Verfahren und Vorrichtung zum Abziehen feinster Glasfäden aus einem Glasschmelzbad. Zum Erzeugen feinster, spinnbarer Glas fasern und Glasfäden werden kleine Schmelz öfen benützt, deren Schmelzraum aus einem Behälter aus Platin oder einer geeigneten Platinlegierung besteht, in dessen Boden eine Vielzahl von ebenfalls aus Platin bestehenden Düsen oder Glasaustrittsöffnungen angeord net ist. Zum Speisen dieser Öfen dienen Glasscherben oder Glaskugeln.
Neuerdings werden zum gleichmässigen Speisen derartiger Ofen Glasscheiben möglichst in der ganzen Breite des Ofens verwendet, die in das Schmelzbad eintauchen und in diesem ab schmelzen. Dieses Verfahren setzt jedoch hohe Schmelztemperaturen von zirka l400 C und eine gewisse Höhe des Glasstandes über der Düsenplatte im Boden des Schmelzbehäl ters voraus, um die von der Auflösung der eintauchenden Glasplatte herrührenden käl teren Glasströmungen möglichst auszuglei chen. Die durch die hohe Temperatur des Schmelzbades erzielte geringe Zähflüssigkeit der Glasschmelze bedingt sehr kleine Düsen löcher von etwa 0,25 mm Durchmesser, um feinste Fäden abziehen zu können.
Bläschen oder die geringsten Unreinigkeiten im Schmelzbad führen dann zur Verstopfung von einzelnen Düsenlöchern und demgemäss zu Fadenbrüchen. Das einzige Metall für den Schmelzofen, der als elektrischer Wider standsofen gebaut wird, das bisher derartig hohen Temperaturen und dem Glasangriff widersteht, ist Platin bezw. eine geeignete Platinlegierung, wodurch für das Verfahren erhebliche Kosten entstehen. Alle Versuche, einen Ersatz für Platin zu finden, sind bis her gescheitert,
da die hohen Temperaturen und die Konstruktion des Schmelzofens in der Art des Verfahrens bedingt sind.
Es bestehen auch Verfahren und Vorrich tungen, bei denen spinnbare Glasfäden von Glasstäben mit unmittelbarer oder mittelbarer Erwärmung jeden Glasstabendes abgezogen werden. Ein einwandfreies fortlaufendes Ab ziehen feinster Glasfäden unter 5,u ohne Fa denbruch, besonders für die Erzeugung von Glasseide, ist jedoch kaum möglich. Das gilt auch für ein älteres Verfahren, bei dem ein Glasstab in ein zylindriselies, unten im stumpfen Winkel zugespitztes Schamotte stück gestellt und die Fadenabzugsstelle durch die Flamme eines Bunsenbrenners er hitzt wird.
Mit diesem Verfahren sind nur ganz grobe Glasfäden herzustellen, da hier der Übergang vom Glasstab zur Spinnspitze zu kurz ist und weiter die Voraussetzung zur Erzeugung feinster Fäden unter 5p, näm lich das Vorhandensein und die Dünnflüssig keit eines Schmelzbades, fehlt.
Zum Abziehen feinster Glasfäden dient nach der Erfindung ein Verfahren, bei dem in oben offene und im Boden mit Düsen ver sehene einzelne kleine Schmelzbehälter Glas körper, mveckm.ässig Glasstäbe oder Glasstan gen, von solchem Querschnitt eingeschoben werden und die Wände der Glasschmelz behälter auf solcher Temperatur gehalten werden, dass die Glaskörper durch Berührung mit den Wänden der Glasbehälter abschmel zen und die Behälter derart mit Glas an füllen, dass die Glasschmelze nach oben aus den Schmelzkammern herausquillt und eine halbstarre Glasdichtung zwischen den Glas körpern und den Wandungen der Glas schmelzbehälter bildet,
so dass der nachge schobene Glaskörper eine Kolbenwirkung auf die in dem Schmelzbehälter befindliche Glasschmelze ausüben kann.
Ein Beispiel dieses Verfahrens und einer Vorrichtung gemäss der Erfindung sind im folgenden an Hand der Zeichnung näher er läutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung in grösserem Massstab, Fig. 2 einen Querschnitt durch die ge samte Vorrichtung, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.
In der Zeichnung stellen dar: 1 einen Glasstab, 2 einen Schmelzbehälter, in den der Glasstab in Richtung A eingeführt -ira, 3 eine Heizkammer, die von Sehamotteplatten 4 und 5 begrenzt ist, die gleichzeitig den Schmelzbehälter 2 halten, 6 und 7 Isolier- körper und 8 ein Metallgehäuse, das die ganze Vorrichtung umschliesst bezw. zusammenhält.
Der Glasstab 1 wird beispielsweise durch Spindel- oder Walzenantrieb automatisch in Richtung .1 vorgeschoben und dabei gleich mässig in den Schmelzbehälter 2 eingeführt, der sich nach unten verjüngt und zweck mässig die Form eines längeren Konus auf weist. Sobald der Glasstab, der im Durch messer so bemessen ist, dass er im wesent lichen den Schmelzbehälter ausfüllt, mit der hocherhitzten Wandung der Schmelzkammer 2 in Berührung kommt, schmilzt er ab, so dass sich die Schmelzkammer füllt.
Da diese Kammer 2 nach oben offen ist, so wird er- weielites Glas bei Arbeitsbeginn in Pfeilrich tung ss nach oben gedrückt: diese Masse er starrt in der kälteren Zone bei 9, so dass sich dort. ein ring- und pilzförmiger, dichter CTlas- absclilitss bildet. Das pilzförmige Erstarren des Glases bei 9 wird durch Anordnung eines Isollerkörpens 6, der zweckmässig eine koni sche Aussparung 10 aufweist und den Glas stab 1 beim Eintritt in die Kammer vor St:i-ahlungswiii,nie schützt, begünstigt.
Die ser pilzförmige dichte Abschluss bleibt jedoch noch so nachgiebig, dass der Nachschub des C7lasstabes 1 nicht behindert wird. Der vor beschriebene Glasstab, der durch den pilz- förinigen Abschluss 9 abgedichtet ist, übt jetzt einen Kolbendruck auf die unter dem Glastab gebildete Glasschmelze 11 aus,
so dass die (llassehmelze unabhängig von Mei nen Temperaturschwankungen zwangläufig durch die untere düsenartige öffnung 12 des 5ehmelzbehä lters 2 herausgedrückt wird, um die Spilinspitze 13 zu bilden, von der der Glasfaden 14 abgezogen wird.
Bei diesem zwangläufigen Herauspressen der CTlasschmelze ist nicht mehr eine geringe Z < ilifliissigkeit der CTlasschinelze in dei- Scbmelzkammer bezw. die Anwendung hoher Temperaturen von etwa. l400 C erforderlich, sondern man kann mit wesentlich niedrigeren Erhitzungstemperaturen, etwa zwischen 850 bis 1100" C,
in cler Sehinelzkammer auskoni- inen.
Diese niedrigeren Temperaturen machen es nun möglich, das teure Platin für die Schmelzkammer durch andere Werkstoffe zu ersetzen. Es ist daher möglich, den in Vig. 1 gezeigten Schmelzbehälter aus einem zweck mässig geschliffenen konischen Schamottekör- per 15 herzustellen, der zur Sicherheit noch von einem dünnen Metallmantel 16 aus hitze beständigem Stahl, z. B. Chromnickelstahl, umschlossen wird.
Da. Chromnickelstähle jedoch bei Berührung mit einer Glasschmelze oxydieren, was zu Verstopfungen des Düsen austrittes 12 führen könnte, so besteht die Düse 17 aus einem Platinring, der in ge eigneter Weise auswechselbar mit dem Stahl mantel verbunden., z. B. verschraubt, ist.
Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, bei denen ein grösserer Schmelzbadbehälter aus Platin hergestellt werden musste, ist bei der neuen Vorrichtung Platin , für die kleinen Schmelzbehälter 2 nicht erforderlich, sondern der Platinverbrauch beschränkt sich allein auf einen kleinen Düsenring 17.
Da bei der neuen Vorrichtung die Glas schmelze eine grosse Zähflüssigkeit hat, so kann, wie bekannt, die Düse 12 eine verhält nismässig grosse Öffnung von beispielsweise 2 mm haben, so dass einmal Verstopfungen seltener sind und weiter sich eine im Ver hältnis zu den bekannten Platinöfen mit zirka nur 0,25 mm grossen Düsenöffnungen verhältnismässig dicke und lange Spinnspitze 13 ergibt, die beim Ausziehen ziemlich ela stisch und unempfindlich ist, so dass Faden brüche weitgehend, auch bei Unregelmässig keiten in der Schmelze, vermieden werden.
Die verhältnismässig grosse Düse 12 kann durch Bläschen oder kleine Unreinigkeiten nicht verstopft werden und ein durch die Düse mitgenommenes Bläschen verwandelt sich beim Fadenausziehen in eine feinste Ka pillare, ohne dass dadurch der Faden reisst. Es hat sich gezeigt, dass mit der Vorrich tung nach der Erfindung bei gleicher Düsen öffnung von etwa 2 mm sich Glasfäden in verschiedener Feinheit, z. B. 8,u, 5,u oder 3,u ausziehen lassen, wobei die Fadenfein heit nur durch die Grösse des Nachschubes des Glasstabes 1 bezw. mit dem hierdurch veränderten Druck in dem Schmelzbehälter geregelt werden kann.
Die eigenartige Ein- führung und Durchführung des Glases in dem Schmelzbehälter gewährleistet einen gleichmässigen Erhitzungsvorgang, bei dem der Glasstab 1 erweicht und abschmilzt, die Schmelze in der darunterliegenden Zone wei terhin nach dem Düsenaustritt 12 zu gleich mässig erhitzt wird. wodurch sich eine nach dem Düsenaustritt zu abnehmende Zähflüs sigkeit ergibt, die an dem Düsenaustritt 12 ihren geringsten Grad erreicht.
Durch die trichterförmige Ausbildung des Schmelz behälters und die Kolbenwirkung des Stabes können keine Unregelmässigkeiten im Schmelz fluss entstehen, sondern. es wird ein zwangs weise gesteuerter Durchfluss erzielt. Die Düse 12 kann einen runden, aber auch beliebigen andern, z. B. ovalen, Querschnitt besitzen.
Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, sind mehrere Schmelzbehälter 2 dicht nebenein ander in einer Reihe angeordnet und in einer gemeinsamen Heizkammer 3 untergebracht, so dass die Schmelzbehälter gleichmässig von einem Steinstrahlbrenner 11 oder aber auch mit elektrisch beheizten Sellitstäben, elek trischen Heizspiralen oder dergleichen er hitzt werden können.
Bei der Herstellung von aus einer Viel zahl von Fäden bestehenden Glasgarnen wird der abgezögene Faden 14 fortlaufend mit den Fäden der andern Schmelzbehälter zusam mengeführt und aufgespult. Für diesen Zweck ist es vorteilhaft, die einzelnen Schmelzbehälter nicht wie in Fig. 2 und 3 in einer Reihe nebeneinander, sondern viel mehr ringförmig anzuordnen.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ragt der Düsenring 17 (praktisch etwa 1 mm) in den freien Luftraum. Die Spinnspitze 13 ist, wie bekannt, gegen Strahlungswärme durch den Isolierkörper 7 geschützt. Ausserdem sind an den unten an die Heizkammer 3 ange brachten Isolierkörpern 7, und zwar an den Austrittsöffnungen 12 der Schmelzbehälter Aussparungen 20 von stark konischer oder ähnlicher Form vorgesehen, die einen allseitig freien Luftzutritt zu jeder Spinnspitze 13 er möglichen. Die neue Vorrichtung hat in betriebstech nischer Hinsicht erhebliche Vorzüge.
Bei Verwendung von Glasstäben grösserer Stärke von beispielsweise 10 mm Durchmesser und darüber ist eine Erneuerung nur einmal in einer Arbeitsschicht erforderlich, so dass hier durch und bei selbsttätiger Regelung der Wärmequellen die Wartung vereinfacht wird. Die Kolbenwirkung des Glasstabes 1 ermög licht ferner bei Fadenbruch die selbsttätige Bildung eines aus der Düse 12 herausge- pressten Glastropfens, der durch seine Schwere absinkt und mit geeigneten Mitteln dem Fadenbündel wieder zugeführt werden kann.
Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung eignen sich auch für einen glasähnlichen Stoff, der in der Hitze pla stisch und ziehbar wird.