIt aus dem Gasstrom mitgenommen wird,

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wodurch der Querstrom beeinflusst wird. Der Querstrom kann dicht ausserhalb der Bewegungsbahn der Glasfasern gerichtet sein, also neben dem durch die Glasfasern mitgenommenen Luftstrom. Hierbei wird der quergerichtete Strom nach unten abgelenkt, wobei zusätzlich der Querstrom durch die von den Glasfasern mitgenommene luft unterbrochen wird, so dass, wenn überhaupt,nur ein geringer Teil des Querstroms die Öffnung 17 im Schenkel 15 erreicht. Der Druck in der Öffnung 17 wird daher durch den' Druck des Querstromes nicht wesentlich erhöht und entspricht etwa dem atmosphärischen Druck.

Reissen eine oder mehrere der Glasfasern 3, so wird zwischen den Schenkeln 14 und 15 weniger Luft mitgenommen. Hierdurch wird der Querstrom' beeinflusst und verstärkt sich, so dass der Druck an der Öffnung 17 steigt. Je grosser die Anzahl der ausgefallenen Glasfasern ist, umso grüsser ist der Druckanstieg an der Öffnung 17.

Sind alle Glasfasern 3 gerissen, so erreicht der Querstrom im wesentlichen die Öffnung 17 mit dem Druck, mit dem er aus der Öffnung 16 austritt. In der Praxis wurde festgestellt, dass bei Bruch einer Glasfaser 3 im allgemeinen der Bruch der übrigen Glasfasern 3 schnell folgt. Somit bewirkt der Bruch einer der Glasfasern 3 in der Praxis eine schnelle und beträchtliche Zunahme des Druckes Inder Öffnung 17.

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Die Druckzunahme in der Öffnung 17 wird

durch die druckempfindliche Einrichtung 29 abgefühlt. Diese enthält einen membrangesteuerten Schalter, der einen Kontakt 30 schliesst, wenn ein Druck oberhalb eines vorgegebenen Druckes abgefiihlt wird. Der vorgegebene Druck hängt von dem Austrittsdruck des quergerichteten Gasstromes an der Öffnung 16 ab, der im Ausführungsbeispiel 25,4 mm WS beträgt,und wird so gewählt, dass der Kontakt 30 schliesst, wenn die G-lasfasern 3 brechen.

Der Abstand zwischen den Schenkeln 14 und 15 der Abfühlvorrichtung 12 wird möglichst klein gewählt, jedoch ausreichend, um ein Anlaufen der Glasfasern gegen die Abfühlvorrichtung zu verhindern und das Einführen der Glasfasern beim Anlaufen der Anlage zu ermöglichen. Hierdurch wird eine optimale Empfindlichkeit erreicht. Abstände der Schenkel 14 und 15 voneinander in der Grosse zwischen 12,7 und 19 mm wurden als befriedigend ermittelt. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand 16 mm.

Die Öffnung 16, aus der der Gasstrom austritt, wird verhältnismässig klein gewählt, um übermässigen Luftverbrauch zu vermeiden, während die Grosse der den Gasstrom aufnehmenden Öffnung 17 so auf die Grosse der Öffnung 16 abgestimmt ist, dass der von ihren Umfangen eingeschlossene Winkel kleiner als 10° ist, also dem natürlichen Streuwinkel eines Gasstrahls entspricht, der etwa 8° beträgt. Hierdurch

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wird eine hohe Empfindlichkeit der Abfühlvorichtung erzielt.

Ein durch Schliessen des Kontaktes 30 gebildetes Signal, das den Bruch einer Glasfaser 3 anzeigt, kann für beliebige Zwecke verwendet werden. Beispielsweise kann durch dieses Signal eine Sicht- oder Hörwarnanlage, beispielsweise eine Signallampe oder ein Geräuschgeber, ausgelöst werden, durch die der Bruch einer Glasfaser angezeigt wird. Das Signal kann den Antrieb der Haspel 8 abschalten, ferner kann es eine Zähleinrichtung oder ein anderes Aufzeichnungsgerät betätigen, um den Arbeitsverlauf der Anlage zu überprüfen.

In Fig. 1 ist der Kontakt 30 in einem Kreis angeordnet, der eine Relaisspule 31 und einen Hilfskontakt 32 einer Kontaktreihe 33 enthält. Über die Kontaktreihe 33 kann ein Elektromotor 34- zum Antrieb des Padenführers 11 versorgt werden. Bei dieser Schaltung kann das Schliessen des Kontakts 30 nur ein Signal bewirken, wenn der Kontakt 32 geschlossen ist, also der Elektromotor 34 läuft, so dass Störsignale, die auftreten können, keinen Einfluss haben. Das Relais 31 hat eine Reihe von Kontakten 3iJ, die zugeordnete Kreise schalten können, in denen Warneinrichtungen oder Aufzeichnungseinrichtungen liegen. Das "Dreiwegeventil 28 kann in eine zweite Stellung eingestellt werden, in der das Rohr 27 mit einem Rohr 36 verbunden ist, das aus einer Druckluftleitung 37 gespeist wird. Das Dreiwegeventil 28 wird bei stillstehender Anlage in diese Lage bewegt, um Druckluft durch die Öffnung 17

zu blasen, damit diese von Fremdkörpern, beispielsweise Abfällen aus der Kalibriereinrichtung, gereinigt wird.

Bei derartigen Anlagen ist es zuweilen üblich, während des Wechsels der gefüllten Spule IO den Strang 4 und die Glasfasern 3 mit geringerer Geschwindigkeit abzuziehen als beim Aufspulen im normalen Betrieb. Beispielsweise kann der Strang zu dieser Zeit zwischen zwei langsam umlaufende Druckwalzen, die federbelastet sind, auflaufen, die den Strang greifen. Auf diese Weise ist eine Unterbrechung des Ziehvorganges der Glasfasern entbehrlich und ein Umspulen des Strangs erleichtert.

Die Abfüllvorrichtung kann verwendet werden, um den Strang 4 und damit die Glasfasern 3 *abzufühlen, wenn diese mit kleiner Abziehgeschwindigkeit laufen. Die Empfindlichkeit der Vorrichtung und damit der vorgegebene Druck, bei dem die druckempfindliche Einrichtung 29 den Kontakt 30 schliesst, muss eingestellt werden, um zwischen normaler Arbeitsgeschwindigkeit und der langsamen Geschwindigkeit der Glasfasern 3 zu entsprechen. Die bei langsamer laufenden Glasfasern 3 mitgenommene Luft hat einen geringeren Einfluss auf den quergerichteten Luftstrom aus der Öffnung 16 als dies bei schneH-laufenden Glasfasern 3 der Pail ist. Werden die Glasfasern 3 also mit geringer Geschwindigkeit abgezogen, so ergibt sich an der Öffnung 17 ein grßsserer Druck als wenn die Glasfasern schnell laufen. Das beim Schliessen des Kontaktes 30 erzeugte

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Signal "beim Abfühlen eines solchen grösseren Druckes durch die druckempfindliche Einrichtung 29, die den Langsamlauf der Glasfasern anzeigt, kann beispielsweise ein Zählwerk betätigen oder andere Aufzeichnungsgeräte, die den Herstellungsvorgang überwachen_o

Es wurde festgestellt, dass bei Verwendung einer Abführvorrichtung VZ der beschriebenen Form bei einer gege- ψ benen Geschwindigkeit in dem quergerichteten Luftstrom der abgefühlte Druck in der Öffnung 17 im wesentlichen eine Punktion der Geschwindigkeit der Glasfasern ist und nicht übermässig von Änderungen der Lage der Abführvorrichtung 12 zu den Glasfasern 3 beeinflusst wird. Die Abfühlvorrichtung 12 kann daher entfernt und wieder angebaut werden ohne dass eine Eichung der Abfühlvorrichtung erforderlich ist.

Im Ausführungsbeispiel gemäss den "Pig. 1 und 2 ist die Abfühlvorrichtung 12 zwischen der Ziehbüchse 1 und der Rolle 5 angeordnet, um den quergerichteten Luftstrom durch den Weg der Einzelglasfasern zu richten, bevor diese zu dem Strang 4 vereinigt sind. Die Abfühlvorrichtung 12 kann indessen auch zwischen dem Halter 5 und der Haspe»! 8 angeordnet werden, so dass der Querstrom den gebildeten Strang trifft und die von diesem mitgenommene Luft den quergerichteten Strom der Luft beeinflussen. Beispielsweise könnte die Abfühlvorrientung Vz dicht stromabwärts de» Halters 5 angeordnet werden.

Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zum Herstellen von kontinuierlichen Glasfasern, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasstrom quer zur Bewegungsrichtung der Glasfasern so gerichtet wird, dass an seiner einen Seite Gas von den Glasfasern mitgenommen wird und der hierdurch beeinflusste Gasstrom an seiner anderen Seite abgefühlt und eine Änderung dieses Gasstromes infolge einer Änderung der Bewegung der Glasfasern festgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Gasstrom an der Abfühlstelle ausgeübte Druck abgefühlt wird.

3.Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der einen

(3) Seite der Bewegungsbahn der Glasfasern/eine Öffnung (16) für einen auf die sich bewegenden Glasfasern gerichteten Gasstrom vorgesehen ist und auf der gegenüberliegenden Seite der Bewegungsbahn an einer Abfühlstelle (17) eiue Abfühleinrichtung für den Gasstrom angeordnet ist, die Änderungen des Gasstromes feststellt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfähleinrichtung eine druckempfindliche Einrichtung (29) ist, die den Druck des Gasstroms an der

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Abfühlsteile (17) erfasst.

5. Vorrichtung nach Anmpruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gabel (12) mit in Abstand zueinander liegenden Schenkeln (14,15) die Bewegungsbahn der Glasfasern (3) umfasst und jeder Schenkel an seiner Innenfläche eine Öffnung (16,17) eines im Schenkel gebildeten Kanals (19 bzw.21) aufweist, wobei die Öffnungen ausgerichtet zueinander liegen und der eine Kanal (19) mit einer Druckgasquelle (26) und der andere Kanal (21) mit einer Abfühleinrichtung (29) verbunden ist, der den zu der zugeordneten Öffnung (17) gelangenden Teil des Gasstromes aus der anderen Öffnung (16) abfühlt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (16), aus der der Gasstrom austritt, kleineren Durchmesser hat als die den Gasstrom aufnehmende Öffnung (17).

7. Anlage zum Herstellen eines Strangs aus kontinuierlich gebildeten Glasfasern mit einer Ziehbüchse mit im Boden angeordneten Ziehdüsen, aus denen Glasströme austreten, die in einer unterhalb der Ziehdüse angeordneten Aufnahmeeinrichtung zu Glasfasern gestreckt werden, und mit einer zwischen der Ziehbüchse und der Aufnahmeeinüchtung liegenden Sammeleinrichtung zur Bildung des Strangs, dadurch gekennzeichnet, dass Abfühlvorrichtungen (12) nach einem der Ansprüche 3 bis 6 zwischen der Ziehdüse (1) und der Aufnahmeeinrichtung (8) ange-

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ordnet sind, die einen Gasstrom quer zur Bewegungsljahn der Glasfasern (3) bilden und Änderungen der Bewegung der Glasfasern abfühlen.

8, Anlage nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, dass die Abfüllvorrichtung (12) zwischen der Siehbüchse (l) und der Sammeleinrichtung (5) angeordnet ist.

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