AT159173B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung feiner Fäden aus schwer schmelzbaren Gläsern, insbesondere aus Quarzglas. - Google Patents

Description

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  Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung feiner Fäden aus schwer schmelzbaren Gläsern, insbesondere aus Quarzglas. 



   Es ist bisher noch nicht gelungen, feine Fäden aus Quarzglas wirtschaftlich und in technischem Massstabe herzustellen. Das für Glas schon lange bekannte Verfahren, Fäden von einem am Ende erhitzten Glasstabe abzuziehen und auf eine Trommel aufzuwickeln, hat den Nachteil, dass die gewonnene Menge um so kleiner ist, je feiner die Fäden werden und dass die feinen Fäden während des Abziehens und auch nachher leicht reissen. Noch unwirtschaftlicher ist es, grobe Fäden von der Seite in eine   heisse   Gasflamme hoher Geschwindigkeit, z. B. eine Stichflamme, einzuführen, in der sie erweichen und zu feinen Fäden ausgezogen werden. Auf diese Weise sind bisher nur einzelne Fäden für physikalische Zwecke gewonnen worden, die sich noch wesentlich teurer als Gold stellen, zumal das Erzeugnis einen ausserordentlich grossen Anteil von dicken Fadenenden enthält. 



   Die Erfindung löst nun die Aufgabe, feine Fäden aus Quarzglas in technischem Massstabe herzustellen. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren werden feine Fäden aus Quarzglas oder andern 
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 erhitzt und zu feinen Fäden ausgezogen werden. 



   Eine beispielsweise Anordnung zur Durchführung des neuen Verfahrens stellt der in Fig. 1 wiedergegebene Brenner dar. Dieser wird mit einem Gemisch von Brenngasen 1 und Luft bzw. Sauerstoff 2 gespeist und liefert einen Gasstrahl von hoher Geschwindigkeit. In die Austrittsdüse 3 ist ein enges, am Eingang trichterförmig erweitertes Rohr 4 eingesetzt, durch das der grobe Glasfaden 5 der Flamme 6 in der Achse und in Richtung der Gasströmung zugeführt wird. Er schmilzt kurz hinter der Düse, wird durch die heissen Gase mitgenommen und zu feinen Fäden ausgezogen, die in geringer Entfernung aufgefangen werden. 



   Die Zuführung des groben Fadens am hinteren Ende der Flamme ist eine wesentliche Voraussetzung für die rationelle Herstellung grösserer Mengen von feinen Fäden, insbesondere in Form von Wolle. Bei seitlicher Zuführung muss nicht nur die Führung, sondern auch die Geschwindigkeit des Fadens aufmerksam überwacht werden, da sie der Fadenstärke angepasst werden muss ; auch ein automatischer Vorschub bringt dabei keine Vorteile, weil der Faden bereits bei geringfügiger Stärkezunahme nicht rasch genug abschmilzt, aus der Flamme heraustritt und den Spinnvorgang unterbricht. Bei dem neuen Verfahren treten derartige Störungen nicht auf. Der Faden bleibt unabhängig von seiner Stärke in der Mitte des Gasstrahles.

   Wenn er stärker wird, rückt lediglich die Stelle, an der er schmilzt, etwas weiter von der Düse ab, während die feinen Fäden ununterbrochen weiter abgezogen werden. 



  Man kann also den groben Faden stetig zuführen ; das Verfahren lässt sich stundenlang selbsttätig durchführen. 



   Zum Erhitzen des groben Fadens benutzt man beispielsweise eine heisse Gebläseflamme in der Form der Fig. 1 und speist sie mit einem Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch, das leicht eine Flamme von grosser Länge bildet. Dies ist wichtig, da der heisse Gasstrom nicht nur den Faden schmelzen, sondern ihn auch auf einer möglichst grossen Strecke heiss halten und ausziehen soll. Vorteilhaft wird die Flamme deshalb durch Führung zwischen feuerfesten Wänden oder in einem feuerfesten Rohr verlängert ; hiedurch wird gleichzeitig der Wärmeverlust durch Ausstrahlung herabgesetzt. Das Rohr wird zweckmässig durch einen Längsschnitt geteilt, damit es bequem gereinigt werden kann. Zur Beruhigung des Gasstrahles und damit auch zu seiner Verlängerung genügen bereits Klötze aus feuerfesten Stoffen, die dem Strahl von einer oder auch von zwei Seiten genähert werden.

   Zur Erzeugung eines parallelen 

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Gasstrahles (eines Gasstrahles, der die Form eines langgestreckten Zylinders hat) von hoher Ge- schwindigkeit wendet man konisch sich erweiternde Düsen an, die Überschallgeschwindigkeit zulassen ; sie müssen dicht an die Austrittsdüsen des Schweissbrenners angesetzt werden. Gegebenenfalls lassen sich zum Erhitzen des Gasstrahles und des groben Fadens auch rohrförmige elektrische Widerstands- öfen verwenden. 



   Das Verfahren lässt sich unmittelbar an den an sich bekannten Prozess zur Herstellung grober Fäden aus Stäben   anschliessen.   Man braucht so keine auf Spulen gewickelte Vorräte, deren Verwendung leicht zu Störungen Veranlassung gibt. Die Fig. 2 zeigt die grundsätzliche Anordnung des kombinierten Verfahrens. Durch einen beliebigen Mechanismus wird ein Stab 7 aus einem hochschmelzenden Stoff, beispielsweise Quarz oder einem andern mehr oder minder schwer schmelzbaren Glas, langsam und gleichmässig in der Richtung des Pfeiles vorgeschoben. Die Flamme 8 erweicht ihn, so dass ein grober Faden 5 abgezogen und dem gleichmässig umlaufenden Rollenpaare 9, 10 zugeführt werden kann, das ihn erfasst und durch den   Schweissbrenner 1,   2,3 der Flamme 6 zuführt.

   Diese erfasst den groben Faden, schmilzt ihn und übt eine solche Zugkraft auf ihn aus, dass er zu einem feinen Faden "ausgeblasen"wird, der beispielsweise in Form ausserordentlich leichter Wolle an einem Hindernis aufgefangen wird. Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung zur Herstellung der groben Fäden 7,   8,   9, 10 ist insofern bemerkenswert, als die Zugkraft nicht durch das Aufspulen der Fäden auf eine Trommel bewirkt wird, sondern durch ein Druckrollenpaar 9, 10, wodurch die Betriebssicherheit der Anordnung, die zweckmässig durch Führungen für die Fäden ergänzt wird, wesentlich gesteigert wird.

   Um den weichen Belag der Druckrollen gegen Verbrennung zu schützen, lässt man den groben Faden durch ein Wasserbad gehen oder durch einen Luftstrom kühlen, wenn man es nicht vorzieht, den Abstand zwischen der Flamme 8 und dem   Druckrollenpaar   9, 10 entsprechend gross zu wählen. 



   Die Betriebssicherheit der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung ist sehr gross ; man kann eine grössere Zahl nebeneinander aufstellen und durch eine einzige Person überwachen lassen. In diesem Falle rüstet man jede Einrichtung mit den beiden   Gebläseflammen   aus, benutzt aber sowohl für den Vorschub der Glasstäbe als auch für den Abzug der groben Fäden gemeinsame Hilfsmittel. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von feinen Fäden aus schwer schmelzbaren Gläsern, insbesondere aus Quarzglas, dadurch gekennzeichnet, dass ein grober Faden aus diesen Stoffen einem heissen Gasstrahl von hoher Geschwindigkeit im Sinne der Strömung zugeführt, von allen Seiten erhitzt und zu einem feinen Faden ausgezogen wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein grober Faden einem Brenner so zugeführt wird, dass er in das hintere Ende der Flamme in Richtung der Flammgase eintritt und in der Flamme zu einem feinen Faden ausgezogen wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein grober Faden einem heissen Gasstrahl von hoher Geschwindigkeit und besonderer Länge, wie er beispielsweise durch Benutzung von Wasserstoffflammen und durch die hydrodynamische Wirkung von Leitflächen und Leitkanälen erreicht wird, im Sinne der Strömung zugeführt und dann zu einem feinen Faden ausgezogen wird.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausziehen der feinen Fäden ein paralleler Gasstrahl von hoher Geschwindigkeit verwendet wird, wie er durch Düsen erreicht wird, die sich wenigstens auf einem Teil ihrer Länge erweitern.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein grober Faden aus einem schwer schmelzbaren Glas durch Paare von Druckwalzen, von denen mindestens je ein Glied angetrieben wird, einem heissen Gasstrahl im Sinne der Strömung zugeführt und dann dort zu einem feinen Faden ausgezogen wird.

   6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein grober Faden aus einem schwer schmelzbaren Glas von einem erhitzten Glasstabe abgezogen wird und-gegebenenfalls nach Kühlung-mit Hilfe der zum Abziehen benutzten Vorrichtung unmittelbar einem heissen Gasstrahl im Sinne der Strömung zugeführt und zu einem feinen Faden ausgezogen wird.

   7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, bestehend aus einem Gasbrenner, in dem ein enges Röhrchen gleichachsig in die Düse eingebaut ist, das zur leichten Einführung der groben Fäden zweckmässig mit einem Trichter ausgestattet ist.