CH306592A - Verfahren und Einrichtung zum kontinuierlichen Spinnen dünner Fäden aus Kieselsäure. - Google Patents

Description

  <B>Verfahren und</B>     Einrichtung   <B>zum kontinuierlichen Spinnen</B>     dünner   <B>Fäden aus</B>     Kieselsäure.       Die vorliegende Erfindung betrifft ein  Verfahren und eine Einrichtung zum     konti-          nuierlielien    Spinnen dünner Fäden aus Kie  selsäure.  



  Die bisher verwendeten Verfahren zur  Herstellung von dünnen Fäden mit einem  Durchmesser von zum Beispiel unter 0,01 mm  aus Kieselsäure, z. B. Quarz, sind sehr um  stündlich und kostspielig, so dass sie nur eine  eng begrenzte Anwendung erfahren konnten.  Erwähnt sei beispielsweise die Verwendung       solcher    Fäden zur Aufhängung von Spulen  oder dergleichen in hochempfindlichen     elek-          t.rischen        llessinstrumenten    mit     Spiegelable-          5ung.     



  Infolge der vorzüglichen, zum Teil einzig  artigen physikalischen und chemischen Eigen  schaften würden sich Gespinste aus zu sehr       feinen    Fäden gezogener Kieselsäure     hervor-          ragend    zur Herstellung von Seilen, Geweben  und dergleichen eignen, die alle     guten    Eigen  schaften des Quarzes aufweisen, wie praktisch  keine elastische Nachwirkung, eine hohe Zug  festigkeit und Beständigkeit gegen atmosphä  rische Einflüsse. Dies setzt jedoch voraus, dass  es möglich ist, auf rationelle Weise Fäden in  kontinuierlichem Verfahren aus geschmol  zener oder zum mindesten plastisch gemachter  Kieselsäure zu ziehen.  



  Erfindungsgemäss lässt sich dies nun da  durch erreichen, dass Kieselsäure in einem       Cefäss,    das eine Temperatur von 2000  C aus  halten kann, unter Druck durch Wärme min  destens plastisch gemacht und dann durch    eine Öffnung im Gefäss hindurchgedrückt  wird, wobei ein angetriebener Haspel den ge  bildeten Faden aus- und abzieht.  



  Die     Schmelzung    oder Erweichung     unter     hohem Druck ist notwendig, um die starke  Sublimation der Kieselsäure, die vor dem  Schmelzpunkt eintritt, zurückzuhalten. Die  Erhitzung kann zum Beispiel mit Wider  standsheizung, mit     Hochfrequenzheizung    oder  mit dem elektrischen Lichtbogen erfolgen. Be  sonders der letztere eignet sich dafür gut. Bei  einem     Durchführungsbeispiel    des Verfahrens  wird infolge des hohen     Druckes    von 10 atü  der Spannungsabfall im Lichtbogen ein Viel  faches desjenigen bei Atmosphärendruck;  man kann deshalb mit geringeren Stromstär  ken bei der gleichen Leistung arbeiten, wo  durch die Stromdurchführungen in den  Druckofen einfacher werden.  



  Um mit einer geringen     Motorenleistung     für den Antrieb des Haspels auszukommen, ,  empfiehlt es sich, das Spinnen im Vakuum  vorzunehmen. Dadurch wird ferner erreicht,  dass der dune Fäden durch die um den schnell  drehenden     Flaspel    auftretenden     Luftwirbel     nicht zerrissen oder fortgeschleudert wird.  



  Nachstehend werden Ausführungsbeispiele  der Erfindung an Hand der Zeichnung näher  erläutert. Es bedeutet 1 den Schmelztiegel, der       ziun    Beispiel aus Wolfram bestehen kann und  einen verstärkten Boden 2 mit einer Öffnung  3 aufweist. Der Durchmesser der     Öffnung    be  trägt vorzugsweise etwa einige Zehntelmilli  meter, hängt jedoch von der Temperatur und      dem Druck im Schmelztiegel ab. Mit 4 ist die  Schmelze bezeichnet, mit 5 eine elektrische  Stromeinführung durch die druckdichte Iso  lation 6, mit 7 die     Lichtbogenelektroden    aus  zum Beispiel Wolfram, die zur Heizung die  nen.

   Als Strahlungsschutz dienen drei 'Zylin  der 8 aus     Molybdänblech.    Der Schmelztiegel 1  ist auf eine Platte 9 aufgebaut, die zur Küh  lung von Kühlmittel durchströmte Kanäle 10  besitzt. Die Platte besteht vorzugsweise aus  einem korrosionsfesten und wärmebeständigen  Metall, z. B.     Chromnickelstahl.    -Der Schmelz  tiegel 1 mit dem Strahlungsschutz und den       Lichtbogenelektroden    ist von einem druck  festen Gehäuse 11 aus zum Beispiel     Stahlguss     umgeben, das mit einem nicht dargestellten  Kühlmantel für Wasser-, Luft- oder Ölküh  lung versehen ist.

   Auf dem für Innendruck  vorgesehenen Gehäuse 11 ist druckdicht be  festigt das Vorratsgefäss 12, das mit. dem In  nern des Gehäuses 11 zwecks Druckausglei  ehes durch ein Rohr 13 verbunden ist. Im Vor  ratsgefäss 12 herrscht somit der gleiche Druck  wie im Schmelztiegel. Ein Schneckentrieb 14  regelt den Nachschub des Schmelzgutes 15 aus  dem Vorratsgefäss 21 in den Tiegel 1. Der  Antrieb der     Schnecke    14 erfolgt über die  Rolle 16 von einem nicht gezeichneten Motor  aus. Unterhalb der Platte 9 ist ein Vakuum  gehäuse 17 angebracht, in welchem sich der  Haspel 19 mit seinem Antriebsmotor 18 zum       Aus-        lind        Abziehen.    des gebildeten Fadens be  findet.

   Die elektrischen Anschlüsse 20 für den  Motor 18 sind vakuumdicht     und    isoliert durch  die     Wandung    des Gehäuses 17 eingefügt. Der  Motor 18 wird, damit eine grössere Tourenzahl  erreicht und seine Abmessungen klein gehal  ten werden können, zweckmässig     mit    hoher  Frequenz, z. B. 200 Hz, betrieben. Um eine  bessere Kühlung des Motors zu erzielen, ist es  unter Umständen vorteilhaft, den Motor  ausserhalb des Vakuumgehäuses 17 anzuord  nen. In diesem Falle kann dann als Antrieb  auch ein Gleichstrommotor verwendet werden.  



  Innerhalb des Druckgehäuses 11     wird    beim  Arbeiten ein hoher Druck, z. B. von 10 atü,  erzeugt. Als Druckgas dient hierbei mit Vor  teil     Stickstoff.    Das Vakuum im Gefäss 17 wird    mit einem an sich bekannten und nicht dar  gestellten Unterdruckerzeuger, z. B. einer Va  kuumpumpe, aufrechterhalten. Es braucht  kein Hochvakuum zu sein; es genügt für den  vorliegenden Zweck schon ein     Vakuiun    mit  einem Druck von etwa 5 mm     IIg.    Das Spinnen  im Vakuum hat weiter den Vorzug,     da.ss    der       Schmelztiegel    1 am Boden nicht     oxydiert    wird.

    Das durch die Hitze von etwa 1900  C oder  darüber     geschmolzene    oder plastisch gewor  dene     Schmelzgut    4 dringt unter dem genann  ten     Überdruck    durch die untere Öffnung 3 im  Tiegel 1 und wird von der Haspel 19 auf  genommen und zu einem dünnen Faden aus  gezogen.  



  Um besonders rationell arbeiten zu können,  kann der Boden 2 des Tiegels 1 auch     finit        meh-,          reren    Öffnungen 3 versehen werden, damit  gleichzeitig zwei oder mehr Fäden abgezogen  werden können. Ferner können noch Mittel  zur Fadenführung für den Haspel vorgesehen  werden. Solche Vorrichtungen sind aus der       Spinnereitechnik    bekannt.  



  Es hat sieh     gezeigt,    dass es mit dem be  schriebenen Verfahren möglich ist, in konti  nuierlicher Weise Fäden von nahezu beliebig  dünnem Durchmesser und beliebiger Länge  zu erhalten, wobei durch die Temperatur des       Schmelzgutes    4, das mindestens plastisch ge  macht werden muss, und die Umfangsge  schwindigkeit des Haspels 19 die Dicke des  Fadens in weiten Grenzen variiert werden  kann. So erhält man zum Beispiel bei einer  Temperatur von 1950  C und 12000 Umdre  hungen je Minute des Haspels und bei einem       Haspel-Aussendurchmesser    von 150 mm ent  sprechend einer minimalen     (Anfangs-)Um-          fangsgeschwindigkeit    von ungefähr 94 Meter  je Sekunde einen Faden mit einem Durch  messer von 0,001 bis 0,002 mm.

Claims (1)

1. PATEN TANSPRL CHE I. Verfahren zum kontinuierlichen Spin nen dünner Fäden aus Kieselsäure, dadurch gekennzeichnet, dass Kieselsäure in einem CTe- fäss, das eine Temperatur von 2000 C aus halten kann, unter Druck durch Wärme zum mindesten plastisch gemacht und dann durch eine Öffnung im Gefäss hindurchgedrückt wird, wobei ein angetriebener Haspel den ge bildeten Faden aus- und abzieht.

   IL Einrichtung zur Ausübung des Verfah rens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch ein in einem für Innendruck vorgese henen Druekgehäuse untergebrachtes Schmelz gefäss für die Kieselsäure mit einer Öffnung im Boden, ein auf dem Druekgehäuse ange ordnetes und mit dessen Innern verbundenes Vorratsgefäss und ein unterhalb des Druck gehäuses angebrachtes Spinngehäuse, in wel- ehem sieh der Haspel zum Abziehen des Fa dens befindet. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das Abziehen des Fadens im Vakuum erfolgt. 2.

   Verfahren nach Patentanspnich I, da durch gekennzeichnet, dass die Kieselsäure auf mindestens 1900 C erhitzt wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Kieselsäure elektriseh erwärmt wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Erwärmung der Kieselsäure bei einem Druck von minde stens 10 atü erfolgt. 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, da dureh gekennzeichnet, dass die Erwärmung mittels eines elektrisehen Lichtbogens erfolgt. 6. Einrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelz gefäss von einem Strahlungsschutz umgeben ist.

   7. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass im Vorratsgefäss ein Schneckentrieb zur gleichmässigen Förde rung der Kieselsäure in das Schmelzgefäss vor gesehen ist. B. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelz gefäss auf einer Platte angeordnet ist, die Kühlkanäle aufweist. 9. Einrichtung nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass auch das Druck gehäuse gekühlt ist. 10. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Spinn gehäuse mit einem Unterdruckerzeuger ver bunden ist. 11.

   Einrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor für den Antrieb des Haspels im Spinngehäuse an geordnet ist. 12. Einrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor zum Antrieb des Haspels ausserhalb des Spinn gehäuses angeordnet ist.