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Einrichtung zur Herstellung von Fäden aus einem thermoplastischen
Ausgangsmaterial, vorzugsweise von Glasfäden
Es sind Einrichtungen zur Herstellung von Glasfäden bekannt, bei welchen die Tasse von der das Schmelzgut abgeschleudert bzw. der Zentrifugenkorb aus dessen Löchern es ausgeschleudert wird, zusammen mit demselben und den umgebenden Teilen der Einrichtung der Wirkung von Erwärmungs-und Abkühlungseinrichtungen ausgesetzt sind. Insbesondere wurde bereits eine Einrichtung vorgeschlagen, bei wel-
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Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Herstellung von Fäden aus einem thermoplastischen Ausgangsmaterial, vorzugsweise von Glasfäden, bestehend aus einem drehbaren Hohlkörper mit einer metallischen Umfangsfläche, vorzugsweise einem metallischen Band, in der bzw. dem in mehreren übereinanderliegenden Reihen die Ausflussöffnungen für das geschmolzene Material vorgesehen sind, die es gestattet, dass man die Temperatur des peripheren Teiles oder Bandes des Drehkörpers regelt, indem man auf diesen peripheren Teil Erwärmungs- oder Abkühlungsmittel, die ihm eine von der Temperatur des nachgespeisten flüssigen Materials, z. B. Glases, und der Raumtemperatur unabhängige Temperatur vermitteln, einwirken lässt.
So kann jederzeit eine genaueste und äusserst anpassungsfähige Einstellung der Temperatur des peripheren Bandes des Drehkörpers auf einen vorbestimmten Wert vorgenommen werden.
Erfindungsgemäss ist die Einrichtung so ausgebildet, dass ausserhalb, jedoch in unmittelbarer Nähe der Umfangs fläche praktisch ausschliesslich auf das Metall des Bandes wirkende Heiz- oder Kühleinrichtungen angeordnet sind, welche die Umfangsfläche über ihre ganze Höhe auf eine von der Temperatur des zugeführten Materials und von der Raumtemperatur unabhängige, gleiche Temperatur bringen.
Besteht das periphere Band, wie zumeist bei industriell angewendeten Apparaturen aus Metall, so kann man nach einer Ausführungsform der Erfindung die Leitfähigkeit des Metalls für den elektrischen Strom ausnutzen, um in dem Streifen durch direktes Durchführen von elektrischem Strom oder vornehmlich durch Induktion einen jouleschen Effekt hervorzurufen, welcher die zur Aufrechterhaltung oder Änderung der Temperatur des Bandes erforderliche Wärme liefert.
Bei einer andern Ausführungsform der Erfindung wird die Temperatur des peripheren Teiles des Drehkörpers dadurch geregelt, dass man Erwärmungs-oder Abkühlungsmittel benützt, die durch Strahlung auf das Band einwirken. Es wurde festgestellt, dass das aus oxydiertem Metall bestehende Band einen Strah- lungsenergie-Bindungskoeffizienten besitzt, der erheblich grösser ist als derjenige der Glasfäden, welche durch dieses Band austreten.
Bei der raschen Rotation des Drehkörpers ist es nicht notwendig, die Erwärmungs- oder Abkühlungsorgane ringsherum oder symetrisch anzuordnen ; es genügt, dass das Organ jeweils auf einen bestimmten Bereich oder einen bestimmten Punkt des Bandes gerichtet ist, so dass im Zuge der Rotation des Bandes dessen sämtliche Punkte der Einwirkung des Organes unterworfen sind.
Die Erwärmungsmittel können die Möglichkeit bieten, das Band über seine gesamte Höhe gleichma- ssig zu erwärmen, wodurch für das austretende Glas insbesondere bei einem peripheren Band von grosser Höhe mit zahlreichen, übereinanderliegenden Lochreihen, gleichartige Bedingungen erzielt werden.
Es können ferner Erwärmungsmittel vorgesehen sein, die es ermöglichen, an den verschiedenen Lochreihen des peripheren Bandes verschiedene Erwärmungen zu bewirken, u. zw. insbesondere zudem Zwecke
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örtliche Temperaturunterschiede, die sich aus den Bedingungen der Flüssigglaszufuhr oder den eventuell aussen am Drehkörper wirkenden, heissen Gasen oder Flammen ergeben, auszugleichen und die gesamte Aussenfläche dieses Bandes unter einer praktisch konstanten Temperatur zuhalten.
Die Erfindung gestattet die Einstellung der Temperatur des peripheren Bandes auf eine Temperatur, die höher, gleich oder tiefer ist als die des zugeführten Glases. Im ersteren Falle kann man somit die Herstellung der Fasern bewerkstelligen, ohne dass das Glas auf eine erhöhte Temperatur gebracht wird, was für die Qualität der erzielten Fasern von Vorteil ist. Im besonderen kann das periphere Band dank der Erfindung auf die gewünschte Temperatur erwärmt werden, damit sich an der Stelle seines Kontaktes mit der Glasmasse ein dünner Film bildet, dessen Temperatur höher ist als die der Glasmasse und der bei Durchgang des Glases durch die einzelnen Öffnungen als Schmierung wirkt, ohne die Temperatur des zentralen Bereiches der einzelnen Fasern erheblich zu verändern.
Das Vorherrschen einer gleichmässigen Temperatur auf dem gesamten peripheren Band, wie es dank der Erfindung erzielt werden kann, ist besonders vorteilhaft. Es führt zur Erzeugung von Fasern viel gleichmässigeren Durchmessers aus den verschiedenen Öffnungen des Bandes. Hat ein Teil des Bandes eine niedrigere Temperatur als andere Bereiche desselben, so kann es übrigens vorkommen, dass das Glas in dieser Zone eine Entglasung erfährt und die daselbst befindlichen Öffnungen verstopft ; die übrigen, noch freien Durchtrittsöffnungen nützen sich nun rasch ab, und das periphere Band des Schleuderkörpers kann auf diese Weise sehr bald unbrauchbar werden.
Die Erfindung sieht auch die Verwendung von Strahlungsheizkörpern vor, die mittels geeigneter Mittel, insbesondere durch Flammenbrenner, mittels Durchleitung eines elektrischen Stromes oder mittels Induktionsheizung auf eine erhöhte Temperatur gebracht werden. Mit Hilfe geeigneter Organe, z. B. durch Reflektoren, kann man diese Strahlung auf das periphere Band konzentrieren.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform, bei der Organe vorhanden sind, die geeignet sind, im Metall des peripheren Bandes Induktionsströme zu entwickeln, können letztere Ströme namentlich mit Hilfe
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oder durch mehrere ringförmige Selbstinduktionsspulen, die den Schleuderkörper umgeben.
In allen Fällen sieht die Erfindung die entsprechende Stellung der zur Erwärmung des Bandes geeigneten Organe und des Bandes selbst vor.
In der Zeichnung sind Beispiele der erfindungsgemässen Einrichtung schematisch veranschaulicht.
Die in Fig. l dargestellte Einrichtung besitzt zwei im Sinne einer Mantellinie des peripheren Bandes oder Streifens 2 des Drehkörpers einander gegenüberliegend angeordnete Elektroden 1 und la. Diese unter Spannung gesetzten Elektroden geben einen Flammenbogen oder einen ionisierenden Funken ab, der den Durchgang des Heizstroms gestattet, so dass ein das Band erhitzender Strom durchgeleitet wird. Zufolge der hohen Rotationsgeschwindigkeit des Drehkörpers werden sämtliche Punkte des Streifens praktisch auf die gleiche Temperatur gebracht.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform lässt man den Strom der Länge nach durch das Band hindurchtreten, wobei man drei im Dreieck angeordnete und mit Dreiphasenströmen gespeiste Elektroden 3 verwendet.
Bei der in Fig. 3dargestellten, bevorzugten Ausführungsform besitzt die Vorrichtung eine konzentrisch zum Drehkörper angeordnete, ringförmige Spule 4. Diese mit Hochfrequenzströmen gespeiste Spule induziert im Streifen 2 des Drehkörpers Ströme hoher Frequenz. die diesen erhitzen.
Die Frequenz der die Spule 4 speisenden Ströme kann derart eingestellt werden, dass im Band seiner ganzen Stärke nach eine homogene Temperatur entsteht oder durch Hauteffekt im äusseren Teil des Streifens ein wärmerer Bereich erzeugt wird.
Die Erwärmung des Bandes kann auf dessen gesamter Höhe gleichmässig sein, wenn die Windungen der Spule durchwegs gleichen Abstand vom Band haben und wenn die mit dem Band gleich hohe Spule mit der Spule niveaugleich ist.
Man kann auch über die Höhe des Bandes verteilt verschiedene Erwärmungen bewirken, indem man die Spule im Verhältnis zum Drehkörper der Höhe nach verschiebt oder indem man eine Spuleverwendet, deren Windungen im Verhältnis zum Streifen variable Abstände haben. Die Erwärmung kann auch dann in verschiedenen Zonen unterschiedlich sein, wenn das Band konische Form besitzt. Die verwendeten Frequenzen können z. B. 100 bis 500 kHz betragen.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform besitzt die Einrichtung einen zum Drehkörper konzen- trischen, ringförmigen Teil 5, in dem ein Heizsystem, z. B. mit einem elektrischen Widerstand, vorgesehen ist. Auf der dem Drehkörper zugekehrten Seite dieses Teiles ist eine Platte 6 vorgesehen, die dazu
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dient, die imringförmigen Teil freiwerdende Wärme gegen den Drehkörper hin auszustrahlen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Herstellung von Fäden aus einem thermoplastischen Ausgangsmaterial, vorzugsweise von Glasfäden, bestehend aus einem drehbaren Hohlkörper mit einer metallischen Umfangsfläche, vorzugsweise einem metallischen Band, in der bzw. dem in mehreren übereinanderliegenden Reihen die Ausflussöffnungen für das geschmolzene Material vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ausserhalb, jedoch in unmittelbarer Nähe der Umfangsfläche praktisch ausschliesslich auf das Metall des Bandes wirkende Heiz-oder Kühleinrichtungen angeordnet sind, welche die Umfangsfläche über ihre ganze Höhe auf eine von der Temperatur des zugeführten Materials und von der Raumtemperatur unabhängige, gleiche Temperatur bringen.