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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung endloser Fäden
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung endloser Fäden aus in Wärme erweichbarem Material, insbesondere aus Glas, das einer horizontal angeordneten Platte in einer sich drehenden Kammer zugeführt, durch Induktionswärme über die Schmelztemperatur erhitzt wird und zufolge der Erhitzung und der Zentrifugalkraft durch Düsenöffnungen in der Kammerwandung in Form endloser Fäden von gleicher Stärke nach aussen tritt.
Verfahren der oben beschriebenen Art sind bereits bekannt, haben aber den Nachteil, dass durch die auftretenden Kräfte in Verbindung mit einer raschen Abkühlung der ausgezogenen Fäden, das Ausziehen bald aufhört und der erstarrte Faden sodann abbricht.
Zur Erleichterung des Sammeln der ausgezogenen Fäden wurde auch bereits vorgeschlagen, die Fäden in einem die Kammer umgebenden Hohlzylinder durch warme Gasströme umzulenken und die Abkühlung hiebei zu verzögern. Auch dieses Verfahren konnte nicht befriedigen, weil die Fäden nun wohl etwas dünner ausgezogen werden konnten, jedoch bald brachen, so dass das Ziel der Herstellung endloser Fäden nicht erreicht wurde.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird nun erreicht, dass die Fäden in der gewünschten Weise sehr dünn ausgezogen werden und vor allem nicht brechen, also endlos bleiben. Erreicht wird dies dadurch, dass die aus den Düsen austretenden Fäden in an sich bekannter Weise in einem die Kammer umgebenden Hohlzylinder durch warme Gasströme deren Temperatur unterhalb der Austrittstemperatur des zu Fäden zu verarbeitenden Materials liegt und deren Geschwindigkeit geringer ist als die der abgeschleuderten Fäden unter Verhütung einer raschen Abkühlung nach abwärts umgelenkt werden, ohne dass ein weiteres Ausziehen der Fäden stattfindet, wobei im Bereich um die rotierende Kammer ringförmige Luftströme mit unterschiedlichen Temperaturen aufgebracht werden, so dass ein von der umlaufenden Oberfläche nach aussen abnehmender Temperaturgradient entsteht.
Durch die Anordnung der langsamen Luftströmung mit einem progressiv sich verringernden Temperaturgradienten ausserhalb der Kammer werden die frisch gebildeten Fäden allmählich abgekühlt und gleichzeitig hilft die langsame Luftströmung die endlosen Fäden abwärts, weg von der Kammer zu leiten. Das erfindungsgemässe Verfahren fördert die Bildung sehr feiner Fäden und verhindert ein Brechen der Fäden während des Ziehens.
Gemäss einem weiteren, erfindungsgemässen Verfahrensschritt werden die nach unten abgelenkten Fäden zu einem verdrillten Strang gesammelt, eine Massnahme, die im Zusammenhang mit der Herstellung von dünnen Fäden bereits an sich bekannt ist.
Zur Durchführung dieses Verfahrens wurde eine Vorrichtung gefunden, die aus einer rotierenden Kammer mit ebenem Boden und zylindrischer Wand in der Spinndüsen vorgesehen sind sowie aus einer zugeordneten Hochfrequenz-Induktionsheizung besteht. Die erfindungsgemässen Merkmale liegen darin, dass konzentrisch zur Kammer und oberhalb derselben ein Wärmeluftzyklon mit nach abwärts gerichteten Austrittsöffnungen vorgesehen ist, der in mehrere konzentrisch zueinanderliegende getrennte Kammern unterteilt ist, aus denen Warmluft mit unterschiedlicher Temperatur und Geschwindigkeit nach unten austritt, wobei die warme Luft langsamer als die abgeschleuderten Fäden in die Spinnzone eintritt und die endlosen Fäden nach abwärts umlenkt, und die rotierende Kammer von einer zylindrischen Wandung umgeben ist.
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Bei einer vorzugsweisenAusführungsform dieser Vorrichtung ist innerhalb des nach abwärts gerichteten Warmluftstromes in der Höhe der Spinndüsen eine die rotierende Kammer konzentrisch umgebende Hochfrequenz-Induktionsheizung vorgesehen.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben sind. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 eine halbschematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung der einzelnen Stufen des erfindungsgemässen Verfahrens ; Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Anordnung nach Fig. l ; Fig. 3 einen Horizontalschnitt im wesentlichen längs der Linie 3-3 der Fig. 2 : Fig. 4 einen senkrechten Schnitt zur Wiedergabe der erfindungsgemässen Rotorkonstruktion mit den äusseren Heizvorrichtungen und einer Anordnung zur inneren Zuführung von Wärme auf den Rotor ;
Fig. 5 einen der Fig. 2 entsprechenden Teilschnitt zur Wiedergabe einer abgeänderten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer bewegten Atmosphäre oder Umgebung aus erwärmter Luft in der Nachbarschaft des Rotors ; und in Fig. 6 eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform des erfindungsgemässen Rotors.
Das erfindungsgemässe Verfahren und zu seiner Durchführung geeignete Vorrichtungen werden im folgenden an Hand der Herstellung feiner kontinuierlicher Fäden aus Glas beschrieben. Selbstverständlich kann man, ohne-vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, die kontinuierlichen Fäden auch aus anderem, in der Wärme erweichbaren Mineralmaterial oder aus fadenbildenden Harzen oder Polymerisaten herstellen.
In den Fig. 1-3 und insbesondere in Fig. 1 ist ein Träger 10 mit einer Hauptlagerplatte 12 wiedergegeben, auf der senkrechte Streben 14 montiert sind, welche horizontale Glieder 16 tragen. Die Platte 12 ist mit einer Konsole 18 versehen, welche einen Elektromotor 20 trägt, der den Rotor in Umlauf versetzt.
Auf der Lagerplatte 12 befindet sich eine zusätzliche Rahmenkonstruktion 24 mit oberen und unteren Platten 26 bzw. 28, die Wälz- oder Kugellager 30 und 32 tragen. In den Lagern 30 und 32 ist eine umlaufende Konstruktion aus einer hohlen Hülse 36 von im allgemeinen kreisförmig zylindrischer Gestalt mit einem Kegelstumpfteil 38 gelagert, der mit einer herabhängenden, die Rotorkonstrdktion tragenden Zylinderwandung 40 verbunden ist.
Nach Fig. 2 ist die Rotorkonstruktion 44 dünnwandig und besteht aus einem senkrecht angeordneten, kreiszylindrischen Wandungsteil 46 und einer Bodenwandung 48. Sie besteht. zweckmässig aus einer PlatinRhodiumlegierung oder einem andern gegen hohe Temperaturen widerstandsfähigen Material. Das obere Ende der Wandung 46 ist mit einem nach aussen weisenden Kreisflansch 52 und einem nach innen weisenden Flansch 50 versehen. Ausserdem sind Vorrichtungen zum Anschluss des Rotors 44 an dem zylindrischen Hülsenteil 40 vorgesehen.
Wie man aus Fig. 2 erkennt, ist ein Bund 54 von zylindrischer Form mit einem nach innen weisenden Flansch 56 versehen, der an dem Flansch 52 des Rotors mit Hilfe von Stiften 58 oder andern geeigneten Befestigungsvorrichtungen angeschlossen ist, die eine Antriebsverbindung zwischen dem Rotor 44 und dem Kupplungsglied 54 herzustellen vermögen. Der herabhängende Hülsenteil 40 ist mit am Umfang angeord- neten Bajonettschlitzen 62 versehen.
Der obere Bereich des Kupplungsgliedes 54 weist Stifte 64 auf, die mit den Schlitzen 62 eine Antriebsverbindung zwischen der drehbar gelagerten Hülse 36 und dem Kupplungsglied 54 herstellen.
Ein Sperring 66 umgibt den Hülsenteil 40 und ist bezüglich desselben zum Eingriff mit dem oberen Bereich der Kupplung 54 senkrecht verschiebbar, um eine Relativdrehung zwischen dem Hülsenteil 44 und der Kupplung 54 bei Antriebsverbindung über die Stift-Schlitz-Verbindung zu verhindern. Die Hülse 36 ist mit einer Scheibe 70 ausgerüstet, welche mit einem Antriebsriemen 72 in Eingriff steht, welcher von dem Motor 20 über eine Motorantriebsscheibe 74 angetrieben wird, wie man aus Fig. l erkennt.
Die kreiszylindrische Wandung 46 des Rotors 44 weist vergleichsweise geringen Durchmesser, beispielsweise zirka 32 mm Innendurchmesser, auf, wodurch der Rotor mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit angetrieben oder in Umlauf versetzt werden kann, um Schleuderkräfte ausreichender Grösse zu erzielen, die das in der Wärme erweichte, bewegliche Material innerhalb des Rotors durch Reihen kleiner Öffnungen 49 im unteren Bereich der zylindrischen Rotorwandung 46 ausschleudern. Man kann jede beliebige Anzahl kleiner Öffnungen 49 verwenden. Die Anzahl ist lediglich von der Anzahl der herzustellenden kontinuierlichen Fäden abhängig.
Die Öffnungen 49 weisen nur geringe Abmessungen auf, um die Bildung feiner kontinuierlicher Fäden aus Strömen des in der Wärme erweichten, durch die Öffnungen austretenden Materials zu erzeugen. Will man auf einem Rotor eine grössere Anzahl kontinuierlicher Fäden erzeugen, dann kann man eine grössere Anzahl von Öffnungen unter entsprechender Vergrösserung des Durchmessers der Rotorwandung 46 oder
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unter Verwendung eines Rotors von grösserer Länge verwenden.
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens besteht in der Zuführung faserbildenden Materials in feinverteiltem, zerkleinertem oder körnigem Zustand in den Rotor bei normaler Temperatur, wobei das körnige Material auf die Rotorwandung 46 verteilt wird, die erwärmt und auf einer so hohen Temperatur gehalten wird, dass die Teilchen oder Körner rasch in den in der Wärme erweichten, beweglichen oder geschmolzenen Zustand übergehen. Das faserbildende Material wird in zerkleinerter oder kör-
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36 befindet sich eine feste Führung, welche das zerkleinerte oder körnige Material in den Rotor richtet,
Wie man insbesondere aus Fig. 2 erkennt, besteht die Führung aus einem Rohr 76, welches vor einem
Mantel 78 umgeben ist, der ein unteres geschlossenes Ende 79 zur Aufnahme eines Kühlmediùms aufweist.
Diese Anordnung liefert eine lange rohrförmige Kammer 80 zur Aufnahme eines umgewälzten Kühlmittels, welches in die Kammer durch einen Einlass 82 eingeführt und aus ihr durch einen Auslass 84 abgezo- gen wird. Die Umwälzung des Kühlmittels durch die Kammer 80 hält das Führungsrohr 76 und die Hülse 36 auf sicheren Betriebstemperaturen.
Ferner sind Vorrichtungen zur Zuführung des zerkleinerten oder körnigen Materials beispielsweise in Form zertrümmerter Glaskugeln in die Führungsvorrichtung 76 vorgesehen. Wie man aus Fig. l erkennt, ist ein Trichter 86, der zur Aufnahme eines bestimmten Vorrates an zerkleinertem oder körnigem Material dient, oberhalb einer Rinne 88 angeordnet, die auf dem Rahmen 10 sitzt. Die Rinne 88 leitet das faserbildende Material in das Führungsrohr 76. Der Trichter 86 ist mit einem Auslassrohr 90 versehen, das mit der Rinne 88 zur Zuführung des Materials in den Trichter 86 fluchtet.
Dem Trichter 86 sind Vorrichtungen zur Steuerung oder Regulierung der Zuführungsgeschwindigkeit des zerkleinerten oder körnigen Materials in den Rotor zugeordnet. Wie man aus Fig. 1 erkennt, ist der Trichter an seinem mit dem Abgaberohr 90 in Verbindung stehenden Ende mit einem zylindrisch geformten Teil 92 versehen, in dem eine Welle 93 gelagert ist, die eine Zuführungstrommel 94 trägt. Diese Zuführungstrommel ist mit Flügeln 95 versehen, welche in dem zylindrischen Teil 92 des Trichters mit Spiel umlaufen. Die umlaufenden Flügel 95 stehen mit dem im Trichter befindlichen Material im Eingriff und fördern fortschreitend abgemessene Materialmengen in das Rohr 90.
Ein auf der Welle 93 sitzendes Kettenrad ist mit Hilfe einer Antriebskette 98 mit einem Kettenrad 99 verbunden, welches einem Untersetzungsgetriebe in einem Gehäuse 100 zugeordnet ist. Dieses Untersetzungsgetriebe wird von einem Elektromotor 102 angetrieben, der dazu dient, die Materialzuführungsund Abmesstrommel 94 anzutreiben. Das Getriebe innerhalb des Gehäuses 100 kann ein Wechselgetriebe sein, um die Umlaufgeschwindigkeit der Zuführungstrommel ändern zu können. Man kann jedoch auch jede andere Wechselgeschwindigkeitsantriebsvorrichtung zum Drehen der Trommel 94 verwenden.
Innerhalb des Rotors 44 befindet sich eine Plattform oder ein Materialverteilungsglied 106 mit vorzugsweise kegelstumpfförmiger Gestalt, wie man aus Fig. 2 erkennt. Die Plattform weist kreisförmigen Grundriss auf und sitzt auf radial verlaufenden Streben oder Schienen 108 (Fig. 3), die an die Innenfläche der senkrechten Rotorwandung 46 angeschweisst oder in anderer Weise dort befestigt sind. Sie sind an der Verteilerplatte 106 befestigt, so dass dieses Glied 106 innerhalb des Rotors drehbar ist.
Die Streben 108 sind vergleichsweise dünn, so dass sie die Bildung eines Filmes in der Wärme erweichten Materials auf der inneren Zylinderoberfläche der Rotorwandung 46 nicht merklich behindern. Das feinverteilte, infolge seines Gewichtes durch das Führungsrohr 76 nach unten fallende Material M trifft, wie man aus Fig. 2 erkennt, auf die umlaufende Verteilerplatte 106 auf, wobei es durch die Zentrifugalkräfte auf die Innenoberfläche der senkrechten Wandung 46 des Rotors gerichtet wird.
Bei der in den Zeichnungen dargestellten Anordnung findet Hochfrequenzinduktionserwärmung des Rotors auf eine Temperatur Verwendung, die ein schnelles Schmelzen des körnigen Materials in einen in der Wärme erweichten, fliessfähigen Zustand ermöglicht, so dass ein Film aus sich bewegenden, in der Wärme erweichten oder geschmolzenen Material entsteht und auf der Innenoberfläche der Rotorwandtmg 46 kontinuierlich aufrecht erhalten wird.
Wie man aus den Fig. l, 2 und 3 erkennt, umgibt eine Induktionheizspule 110 die senkrechte Wandung 46 des Rotors in einem Bereich gerade oberhalb der obersten Reihe von Öffnungen 49, wobei die von der Induktionsspule kommenden Leitungen 112 und 114 an eine schematisch in Fig. 1 wiedergegebene Stromquelle 116 angeschlossen ist, die einen Hochfrequenzstrom von 10 000 Hz und mehr liefert und der Heizwicklung 110 zuführt. Die Metalleiter der Spule sind hohl und werden mit Wasser gekühlt. Die Wicklungen der Spule 110 sind mit einer Schutzschicht aus Glasfasern und Harz versehen, um die Wicklungen gegeneinander zu isolieren.
Durch Aufgabe vom Hochfrequenzstrom auf die Spule 110 wird der umlaufende Rotor 44 auf eine Temperatur von zirka 13800 und darüber erwärmt, also ausreichend hoch, um das körnige Material, das
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sich auf der senkrechten Wandung 46 sammelt, zu erweichen und zu schmelzen.
Der Rotor 44 läuft mit Geschwindigkeiten bis zu 7 000 Umdr/min und darüber abhängig vom Durchmesser des Rotors und der gewünschten Grösse der entwickelten Zentrifugal- oder Schleuderkräfte auf dem Film aus fliessfähigem, erweichtem Glas im Bereich der Öffnungen 49 um, aus denen das erweichte Material nach aussen ausgeschleudert und durch die Zentrifugalkräfte und die Umlaufbewegung des Motors unter Bildung feiner kontinuierlicher Fäden F ausgezogen wird.
Die Fäden laufen nach unten und werden in einem Bereich 120 zur Herstellung eines verdrillten Mehrfadenstranges oder Garnes 122 zusammengebracht, welcher auf einer umlaufenden Sammelhülse 124 gesammelt wird, die auf einem umlaufenden Dorn 126 sitzt. Der mehrfädige Strang wird in Längsrichtung der Sammelhulse 124 mit Hilfe einer nicht gezeichneten Querführungsvorrichtung verschoben, so dass eine Wickelpackung entsteht.
Um die einzelnen kontinuierlichen Fäden vom Rotor nach unten zu richten und eine ausreichende Ausziehwirkung zu erzielen, wird an der Aussenoberfläche der Rotorwandung 46 und in dem die sich nach aussen bewegenden kontinuierlichen Fäden enthaltenden Bereich eine Atmosphäre aus erwärmter Luft vorgesehen. Die erwärmte Luft wird in diesen den Rotor umgebenden Bereich kontinuierlich mit vergleichsweise niedriger Strömungsgeschwindigkeit zugeführt, so dass ein sich nach unten bewegender erwärmter Luftstrom in Form einer sanften Briese entsteht, der die Auswärtsbewegung der kontinuierlichen Fäden allmählich verzögert und dazu beiträgt, dass die Fäden nach unten in der allgemeinen in Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Bahn gerichtet werden.
Bei der in den Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Anordnung ist ein ringförmig geformtes, konzentrisch zur Achse des Rotors angeordnetes Glied 130 mit einer ringförmigen Verteilerleitung 132 versehen. Das Glied wird von Konsolen 131 unterstützt. Die Verteilerleitung oder Kammer 132 ist mit Hilfe von Rohrgliedern 134 mit einer Heizkammer 136 verbunden, in die mit Hilfe eines Gebläses 138 und einer Leitung 140 atmosphärische Luft zugeführt wird. Die Heizkammer 136 ist mit elektrisch versorgten Heizbändern oder-leisten 142 versehen, welche die durch die Leitung 140 eintretende Luft erwärmen, bevor sie in die Kammer 132 gelangt.
Man kann auch andere Vorrichtungen zur Erwärmung der Luft verwenden. Eine untere Wandung 144 und eine winkelig angeordnete oder kegelförmig ausgebildete Wandung 146 sind mit einer oder mehreren Reihen von Öffnungen 148 bzw. 150 versehen, wie man aus Fig. 2 erkennt. Die Öffnungen 150 in der Wandung 146 richten die Luft in Richtung der Rotorwandung 46, während die Öffnungen 148 in der Wandung 144 die Luft in den von den sich nach unten auswärts vom Rotor bewegenden Fäden besetzten Raum richten.
Die Heizvorrichtung 136 heizt die von der Kammer 132 kommende Luft auf zirka 2500 und mehr auf und auf diese Weise bewegen sich die Fäden bei ihrem Ausziehvorgang in einer erwärmten Umgebung, wobei diese erwärmte Umgebung Wärmeverluste am Rotor verzögert oder vermindert. Die mit niedriger Geschwindigkeit strömenden, aus den Auslässen 148 und 150 kommenden Luftströme beeinflussen die Bewegung der einzelnen ausgezogenen, kontinuierlichen Fäden derart, dass sich ihre Bewegungsrichtung nach unten umlenkt.
Die durch den Luftstrom aus der Kammer 132 geschaffene erwärmte Umgebung wird vorzugsweise von einer zweiten ringförmigen Umgebung erwärmter Luft mit niedriger Temperatur als die Temperatur der aus der Kammer 132 austretenden Luft umgeben. Wie man aus Fig. 2 erkennt, umgibt ein zweites ringförmiges Glied 154, das von dem Glied 12 getragen wird, die Kammer 132 und ist mit einer Kammer 155 versehen, die über ein Gebläse 156 und eine Leitung 158 atmosphärische Luft aufnimmt. Die vom Gebläse 156 kommende Luft kann in einer Kammer 157 durch elektrische Heizbänder 159 erwärmt werden, welche die Luft in der Kammer 155 auf über Raumtemperatur, jedoch eine Temperatur erwärmen, die niedriger liegt als diejenige der von der ersten Kammer 132 kommenden Luft.
In der ringförmigen Kammer 155 sind Prallglieder 160 angeordnet, um die erwärmte Luft über die Kammer zu verteilen. Die untere Wandung 155 weist die Form einer gelochten Platte 162 auf, wobei die aus der Kammer 155 kommende Luft mit niedriger Geschwindigkeit durch die vielen Öffnungen 164 in der Lochplatte 162 austritt. Die Luftströmung aus der Kammer 155 liefert eine den erstgenannten erwärmten Raum umgebenden Raum mit niedrigerer Temperatur, um die kontinuierlichen Fäden weiterhin nach unten abzulenken.
Ein zylindrisches Gehäuse 168, das am Rand der Ringleitung 154 befestigt ist und von ihr herabhängt, bildet eine Vorrichtung zur Begrenzung der Umgebung aus erwärmter Luft und zur Beeinflussung der Bewegung der erwärmten Luft nach unten, so dass die kontinuierlichen Fäden F in den in den Fig. 1 und 2 angegebenen Richtungen nach unten abgelenkt werden.
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Durch die Anordnung der Kammern 132 und 155 zur Zuführung erwärmter Luft mit unterschiedlichen Temperaturen in den kreisförmigen Behälter 168 wird ein von der Achse des Rotors 44 nach aussen abnehmender Temperaturgradient erzeugt.
Die in den Fig. 1 - 3 wiedergegebene Anordnung arbeitet wie folgt : Der Trichter 86 wird mit in der Wärme erweichbarem faserbildendemMaterial in feinverteiltem, zerkleinertem oder körnigem Zustand gefüllt. Wenn es sich bei dem faser- oder fadenbildenden Material um Glas handelt, wird das Glas sehr gut geläutert und vorher in Stücke oder Kugeln geformt, die gemahlen oder gebrochen werden, so dass sie schliesslich körnige Form annehmen.
Durch Erregung des Rotors 20 wird der Rotor 44 mit einer Geschwindigkeit bis zu 7 000 Umdr/min und darüber in Umlauf versetzt, so dass Zentrifugal- oder Schleuderkräfte entstehen, die das in Filmform vorliegende geschmolzene Material im Rotor durch die Öffnungen 49 in der Rotorwandung 46 ausschleudern.
Der den Rotor umgebende Induktionsheizer 110 wird mit Hochfrequenzstrom beschickt, so dass er den Bereich des Rotors erwärmt, der vom Induktionsheizer umgeben ist. Die Erwärmung erfolgt auf eine Temperatur von zirka 13700 und darUber. Die Gebläse 138 und 156 liefern die Luft in die Heizkammern 136 und 157.
Die Heizbänder 142 in der Kammer 136 werden erregt und heizen die Luft in der Anlage 136 auf eine Temperatur von zirka 2700 und darüber und unter dem Druck des Gebläses 138 strömt die erwärmte Luft durch die Leitung 134 in die Kammer 132, dann durch die Öffnungen 148 und 150 in den Wandungsbereich des ringförmigen Gliedes 130, welches die Kammer 132 bildet, wodurch sich die erwärmte Luft mit niedriger Geschwindigkeit nach unten längs des Rotors und im ringförmigen Bereich um den Rotor bewegt.
Die Heizbänder 159 in der Kammer 157 werden erregt und erwärmen die durch die Öffnungen 163 mit niedriger Temperatur als derjenigen der Luft aus der Kammer 132 zugeführte Luft. Die durch die Öffnungen 164 kommende Luft hat vorzugsweise eine Temperatur zwischen 35 und 1500, jedoch kann dieser Temperaturbereich nach oben und unten überschritten werden. Die aus der Kammer 155 kommende Luft lenkt die kontinuierlichen Fäden F nach unten ab und hält die erhitzte Luft aus der Kammer 132 in einem Umgebungsbereich des Rotors, um derart ein rasches Abschrecken des faserbildenden Materials zu verzögern oder zu verhindern.
Im Inneren der den mit den Öffnungen 49 versehenen Bereich des Rotors umgebenden und in horizontaler Flucht mit dem Rotor liegenden Hülse 168 kann eine zweite wasserge- kühlte Induktionsheizspule 166 zur Erwärmung dieses Teiles des Rotors vorgesehen werden. Die Induktionsheizspule 166 kann mit Hochfrequenzstrom aus einem Generator 116 versorgt werden.
Der Motor 102 betätigt die Zuführungstrommel 94 im unteren Bereich des Trichters 86 derart, dass sie das zerkleinerte oder kömige, faserbildende Material kontinuierlich aus dem Trichter 86 in das Rohr 90 und die Rinne 88, durch das Führungsrohr 76 und auf die Plattform oder die Verteilerplatte 106 in der Bahn des durch das Rohr 76 kommenden Materials zumisst und zuführt. Die durch den Umlauf der Verteilerplatte 106 hervorgerufenen Zentrifugalkräfte liefern das zerkleinerte oder körnige Material nach aussen auf die Innenoberfläche der Rotorwandung 46 oder in Berührung mit auf der Wandung befindlichem Material, das bereits unter der intensiven Erwärmung der Rotorwandung durch den in der Induktionsheizspule 110 fliessenden Hochfrequenzstrom in der Wärme erweicht worden ist.
Auf diese Weise wird das feinvertei. 1te faserbildende Material auf der Innenoberfläche der Rotorwandung 46 schnell erwärmt und in einen erweichten, fliessfähigen oder beweglichen Zustand übergeführt, der die Bildung eines dünnen Filmes auf der Innenoberfläche der Wandung 46 ermöglicht.
Der sich nach innen erstreckende Flansch am oberen Ende des Rotors begrenzt die Aufwärtsbewegung des strömungsfähigen Materials und drückt unter dem Einfluss der Zentrifugalkräfte das erweichte fliessfähige Material des Filmes kontinuierlich nach aussen durch die Öffnungen 49 in Form von einzelnen Körpern. Unter dem Einfluss der Zentrifugalkräfte, die beim Umlauf des Rotors entstehen, werden diese Einzelkörper zu feinen kontinuierlichen Fäden F ausgezogen.
Die sanften, nach unten aus den Auslässen der Kammern 132 und 155 gelieferten Luftströme unterstützen die Ablenkung der kontinuierlichen Fäden nach unten. Infolge des Umlaufs des Rotors wird die Gruppe aus kontinuierlichen Fäden im Bereich 120 verdrillt, so dass ein Strang 122 aus den Fäden gebildet wird, der auf einer umlaufenden Hülse 124 gesammelt wird, die auf dem Dorn 126 steckt. Die Zuführungsgeschwindigkeit des aus dem Trichter 86 zugeführten, feinverteilten oder zerkleinerten Materials, lässt sich durch eine im Gehäuse 100 sitzende Geschwindigkeitwechselvorrichtung steuern und regeln, welche das MaterialzufUhrungs- und Abmessventil 94 antreibt.
Durch dieses Verfahren zur Herstellung kontinuierlicher Fäden bzw. durch die zur Durchführung dieses Verfahrens bestimmte Vorrichtung wird feinverteiltes Material in innige Berührung mit der intensiv heissen Rotorwandung 46 gebracht und rasch in einen erweichten und fliessfähigen Zustand in einer Zone
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übergeführt, wo die Wärme infolge der Verwendung von Hochfrequenzstrom in der Induktionsheizspule 110 mit minimalen Wärmeverlusten konzentriert ist. Die aus der Kammer 132 kommende, erwärmte Luft
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ben wird, wodurch ein hoher Nutzeffekt der Auszieharbeit gewährleistet ist.
Die Verwendung eines vergleichsweise kleinen Rotors bringt wesentliche Einsparungen an Platin-Rhodium-Legierung, die sehr teuer ist. Darüber hinaus beseitigt das erfindungsgemässe Verfahren die Verwendung einer stationären ZufUhrungsvorrichtung mit einer beträchtlichen Menge an Vorratsglas, das auf hoher Temperatur gehalten werden muss, um die für die Ausziehzwecke erforderlichen Ströme geschmolzenen Glases vorrätig zu halten.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird der Glasbruch im Rotor in den geschmolzenen Zustand verbracht, u. zw. wird nur die Menge an Glasbruch erwärmt, die erforderlich ist, um einen dünnen Film aus geschmolzenem Glas auf der Rotoröberfläche herzustellen, so dass die Forderung nach Aufrechterhaltung einer kontinuierlichen Zuführung erweichten Glases durch die Rotoröffnungen 49 erfüllt ist.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt zur Wiedergabe einer abgeänderten Ausführungsform eines Rotors in Verbindung mit Vorrichtungen zur Aufbringung von Wärme in das Innere des Rotors, insbesondere mittels Hochfrequenzinduktion.
Bei dieserAusführungsform weist der Rotor 170 eine Bodenwandung 171 und eine senkrechte zylindrische Wandung 172 auf, die an ihrem oberen Ende mit einem nach aussen gerichteten Ringflansch 173 und einem nach innen gerichteten Ringflansch 174 versehen ist. Die Wandung 172 ist im unteren Bereich mit mehreren Reihen von Öffnungen 176 versehen, durch welche das in der Wärme erweichte oder geschmolzene Material des auf der Innenoberfläche der Wandung 172 befindlichen Materialfilmes durch die Schleuderkräfte herausgedrückt und zu kontinuierlichen Fäden ausgezogen wird.
Der Rotor 170 ist mit einer axial angeordneten Strebe 178 versehen, welche eine Plattform oder ein Materialverteilungsglied 180 ähnlich dem Materialverteiler 106 nach Fig. 3 bildet. Das Materialzuführungsrohr 76a steht mit dem Verteiler 180 in Flucht, wodurch das faserbildende Material in feinverteilter oder zerkleinerter Form, das auf den Verteiler 180 aufgebracht wird, durch Zentrifugalkräfte infolge des Umlaufs des Verteilers nach aussen auf die Innenoberfläche der Rotorwandung 172 geschleudert wird.
In das Innere des Rotors 170 erstreckt sich nach unten ein rohrförmiges Glied 182 mit einem ge- krümmen Auslass oder Ellbogenteil 184 am unteren Ende, wie man aus Fig. 4 erkennt, welcher in den unteren Randbereich der Wandung 172 in der Nähe der Verbindung mit der Bodenwandung 171 des Rotors gerichtet ist. Dieses rohrförmige Glied 182 lässt sich mit einer Zuführungsleitung für ein verbrennbares Ge- misch, beispielsweise Brenngas und Luft, verbinden, welches unter vergleichsweise niedrigem Druck steht und durch die rohrförmige Vorrichtung zum Austritt aus dem gekrümmten oder Ellbogenteil 184 in den Rotor geführt wird.
Das brennbare Gemisch wird am Auslass des gekrümmten Teiles 184 gezündet und liefert im unteren inneren Randbereich des Rotors Wärme zur Unterstützung der Aufrechterhaltung des in der Wärme erweichten Filmes aus faserbildendem Material im Rotor, damit dieser in einem fliessfähigen Zustand verbleibt und durch die Öffnungen 176 leicht austreten kann. Der Rotor 170 wird durch Hochfrequenzstrom über die Induktionsheizwicklung 110a beheizt und die durch das Abbrennen des brennbaren Gemisches am Auslass des Teiles 184 gelieferte Zusatzwärme vermeidet, dass das Material im unteren Bereich des Rotors zäher wird, ein Zustand, der die Fliessfähigkeit des Materials beeinträchtigen würde.
Fig. 5 ist ein Teilschnitt der dem Teilschnitt nach Fig. 2 entspricht, und zeigt eine abgeänderte Aus- führungsform der Kammern zur Herstellung der aufeinanderfolgenden Luftbereiche mit verschiedenen Temperaturen im Bildungsbereich der kontinuierlichen Fäden. Bei dieser Ausführungsform sind der Rotor 44a und seine Antriebsvorrichtungen die gleichen wie nach Fig. 2.
Die Ringleitung 130a, die Ringkammer 132a, und die Luftaustrittsöffnung 148a und 150a sind im wesentlichen die gleichen-wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2. Die Ringkammer 132a nimmt aus dem Luftheizgerät 136a erwärmte Luft mit Temperaturen bis zu 2700 und darüber auf, worauf diese Luft in einen den Rotor 44a umgebenden und in seiner Nachbarschaft liegenden Bereich abgegeben wird.
In der Nähe der Verteilerleitung 130a und unterhalb derselben findet sich eine zweite Verteilerleitung 186, deren innere Ringwandung 188 eine Vorrichtung zur Begrenzung der erwärmten Luft bildet, die durch die in der Nähe des Rotors befindlichen Öffnungen 148a und 150a zugeführt wurde. Die Verteilerleitung 186 weist eine äussere Begrenzungswandung 190 auf, die eine zylindrische Hülse 168a trägt. Das Glied 186 ist mit einer kreisförmigen Trennwand 192 versehen, die das hohle Innere des Gliedes 186 in eine Kammer 194 und in eine zweite, konzentrisch dazuliegende Kammer 196 unterteilt.
Eine Platte 198 bildet die Bodenwandung der beiden Kammern und weist eine vergleichsweise grosse
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Anzahl kleiner Öffnungen 200 auf, durch die die Luft aus den Kammern 194 und 196 in den durch die kreisförmige Hülse 168a begrenzten Bereich zugeführt wird. Die Kammer 194 wird mit Luft aus einem nicht gezeichneten Gebläse versorgt, wobei die Luft über eine Heizvorrichtung 157a geleitet wird, wel- che die ankommende Luft auf eine Temperatur erwärmt, die niedriger ist als die Temperatur der der
Kammer 132a zugeführten Luft.
Die Kammer 196 liefert die Luft mit Zimmertemperatur durch ein Rohr 206, welches mit einem nicht gezeichneten, geeigneten Gebläse verbunden ist, so dass eine den Bereich der erwärmten Luft umgebende Luftbewegung mit niedriger Geschwindigkeit entsteht. Die Kammern 194 und 196 können mit Prallble- chen 209 bzw. 210 versehen sein, um die Verteilung dieser Luft in den Kammern zu unterstützen. Somit wird durch die Anordnung der Kammern 132a, 194 und 196 zur Zuführung von Luft mit unterschiedlichen Temperaturen in einen den Rotor umgebenden Bereich ein Temperaturgradient erzeugt, wobei mit steigendem Abstand vom Rotor fortschreitend niedrigere Temperaturen aufrecht erhalten werden.
Die Umgebung mit der höchsten Temperatur befindet sich in der Nachbarschaft des Rotors 44a und die aus den Kammern mit niedriger Geschwindigkeit kommenden Luftströme lenken die kontinuierlichen Fäden F nach unten ab.
In Fig. 6 ist eine abgeänderte Ausführungsform eines Rotors wiedergegeben. Dieser Rotor 216 ist mit einer Wandung 218 versehen, die vom Flansch 220 nach aussen und unten schwach konisch läuft, um den Druck des geschmolzenen Materials des Films in der Nähe der inneren Oberfläche 222 in Richtung des Bereiches der Öffnungen 224 zu unterstützen. Obwohl in Fig. 6 nur eine einzige Reihe solcher Öffnungen wiedergegeben ist, ist es selbstverständlich, dass man mehrere solcher Reihen abhängig von der Anzahl der mit einem einzigen Rotor herzustellenden Fäden verwenden kann.
Der unter dem konischen Wandungsteil 218 liegende untere Bereich des Rotors ist mit einem Kegelteil oder einer Kappe 226 versehen, um die Turbulenz unmittelbar unter dem Rotor zu reduzieren.
Bei den wiedergegebenen Ausführungsformen der verschiedenen Rotoren ist die Platte oder der Materialverteiler im oberen Bereich des Rotors angeordnet und wird im wesentlichen durch die Induktionsheiz" anlage umgeben, so dass das Glasgemenge bzw. die Glasscherben auf die Rotorwandung in einem Bereich hoher Temperaturen verteilt werden, um die Teilchen wirksam in den geschmolzenen Zustand zu überführen. Es ist selbstverständlich, dass, obwohl sich das Verfahren und die Vorrichtung insbesondere zum Überführen körnigen oder feinverteilten, faserbildenden Materials in einen erweichten oder fliessfähigen Zustand eignen, auch ein Strom aus in der Wärme erweichtem Glas oder anderem Material durch das Führungsrohr auf die Plattform aufgegeben und das erweichte Material auf die Rotorwandung verteilt werden kann.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den Zeichnungen wiedergegebenen und in der Beschreibung erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann in dem Fachmann bekannter oder naheliegender Weise entsprechend abgeändert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung endloser Fäden aus in Wärme erweichbarem Material, insbesondere aus Glas, das einer horizontal angeordneten Platte in einer sich drehenden Kammer zugeführt, durch Induktionswärme über die Schmelztemperatur erhitzt wird und zufolge der Erhitzung und der Zentrifugalkraft durch Düsenöffnungen in der'Kammerwandung in Form endloser Fäden von gleicher Stärke nach aussen tritt, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Düsen austretenden Fäden in an sich bekannter Weise in einem die Kammer umgebenden Hohlzylinder durch warme Gasströme deren Temperatur unterhalb der Austrittstemperatur des zu Fäden zu verarbeitenden Materials liegt und deren Geschwindigkeit geringer ist als die der abgeschleuderten Fäden unter Verhütung einer raschen Abkühlung nach abwärts umgelenkt werden,
ohne dass ein weiteres Ausziehen der Fäden stattfindet, wobei im Bereich um die rotierende Kammer ringförmige Luftströme mit unterschiedlichen Temperaturen aufgebracht werden, so dass ein von der umlaufenden Oberfläche nach aussen abnehmender Temperaturgradient entsteht.