DD231336A5

DD231336A5 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von glasfasern

Info

Publication number: DD231336A5
Application number: DD84267701A
Authority: DD
Inventors: Neil E Greene; Terry J Hanna
Original assignee: ��`��@��@��Kk��
Priority date: 1984-04-09
Filing date: 1984-09-27
Publication date: 1985-12-24
Also published as: FI78892B; WO1985004648A1; KR860700028A; IT8422879A0; BR8407309A; FI854801A; HUT45950A; IT8422879A1; ES8506550A1; IT1176839B; MX159032A; NO854953L; ES536165A0; ZA847407B; FI854801A0; IN162870B; CA1263810A; NO162610B; EG18605A; EP0179068A1

Abstract

Durch die Erfindung soll ein weitestgehend kontinuierlicher Arbeitsablauf sowie eine Erhoehung der Arbeitsleistung erreicht werden, wobei die Verfahrensunterbrechungen beim Ueberlaufen und Abtropfen minimiert werden. Die Vorrichtung ist mit einem Einsatz versehen, in dem sich ueber einer Oeffnungsplatte eine geschmolzene Glasmenge befindet, die Oeffnungsplatte kann von ihr abhaengige Duesen aufweisen. Zwischen der Glasmenge ist eine Lochplatte oder dgl. zur Druckreduzierung der geschmolzenen Glasmenge oberhalb der Oeffnungsplatte angebracht, und zwar bis zu einem Druck, der nicht groesser ist als der atmosphaerische Druck. Die Oeffnungen weisen einen relativ grossen Durchmesser auf und koennen infolgedessen keinen wesentlichen Druckabfall auf den sie durchstroemenden Glasschmelzfluss beisteuern. Jede Duese enthaelt ein Glasschmelzbad bei einem Druck, der nicht groesser als der atmosphaerische Druck ist, und waehrend der Faserabschwaechung wird ein Bildungskegel in jeder Duese aus dem Schmelzbad gezogen. Die Kegel befinden sich in den Duesen, wobei jeder Kegel kleiner als die ihn umgebende Duese ist, und jeder Kegel wird an der Dueseninnenwand durch einen ringfoermigen Glasanteil, der mit dem Kegel verbunden ist, stabilisiert. Das Verfahren ist tropfenlos, da bei einer Faserunterbrechung an irgendeiner Duese das Glasschmelzbad in der Duese verbleibt. Fig. 10

Description

Hierzu 7 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung'betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glasfasern in folgenden Schritten:

Bildung einer Menge geschmolzenen Glases in einem Faserbildungseinsatz mit einer Öffnungsplatte, die eine Vielzahl von Düsen hat, die mit der genannten Menge in Verbindung stehen und Abschwächung der Fasern aus den aus den Düsen kommenden Glasströmen sowei eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Herstellung kontinuierlicher Glasfasern ist es üblich, daß einzelne Ströme des geschmolzenen Glases aus in dichtem Abstand befindlichen Austrittsöffnungen in der Bodenwandung eines elektrisch beheizten Platin-oder Platinlegierungseinsatzes fließen. Die Vorrichtung, die mit dem Einsatz verbunden ist, zieht oder schwächt die einzelnen Ströme zu Fasern ab, die entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich sein können.

Im allgemeinen werden zwei Arten kontinuierlicher Fasereinsätze verwendet. Eine erste, herkömmliche, in großem Umfang verwendete Art weist eine Bodenwand oder Öffnungsplatte auf mit stromaussendenden Öffnungen, die mit ringförmigen Düsen ausgestattet sind, welche aus der unteren Fläche hervorragen, während eine zweite, erst vor kurzem entwickelte Art eine ebene Bodenwand mit einer flachen Außenoberfläche verwendet. Die erste Art ist als „düsenbestückter" Einsatz bekannt, und Beispiele sind offenbart in der US-PS 24060 und in den Patenten US-PS 4 222757 und US-PS 4321074. Die zweite Einsatzart ist als „düsenloser" Einsatz bekannt, und ein Beispiel eines solchen Einsatzes ist in der US-PS 3905790 offenbart. Das herkömmliche Verfahren verwendet eine Menge geschmolzenes Glas, die sich über einer Bildungsöffnung befindet. Die Öffnung kann der Auslaß einer zylindrischen, düsenabhängigen oder nur einer nicht mit Düsen bestückten Öffnung in einer Öffnungsplatte sein. Das geschmolzene Glas wird der Öffnung aus der geschmolzenen Menge unter Druck zugeführt, der sich aus atmosphärischem Druck und dem Druck der geschmolzenen Menge zusammensetzt, und gewöhnlich in Fachausdrücken als „Glaszoll" definiert ist. Eine Glasfaser wird von der Austrittsöffnung abgeschwächt — in Wirklichkeit von einer großen Anzahl von Austrittsöffnungen — durch Ausbilden des Glases um den rotierenden Ziedorn einer unteren Kurbelvorrichtung, während die Wärme vom Glas durch Kühlrippen, Luftkühlung oder andere Mittel abgeführt wird. Wenn das Glas durch die Kurbelvorrichtung gezogen wird, schwächt die Spannung in dem Faserbündel den Glasfluß durch die Austrittsöffnung, und das Glas verringert seine Abmessung schnell vom Durchmesser der Austrittsöffnung zum Endfaserdurchmesser. Die Größe der Austrittsöffnung beträgt das 50- bis 500fache der Größe der Endfaser. Diese starke Größenverringerung erfolgt primär in einem „Bildungskegel", der sich direkt unterhalb der Austrittsöffnung befindet, und ein oberes Ende oder eine „Basis" aufweist, die der Durchmesser der Äustrittsöffnung ist, und ein unteres Ende aufweist, das den Durchmesser der Faser darstellt. Die Erzeugung und Aufrechterhaltung einer Vielzahl gleichförmiger, richtig bemessener und geformter Bildungskegel sind das Wesentliche des Verfahrens zur Glasfaserherstellung.

Das geschmolzene Glas strömt aus jeder der Austrittsöffnungen eines herkömmlichen Einsatzes unter einem Druck, der im wesentlichen dem Bodendruck der geschmolzenen Glasmenge und dem atmosphärischen Druck abzüglich des Druckabfalls über der Düsenöffnung ist. Der Kegelinnendruck ist negativ — in der Größenordnung von ungefähr einem Zoll des Glases — infolge der kumulativen Wirkungen der Spannung der Faser durch die Ziehvorrichtung und des Druckabfalls durch die relativ begrenzte Düse. Das Glas, das unter diesen Druckbedingungen durch die Austrittsöffnung gezogen wird, „durchfeuchtet" das Metall, das die Düsenöffnung oder die Plattenunterfläche bildet, bevor es durch die Ziehspannung geschwächt wird. Der herkömmliche Bildungskegel weist daher einen oberen Umfang auf, der sich entlang der flachen horizontalen Unterfläche der Düsenöffnung oder -platte in unmittelbarer Nähe der Austrittsöffnung befindet, und der obere Kegeldurchmesser ist unwesentlich größer als der Durchmesser der Austrittsöffnung. Für praktische Zwecke ist der gewöhnlich beschriebene Kegeldurchmesser der gleich wie der innere Durchmesser der Düse.

Bei beiden Arten der Bildungsvorrichtung wird die Glasfaser aus einem bildenden „Kegel" am Austrittsende der Bildungsöffnung abgeschwächt. Der „Kegel" weist eine glatte asymptotische Form von einer oberen Basis her auf, die eigentlich der Durchmesser der Öffnung ist, bis hin zur der abgeschwächten Faser. Der Bodendruck des geschmolzenen Glases in dem Einsatz wird auf den gewünschten Glasdruck in dem Kegel durch den Druckabfall über die Öffnung reduziert, und im Fall des „düsenbestückten" Einsatzes durch den Druckabfall über der Düse.

Bei Unterbrechung des Faserabschwächungsverfahrens an irgendeiner Düse fließt das geschmolzene Glas aus der Öffnung unter dem Bodendruck des Einsatzes, um so einen „Tropfen" zu bilden, welcher in der „Hülle" der Fasern tropft, die von den anderen Öffnungen abgeschwächt sind. Dieser Tropfen unterbricht die Faserherstellung und macht einen erneuten Anlauf des gesamten Einsatzes erforderlich. Der sich ergebende diskontinuierliche Ablauf reduziert wesentlich die Arbeitsleistung des gesamten Verfahrens.

Es ist daher wünschenswert, die Bildung und das Abfließen der Tropfen bei der Faserunterbrechung zu verhindern und die Notwendigkeit eines Handstarts des gesamten Einsatzes bei einer Tropfenbildung und dessen Abfließen zu vermeiden.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, einen weitestgehend kontinuierlichen Arbeitsablauf sowie eine Erhöhung der Arbeitsleistung zu erreichen.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Glasfasern in folgenden Schritten: Bildung einer Menge geschmolzenen Glases in einem Faserbiidungseinsatz mit einer Öffnungsplatte, die eine Vielzahl von Düsen hat, die mit der genannten Menge in Verbindung stehen und Abschwächung der Fasern aus den aus den Düsen kommenden Glasströmen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei dem die Verfahrensunterbrechungen beim Überlaufen und Abtropfen auf ein Minimum reduziert werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

a) der Glaskopfdruck am Eintritt zu den Düsen geringer ist als der atmosphärische Druck und

b) die Fasern von den innerhalb des Öffnungsumfanges erzeugten Bildungskegeln abgeschwächt werden, wobei jeder Bildungskegel wesentlich kleiner im Durchmesser ist als die Öffnung und mit der zugehörigen Öffnung durch einen peripheren Anteil mit dem Kegel verbunden ist und sich nach außen erstreckt, um mit der inneren Oberfläche der Düse in Eingriff zu kommen.

Vorteilhafterweise erstreckt sich der periphere Anteil radial. Nach der Erfindung erstreckt sich der periphere Anteil von der inneren Düsenoberfläche nach oben, bevor er sich mit dem Kegel verbindet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens verfügt über eine Grundplatte mit Öffnungen und ist dadurch gekennzeichnet, daß

a) sich eine Druckwiderstandsvorrichtung über den Düsen befindet, die einen Widerstand zum geschmolzenen Glasfluß hat, der ausreicht, um den Kopfdruck über der Düse unter normalen Faserabschwächungsbedingungen auf einen Betriebsdruck zu reduzieren, der geringer als der atmosphärische Druck ist und

b) jede Düse einen Innendurchmesser von mindestens 0,178cm (0,070in) hat. Vorzugsweise ist die Widerstandsvorrichtung eine Platte, die über der Öffnungsplatte geteilt ist. Zugehörig ist nach der Erfindung eine Vorrichtung zur Erwärmung der Platten.

Die vorliegende Erfindung verringert den Glasbodendruck über der Öffnung der Faserabschwächungsvorrichtung in einem solchen Umfang, daß bei Unterbrechung der Faserbildung aus irgendeinem Grund an einer beliebigen Öffnung ein Tropfen nicht in die Hülle der Fasern abfällt, die an den anderen Öffnungen des Einsatzes gebildet werden. Diese Druckreduzierung wird durch Zwischenschalten eines Druckabfalles in der geschmolzenen Glasmenge erreicht, die sich über den Einsatzbildungsöffnungen befindet. Dieser Druckabfall weist eine ausreichende Größe auf, um den Glasdruck über der Öffnungsplatte zu verringern, beispielsweise am Eingang der Düsen, auf einen Wert, der nicht größer als der atmosphärische Druck ist. Der Ausdruck „atmosphärischer Druck", wie er hier benutzt wird, bedeutet „Umgebungsdruck", d. h. der Druck der umgebenden Luft, der von der Bildungsöffnung äußerlich ausgeübt wird.

Die vorliegende Erfindung schlägt auch die Verwendung einer Öffnung vor, die merklich größer ist als die Öffnung, die normalerweise bei Glasfaserbildungseinsätzen verwendet wird. Die Öffnungen in der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise mindestens 0,178cm (0,070") im Durchmessr. Eine derartige Öffnung steuert normalerweise einen Druckabfall bei, der nicht ausreicht, um eine Faser in einem herkömmlichen Faserbildungsverfahren zu erzeugen. In der vorliegenden Erfindung ist eine solche große Öffnung betriebsbereit, weil der Druck am Öffnungseingang nicht größer als der atmosphärische Druck, wie oben erläutertest. Daher besteht keine Notwendigkeit für einen merklichen Druckabfall innerhalb der Öffnung oder der Düse, und die Öffnungen und Düsendurchmesser sind so groß wie man sie anwenden kann, nämlich 0,635cm (0,250") oder 0,762 cm (0,300") im Durchmesser.

Durch dei Verwendung einer so großen Öffnung und durch die Reduzierung des Druckes des geschmolzenen Glases in der Öffnung bildet die vorliegende Erfindung offenbar Glasfasern aus Kegeln mit gleicher Konfiguration. Die Kegel der vorliegenden Erfindung sind kleiner als die Öffnung, die Kegel werden in den Öffnungen gebildet, und die Kegel werden in den Öffnungen durch radiale, verbindende Anteile stabilisiert, die den Raum zwischen den relativ kleinen Kegeln und der größeren, sie umgebenden Öffnung überbrücken. Wärend die Theorie der Bildung derart gleicher Kegel gegenwärtig nicht völlig verständlich ist, nimmt man an, daß jede Öffnung ein Bad mit geschmolzenem Glas enthält, das sich bei einem Druck befindet, der nicht größer als der atmosphärische Druck ist, und daß jedes derartige Schmelzbad in seiner Öffnung durch den größeren atmosphärischen Druck am Öffnungsausgang erhalten wird. Der gleichmäßige Kegel wird tatsächlich aus dem Glasschmelzbad gezogen, und die gleichmäßige Kegelkonfiguration ergibt sich beim Ziehen der Faser aus dem Kegel, welcher kleiner als das Schmelzbad in der jeweiligen Öffnung ist.

Das geschmolzene Glas in jeder Öffnung der vorliegenden Erfindung tropft nicht herab, wenn die Faserabschwächung aus dem Schmelzbad unterbrochen wird, weil das Glas in der Düse durch den größeren atmosphärischen Druck verbleibt, der auf die untere Fläche des Schmelzbades ausgeübt wird. Diese Bedingung der tropfenfreien Arbeitsweise wird solange aufrechterhalten, wie der Druckabfall innerhalb der geschmolzenen Glasmenge in dem Einsatz anhält.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 und 2: schematische Darstellungen der bekannten Kegelkonfigurationen;

Fig. 3: eine schematische Darstellung eines Einsatzes der vorliegenden Erfindung, die die Druckverhäitnisse darin

verdeutlicht;

Fig. 4: eine vergrößerte schematische Darstellung einer Austrittsöffnung der vorliegenden Erfindung und eines

Kegels,deran der Austrittsöffnung gebildetwird;

Fig. 5: eine schematische Darstellung der Austrittsöffnung, wenn die Faserabschwächung unterbrochen wird

(ähnlich der Fig. 4);

Fig. 6: eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, die die Druckverhältnisse innerhalb des Einsatzes verdeutlicht;

Fig. 7: eine der Fig. 4ähnliche Ansicht, die einen Kegel darstellt, der an einer anderen Stelle gebildet wird;

Fig. 8: eine der Fig.7 ähnliche Ansicht, die einen Kegel an einer anderen Position darstellt;

Fig. 9: eine den Fig. 7 und 8 ähnliche Ansicht, die die Bildung eines Kegels an einer noch anderen Position darstellt;

Fig. 10: eine Seitenrißansicht eines Glasbrennofens, der mit einem Vorherd und einem Einsatz der Erfindung ausgerüstet ist;

Fig. 11: eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Ebene 11 -11 in Fig. 10;

Fig. 12: eine vergrößerte Draufsicht des Einsatzes der Fig. 11, teilweise gebrochen und im Schnitt;

Fig. 13: eine Seitenrißansicht des Einsatzes der Fig. 12, teilweise gebrochen und im Schnitt;

Fig. 14: eine Unteransicht des Einsatzes der Fig. 12;

Fig. 15: eine Seitenansicht des Einsatzes der Fig. 12;

Fig.16: eine Schnittdarstellung'entlang der Ebene 16-16 der Fig. 14.

Es wurde gefunden, daß es einen eindeutigen vorbestimmten Kontaktwinkel des geschmolzenen Glases der gegebenen Zusammensetzung mit einer gegebenen Metalloberfläche bei einer gegebenen Glastemperatur gibt. Beispielsweise beträgt der Kontaktwinkel einer „E"-Glas-Zusammensetzung mit einem „J"-Legierungsmetall bei normaler Fasertemperatur etwa 40°.

Dieser Winkel bleibt während des Faserbildungsverfahrens im wesentlichen solange konstant, wie sich die Glastemperatur nicht ändert. Bei dem herkömmlichen Faserbildungsverfahren berührt der Bildungskegel die horizontale Unterfläche des Öffnungselements bei dem notwendigen Kontaktwinkel, d. h. in der Größenordnung von 40°, und der Kegel konvergiert in abwärtiger Richtung in einer glatten asymptotischen Form, sobald er abgeschwächt wird.

Diese Bedingung bei einem herkömmlichen Faserbildungskegel ist in Fig. 1 dargestellt, mit dem Kontaktwinkel von 40°, der bei dem Winkel A angezeigt ist. Der Bildungskegel B eines herkömmlichen, bekannten Verfahrens, wie es in Fig. 1 der Zeichnungen dargestellt ist, hat folglich seine Grundfläche am Ende der Ausgangsöffnung C verankert, so daß der Durchmesser der Kegelgrundfläche durch den Öffnungsdurchmesser bestimmt ist. Das trifft zu, ob nun das Ende der Ausgangsöffnung das untere Ende einer hohlen, herkömmlichen Düse ist oder die Bodenfläche einer düsenlosen Platte.

Der herkömmliche Kegel ist asymptotisch, indem er in einer einzigen konkaven Form zu der schwächer werdenden Faser konvergiert. Die Länge des Kegels variiert

a) mit der Viskosität des Glases in dem Kegel, d.h. je kühler das Glas, desto kürzer ist der Kegel;

b) mit der Geschwindigkeit der Kurbelvorrichtung, d. h. je schneller die Faser schwächer wird, desto kürzer ist der Kegel;

c) mit dem Bodendruck; je größer der Bodendruck auf das Glas an der Öffnung ist, desto langer ist der Kegel. Die Spannung der Faser variert

a) mit der Glasviskosität, d. h. je kühler das Glas ist, desto höher ist die Spannung, und

b) mit der Geschwindigkeit der Kurbelvorrichtung, d. h. je schneller die Faser schwächer wird, desto größer ist die Spannung. Der Außstoß, d.h. das Gewicht des Glases, das aus der Öffnung strömt, ist im allgemeinen proportional etwa der vierten Potenz des Öffnungsdurchmesser; je größer die Öffnung desto größer ist die Ausbringung.

Bei einer gegebenen Abmessung der Öffnung variiert der Ausstoß

a) mit der Glasviskosität, d. h. je heißer das Glas, desto größer ist die Ausbringung;

b) mit der Zieh- oder Abschwächungsgeschwindigkeit, d. h. je größer die Ziehgeschwindigkeit, desto größer ist der Ausstoß; und

c) mit dem Druck, der das Glas durch die Öffnung preßt, d.h. je größer der Druck, desto größer ist der Ausstoß.

Bei Unterbrechung der Faserbildung an irgendeiner gegebenen Öffnung in einem herkömmlichen Verfahren wird die Faser von dieser Öffnung nicht langer abgeschwächt. Der Druck der Glashöhe über den Öffnung preßt das Glas durch die Öffnung'wie einen nicht schwächer werdenden Glasstrom und der Faserbildungskegel wird nicht langer gebildet. Schließlich „tropft" das geschmolzene Glas anfänglich, d. h. es bildet ein Kügelchen D unter der Öffnung, das sich dann vergrößert (wie in den Kügelchen D'; D"; D'" dargestellt, um schließlich als Kügelchen D abzufallen, das sich von der Öffnung her ausdehnt, wie in Fig. 2 dargestellt. Dieser Tropfen fällt in die „Hülle" der Fasern, die von den anderen Öffnungen her abgeschwächt werden, unterbrechen diese und bewirken eine völlige Unterbrechung der Herstellung aus der gesamten Vorrichtung, die in Form eines Einsatzes eingestellt ist. Der Einsatz muß dann wieder vollständig neu in Gang gebracht werden. Die vorliegende Erfindung schlägt eine andere Art der Kegeibildung vor, ein anderes Druckverhältnis innerhalb der Faserbildungsöffnung, und eine andere Art des Arbeitsablaufes sowohl während der Faserbildung als auch bei Unterbrechung der Faserbildung an irgendeiner gegebenen Öffnung.

Erstens wird eine druckmindernde Vorrichtung—vorzugsweise eine Lochplatte—über der Öffnungsplatte ausgebreitet, um den Druck des geschmolzenen Glases über der Öffnungsplatte zu reduzieren, und zwar auf weniger als den atmosphärischen Druck. Eine solche Platte ist in Fig. 3 dargestellt, wobei ein Einsatz 10 eine Menge geschmolzenes Glas 11 über einer Öffnungsplatte 12 mit röhrenförmigen Düsen 13 enthält. Eine Lochplatte 14 ist in die Glasmenge 11 eingetaucht, die sich parallel und in einem Abstand über der Öffnungsplatte 12 befindet. Die Plattenlöcher sind so bemessen und numeriert, daß, wenn der Einsatz 10 in einer Faserbildungsart in Betrieb ist, der gesamte Glasbodendruck über der Öffnungsplatte 12 und am Eingang zu den Düsenöffnungen geringer als der atmosphärische Druck ist.

Zweitens ist die Öffnungsabmessung oder der innere Durchmesser der Düsen 13 größer als der herkömmliche Düsendurchmesser, mindestens 0,178cm (0,070") im Durchmesser. Dies reduziert im wesentlichen den Druckabfall durch die Düsen 13, wenn dieser mit dem Druckabfall durch die herkömmlichen Düsen verglichen wird, welche typische 0,127cm (0,050") oder weniger im Durchmesser sind zur Herstellung von Fasern derselben Nennabmessungen.

Unter den Bedingungen der Faserbildung, und wenn nach einer Faserbildungsart gearbeitet wird, ist der Druckabfall durch eine herkömmliche Düse im allgemeinen gleich dem Gesamtbodendruck des geschmolzenen Glases unmittelbar über der Öffnungsplatte 12—typisch 20cm (") bis 30,5cm (12") des Glases — abzüglich dem reduzierten Druck, der intern von dem Kegel wegen der Abschwächungsspannung erzeugt wird—typisch etwa 2,5cm (1") bis 5cm (2") des Glases. Schließich bringt die herkömmliche Düse einen Druckabfall auf, der ausreicht, um einen leicht negativen Druck, d.h., weniger als den atmosphärischen Druck, am Düseneingang zu erzeugen.

Unter den Bedingungen der Faserbildung und beim Arbeiten im Faserbildungsbetrieb ist der Druckabfall durch eine erfindungsgemäße Düse 13 sehr gering, verglichen mit dem Druckabfall durch eine herkömmliche Düse. Das wird durch Vergrößern des inneren Düsendurchmessers erreicht, und ist effektiv, weil der Druck des geschmolzenen Glases am Düseneingang negativ ist, d. h. geringer als der atmosphärische Druck. Am Punkt der Kegelbildung haben sowohl der an der unteren äußeren Oberfläche der herkömmlichen Düse gebildete Kegel als auch der in der Düse 13 der vorliegenden Erfindung gebildete Kegel negative Innendrücke von ungefähr derselben Größenordnung, wobei der Innendruck des Kegels der vorliegenden Erfindung ungefähr 10% bis 20% geringer ist als in der herkömmlichen Düse.

Drittens werden die Faserbildungskegel der vorliegenden Erfindung im Inneren der Düsen 13 oder Öffnungen gebildet, besser als an den unteren horizontalen Oberflächen der Düsen oder Öffnungen, wie in dem herkömmlichen Verfahren. Die Faserbildungskegel des vorliegenden Verfahrens sind einheitlich kleiner als der Öffnungsdurchmesser und sie sind an den Innenoberflächen der Öffnungen oder Düsen 13 durch radiale Verbindungsanteile oder Stege verankert oder fixiert, die eine unterschiedliche Gestalt aufweisen können, wie später im Detail erläutert wird. In den Fig. 3 und 4 sind die Faserbildungskegel 30 an den Innenoberflächen der Düsen 13 durch Verbindungsanteile 32 fixiert. Wie oben bereits erläutert, beträgt der Kontaktwinkel des Glas-Metall-Kontaktes für „E"-Glas und eine „J"-Legierung bei der normalen Faserbildungstemperatur ungefähr 40°. In Fig.4 ist der Kontaktwinkel von 40° bei 29 angezeigt, und der Verbindungsanteil 32 ist, nach unten gerichtet, konkav-konvex, um den Kegel 30 mit der Innenwand 28 der Düse 13 zu verbinden, während der erforderliche Kontaktwinkel aufrechterhalten wird. Schließlich verbleibt das geschmolzene Glas in irgendeiner der Düsen 13, wenn die Faserbildung an dieser einen Düse 13 unterbrochen ist. Das geschmolzene Glas in der Düse 13 perlt nicht und fällt nicht ab, wie bei dem herkömmlichen Verfahren, weil sich das geschmolzene Glas innerhalb der Düse 13 auf einem Druck befindet, der nicht größer als der atmosphärische Druck ist. Jede Düse 13 eines erfindungsgemäßen Einsatzes 10 wird mit einem Schmelzbad eines Glasflusses bei atmosphärischem Druck oder weniger gefüllt.

Zur besseren Erklärung der Druckverhältnisse innerhalb der Glasflußmenge mit der Widerstandsplatte, die sich darin befindet, innerhalb der Düsen 13 und innerhalb der Kegel 30 wird aufFig.3 der Zeichnungen bezug genommen. In Fig. 3 stellt die vertikale Linie 20 den atmosphärischen Druck dar, mit positivem Druck rechts der Linie 20 und negativem Druck links der Linie 20. Die Linie 21 stellt den Bodendruck der Glasflußmenge 11 über der Lochdruckplatte 14 dar, und die Linie 22 stellt den Bodendruck über der Öffnungsplatte 12 dar, wenn der Einsatz 10 sich nicht im Faserbildungsbetrieb befindet, sondern in der Startphase. Die Linie 22 ist gegenüber der Linie 21 leicht nach links verschoben wegen eines minimalen Druckabfalls über der Druckplatte 14. Im Ergebnis dieser Druckbedingungen fließt das geschmolzene Glas aus der Glasflußmenge 11 durch die Düsen 13 und bildet Perlen wie in Fig.2 dargestellt. Folglich wird der Einsatz 10 in Betrieb genommen wie bei einem konventionellen Einsatz, d.h. durch manuelles Greifen der fallenden Perlen, wenn sie sich ausdehnen und sich dann um die Wickeldornvorrichtung legen, um den Faserbildungsbetrieb einzuleiten.

Wenn die Faserbildungsvorgänge begonnen haben, ändern sich die Druckverhältnisse. Wenn der Fluß durch die Druckplatte 14 beträchtlich ist, vergrößert sich der Druckabfall über der Druckplatte 14 wesentlich, und der Druck unter der Druckplatte 14 wird beträchtlich geringer als der atmosphärische Druck. Dieser große Druckabfall ist durch die strichpunktierte Linie 25 schematisch angedeutet. Zwischen der Platte 14 und der Öffnungsplatte 12 steigt der negative Glasdruck durch den Betrag des Bodendruckes des Glases an, der durch die Platten 12; 14, wie durch die Linie 26 angezeigt, beschränkt wird. Wenn das geschmolzene Glas in die jeweilige Düse 13 fließt, erfolgt wegen der Düse 13, selbst ein Druckabfall, der durch die Linie 27 angezeigt ist. Während der Faserbildung ist in jeder Düse 13 ein Faserbildungskegel 30 vorhanden; in Fig. 3 ist nur ein einziger derartiger Kegel zu Verdeutlichung der Darstellung gezeigt.

Derselbe Kegel ist in Fig.4 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Jeder Faserbildungskegel 30 weist am Punkt 31 einen Innendruck auf, der unter dem atmosphärischen Druck liegt, und zwar infolge des negativen Druckes oberhalb des Kegels und der Abschwächungskraft, die durch die Wicklungsvorrichtung ausgeübt wird. Jeder Kegel 30 ist am Innenumfang der Düse 13 durch einen ringförmigen Verbindungsanteil 32 verankert, der die Düseninnenwand bei 33 berührt.

Die Lage des Punktes 31 innerhalb des Kegels und entlang der Düsenlänge wird durch das Gleichgewicht zwischen den Kräften der Oberflächenspannung, die an einem Punkt der Düseninnenwand 33 wirken (d. h. die Oberflächenspannung an der Schnittstelle Glas-Metall und die Oberflächenspannung an der Schnittstelle Glas-Luft), durch den Kegelinnendruck, der durch die Abschwächung der Faser erzeugt wird, und durch den negativen Glasdruck über der Öffnungsplatte 12 bestimmt, der von dem Druckabfall über der Druckplatte 14 verursacht wird. Die Lage des Punktes 33 wird von demselben Faktoren und dem normalen Glas-Metall-Kontaktwinkel 29 von 40° bestimmt. Der größere atmosphärische Druck, der auf die Glas-Luft-Schnittstelle innerhalb der Düse 13 ausgeübt wird, bewirkt, daß der Verbindungsanteil 32 nach oben konkav wird.

Nach Unterbrechung der Abschwächung an irgendeiner gegebenen Düse 13 wird der Kegel 30 nicht länger ausgebildet, sondern die Kräfte der Oberflächenspannung und der negative Glasdruck, die auf den Glasfluß in der Düse 13 einwirken, hemmen den Glasfluß in der Düse 13 bei weniger als dem atmosphärischen Druck. Der äußere atmosphärische Druck, der auf die untere Oberfläche des geschmolzenen Glases ausgeübt wird, welches die Düse 13 ausfüllt, bewirkt, daß sich die untere Glasoberfläche nach oben in einem konkaven Meniskus biegt, und die Kräfte der Oberflächenspannung hemmen den Glasfluß in die Düse 13, wie in Fig. 5 dargestellt.

Dieser Zustand wird solange aufrechterhalten, wie ein beträchtlicher Glasfluß durch die Druckplatte 14 erfolgt infolge der fortwährenden Abschwächung der Faser bei den anderen, nicht unterbrochenen Fasern. Wenn jedoch eine ausreichende Anzahl von Fasern an den einzelnen Öffnungen zerbricht, daß der Glasfluß durch die Druckplatte 14 so verringert wird, daß der Druckabfall über der Platte 14 wesentlich reduziert wird, dann nimmt der Druck unter der Druckplatt 14 derart zu, daß er größer als der atmosphärische Druck ist. Gleichzeitig fließt das geschmolzene Glas als kontinuierlicher Strom bei dem Bodengesamtdruck, fast wie im Zustand der Startphase, die in Fig. 2 dargestellt ist.

Wie bereits oben erläutert, bleibt der Kontaktwinkel 29 Glas-Metall erhalten, gleichgültig, wo sich der Kegel entlang der Länge der Düseninnenwand 28 befindet. Auch die Stelle des Kegels entlang der Düseninnenwand 28 wird durch das Glejchgewicht von drei Faktoren bestimmt

Das sind

a) die Kräfte der Oberflächenspannung, die auf die Stoßstelle des geschmolzenen Glases mit der Luft und mit der metallischen Düsenwand 28 wirken;

b) der negative Kegelinnendruck infolge der Abschwächungskräfte, und

c) der negative Glasdruck über der Öffnungsplatte.

Fig.6 ist eine sichtbare Darstellung der sich verändernden negativen Glasdrücke über der Öffnungsplatte 12. Die Druckplatte 14 und die Öffnungsplatte 12 sind in Fig.6 schematisch dargestellt. Setzt man voraus, daß die obigen Faktoren (a) und (b) konstant bleiben und sich nur der Faktor (c) durch Variieren der Größe und Anzahl der Löcher in der Platte 14 verändert, so ist zu erkennen, daß sich bei demselben negativen Druck am Punkt 33 die Stelle des Kegels entsprechend verändert.

Beispielsweise endet in Fig. 6 ein Druckabfall über der Platte 14 von der durch die Linie 40; 41 dargestellten Größe mit einem gewünschten geringeren Druck als dem atmosphärischen Druck am Punkt 42. Der Punkt 42 stellt den Kegelinnendruck dar, der dem Kegelinnendruck des Kegels 43 in Fig.7 entspricht; ein Druckabfall von der durch die Linie 40 bis 44 dargestellten Größe endet mit demselben Innendruck am Punkt 45 des Kegels 46 der Fig. 8, und ein Druckabfall von der durch die Linie 40 bis 41 dargestellten Größe endet mit demselben Innendruck am Punkt 48 des Kegels 49 der Fig.9. Bei einem Vergleich der Fig.7,8 und 9 wird ersichtlich, daß die Kegel 43; 46; 49 im wesentlichen verschiedenartige Konfigurationen haben und die Kegel 43; 46; 49 befinden sich auf verschiedenen Niveaus innerhalb der Düse 13. Sogar jeder Kegel 43; 46; 49 ist an der Innenwand 28 der jeweiligen Düse 13 durch einen radialen Anteil entsprechend dem radialen Verbindungsanteil 32 verhaftet, der vorher am Metall-Glas-Winkel von 40° beschrieben ist, wobei es sich bei dem Glas um „E"-Glas, dem Metall um eine „J"-Legierung handelt, und_dasGlas weist eine Temperatur auf, die sich für die Faserbildung eignet.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.7 ist der Druckabfall, der durch die Linie40bis41 schematisch dargestellt ist, der geringste Druckabfall der drei Fälle, der Punkt 42 befindet sich am weitesten unten in der Öffnungsplatte 12 und der Düse 13, und der Glas-Metall-Berührungspunkt 33a befindet sich an dem konvexen Radius des unteren Endes der Innenwand 28. Der Kontaktwinkel 29 wird am Glaskontakt mit einer Tangente am Düsenradius gemessen; der Winkel 29 beträgt 40°. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 ist der Druckabfall entlang der Linie 40 bis 44 der mittlere Druckabfall der drei Fälle, der Punkt 45 befindet sich in der Mitte der Düse 13, und der Berührungspunkt 33 b befindet sich längs der Vertikalbohrung 28 der Düse 13: Der Kontaktwinkel 29 ist wieder 40°.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 9 wird durch den größten Druckabfall von 40 nach 46 der drei Fälle erzeugt. Der Punkt 48 befindet sich am oberen Ende der Bohrung 28 der Düse 13, und der Berührungspunkt 33c befindet sich auf der oberen Fläche der Öffnungsplatte 12. Da der Glas-Metall-Kontaktwinkel 29 bei diesem Ausführungsbeispiel 40° sein muß, wie auch bei den anderen Ausführungsbeispielen, muß der Winkel 29 notwendigerweise umgekehrt in bezug auf die anderen Ausführungsbeispiele sein.

Es muß betont werden, daß die Kegelkonfigurationen der Fig.3 bis 9 auf mathematischen Betrachtungen und anderen Annahmen beruhen, gekoppelt mit den gegenwärtigen Kenntnissen des Standes der Technik zur Kinetik der Faserschwächung, da eine direkte sichtbare Beobachtung der tatsächlichen Kegelkonfigurationen möglich ist, wenn sie innerhalb der Grenzen der Düsen 13 auftreten. Die direkten sichtbaren Beobachtungen sind auf den Bereich unterhalb der Düsen 13 begrenzt, und es ist nur möglich, visuell festzustellen, daß

(a) die Kegel innerhalb der Grenzen der Düsen in jeder Darstellung der Erfindung erscheinen,

(b) die Kegel kleiner als der Innendurchmesser der Düsen erscheinen und

(c) der Stillstand der Faserbildung nicht mit dem Austreten des Glasflusses aus den Düsen 13 endet, bei welchen die Abschwächung aufgehört hat. Es ist bekannt, daß eine Faserabschwächung aus dem Glasfluß nur durch den Mechanismus der Kegelbildung und der Aufrechterhaltung eines solchen Kegels während des Faserbildungsverfahrens möglich ist. Es ist auch bekannt, daß der Kontaktwinkel von ungefähr 40° bei der Faserbildung, die „E"-Glasund eine „J"-Legierung einschließt, gegeben sein muß. Außerdem ist es bekannt, daß ein Verändern des negativen Druckes über der Öffnungsplatte 12 die scheinbare Stellung des Kegels verändert, soweit es sich sichtbar beobachten läßt. Folglich wird die obige Erläuterung der Ar beitsweise dieser Erfindung, einschließlich der Konfiguration, Größe, Stellung und der Bildungsdynamik der Kegelbildungen als die beste derzeit bekannte Erläuterung der Wirkungsweise vorgestellt. Es mag sein, daß diese Erläuterung ungenau und unvollständig ist, oder daß die Erfindung nach einer völlig anderen Art und Weise arbeitet, als uns gegenwärtig bekannt ist, aber wir kennen keine bessere Erklärung als die oben angebotene.

Ein sich bevorzugt darstellendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird in den Fig. 10 bis 15 der Zeichnungen wiedergegeben.

In Fig. 10 am besten dargestellt, betrifft das Bezugszeichen 100 einen Glasschmelzofen, dereine Menge geschmolzenes Glas enthält; dasGlasniveau indem Ofen ist bei 101 angezeigt. Das geschmolzene Glas aus dem Schmelzofen 100 fließt unterhalb eines Abstreicherblocks 102 in einen oder mehrere Vorherde 103, die sich in Längsrichtung erstrecken, im allgemeinen in rechtwinkligen Räumen 104, die aus wärmebeständigem Material bestehen und ein Schmelzbad 105 mit geschmolzenem Glas enthalten, und zwar mit einem Glasniveau in dem Schmelzbad 105, das nahezu dasselbe ist wie das Glasniveau 101, das durch den Schmelzofen 100 aufrechterhalten wird. Entlang der Länge des Vorherdes 103 sind eine Vielzahl von Einsätzen angeordnet, die allgemein bei 106 angedeutet sind. Ein solcher Einsatz 106 ist im Detail in den Fig. 12 bis 15 dargestellt und wird aus einer teuren Metall-Legierung gebildet, vorzugsweise irgendeine Platin-„J"-Legierung, die aus einer Legierung von ungefähr 75% Platin und 25% Rhodium besteht.

In der Schnittdarstellung der Fig. 11 ist erkennbar, daß jeder der Einsätze 106 unterhalb des darüberliegenden Vorherdes 103 angeordnet ist, um das geschmolzene Glas darauf aufzunehmen, das durch ein vertikales Loch 107 in einem wärmebeständigen Vorherdbodenblock 108 und durch die meßwertaufnehmende Öffnung 109 des unteren Einsatzblockes 110 fließt, der auch aus wärmebeständigem Material besteht. Der Einsatz 106 ist an der unteren Fläche des Einsatzblockes 110 angeordnet und wird durch die Vorherdrahmenstruktur festgehalten, die ein oberes L-förmiges Vorherdrahmenelement 111 enthält, das feuerbeständige, zuverlässige Befestigungsschrauben 112 aufnimmt; längliche Befestigungsprofile 113 sind mit Löchern versehen, um die Schrauben 112 aufzunehmen, und durch geeignete Mittel daran gesichert, beispielsweise durch die

dargestellten Muttern 114. Die Befestigungsprofile 113 liegen unter den unteren Flächen der Absätze, die in den Montageplatten

115 integriert ausgebildet sind. Der Einsatz 106 ist in einen wärmebeständigen Montageblock 116 gegossen. Die oben beschriebene Vorrichtung zur Montage des Einsatzes 106 an der unteren Fläche des Vorherdes 103 ist konventionell und ist nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung.

Wie in den Fig. 12 bis 15 dargestellt ist, enthält der Einsatz 106 ein Paar unterer, rechtwinkliger Öffnungsplatten 120, die nebeneinander angeordnet sind, wobei die beiden Platten 120 in Längsrichtung von gleicher Ausdehnung sind. Jede Platte 120 ist an ihrem Innenrand mit einer nach oben gerichteten Kante 121 versehen, und die beiden Kanten 121 konvergieren aufwärts und sind aneinander befestigt, um eine vollständige, längliche Verstärkungsrippe zu bilden. Die äußeren Längskanten der Platten 120 sind an die nach oben vorstehenden Seitenplatten 122 geschweißt; jede Seitenplatte 122 enthält ein unteres vertikales Teil 123, ein sich nach innen erstreckendes Mittelteil 124 und ein oberes vertikales Teil 125. Ein sich seitlich nach außen erstreckender äußerer Befestigungsflansch 126 mit rechtwinkliger Konfiguration ist an die obere Kante des Seitenwandteils 125 geschweißt. Die Enden der Öffnungsplatten 120 sind an die vertikale Abschlußwand 127 geschweißt oder daran anderweitig befestigt, deren oberes Ende sich unterhalb der unteren Fläche des Endteiles des Befestigungsflansches 126 befindet und daran befestigt ist. Der Befestigungsflansch 126 weist eine Steueröffnung 128 auf, durch die das geschmolzene Glas in den Einsatz 106 fließt.

Über der zusammengesetzten Öffnungsplatte 120 angeordnet, enthalten die beiden Abschnitte der Öffnungsplatte 120 eine Druckplatte 130. Diese Druckplatte 130 besteht vorzugsweise aus zwei Abschnitten, die entlang der längs verlaufenden M itte des Einsatzes 106 zusammengeschweißt sind, wie bei Schweißnaht 131. Die Druckplatte 130 weist einen umgekehrten Randflansch 132 entlang aller vier Seiten auf, und die Druckplatte 130 wird in der Mitte unterstützt, d.h. längs der Schweißlinie 131 durch die umgekehrten Flansche 121 der beiden Öffnungsplatten 120, wie es in Fig. 16 am besten zu sehen ist. Die Druckplatte 130 wird in einem Abstand zu den Abschnitten der Öffnungsplatte 120 durch die umgekehrten Flansche 124 getragen, wie es oben beschrieben ist, und auch durch eine Vielzahl rechtwinkliger Stützbleche 133; jedes Stützblech 133 weist einen seitlich ausgerichteten oberen Flansch 134 auf, der an die Unterseite der Druckplatte 130 geschweißt ist und die obere Fläche der Öffnungsplatte 120 berührt.

An den Seitenwänden 127 sind elektrische Kontaktösen 135 mit relativ massivem Querschnitt (Fig. 15) befestigt, wobei jede Öse 135 an einen Befestigungsbügel 136 von allgemein trapezförmiger Form geschweißt ist, und die seitlichen Enden der Bügel 136 sind an den Seitenwänden 127 durch ein Paar Bügeldistanzscheiben 137 befestigt. Der Zweck der Ösen 135 besteht natürlich darin, den Einsatz elektrisch zu erwärmen, und diese Wärme wird in dem gewünschten Wärmeschema in den Seitenwänden 127 durch die Bügel 136 und die Bügeldistanzscheiben 137 verteilt, die zwischen den Ösen 135 und den Seitenwänden 127 liegen. Um die Befestigung des Einsatzes 106 in der Position unterhalb des Vorherdes 103 zu erleichtern, sind die unteren Seitenwandteile 123 der Seitenwände 122 mit Befestigungsflanschen 139 versehen, die in den wärmebeständigen Montageblock

116 eingelassen sind.

Wie aus Fig. 12 der Zeichnungen feststellbar, ist die Druckplatte 130 mit einer Vielzahl von Löchern versehen. Diese Löcher haben Durchmesser von typisch 0,076cm (0,030") und befinden sich in einem Abstand von Mittelpunkt zu Mittelpunkt von 0,318cm (0,125"). Die Druckplatte 130 hat eine Dicke von 0,050cm (0,020").

Wie aus Fig. 14 der Zeichnungen zu erkennen ist, sind die Öffnungsplatten 120 mit einer Vielzahl zuverlässiger Düsen 150 versehen, die an die Platten 130 geschweißt oder anderweitig befestigt sind, um geschmolzenes Glas aus dem Inneren des Einsatzes 106 aufzunehmen. Vorzugsweise ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel jede Düse 150 relativ groß, weist einen Innendurchmesservon der Größenordnung 0,218cm (0,086") auf, einen minimalen Durchmesser von 0,178 cm (0,070"); derartige Düsen 150 sind in Querreihen ausgerichtet (Fig. 14). Die Öffnungsplatte 120 ist 0,152cm (0,060") dick und die Düsen 150 sind jeweils 0,305cm (0,120") lang. Die Düsen 150 sind in die Platte 120 eingesetzt, so daß die Gesamtbohrungslänge 0,457cm (0,180") beträgt.

Die Düsen 150 weisen einen Querabstand ihrer Reihen auf; in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind sie mit 0,178cm (0,070") zentriert; die beiden benachbarten Reihen haben einen Abstand von 0,457 cm (0,180"), und der Abstand zwischen den Doppelzeilen beträgt 0,737cm (0,290"). In einer Öffnungsplatte 120, die einen rechtwinkligen Bodenbereich aufweist, der 44,5 cm (17,5") lang und 6,1 cm (2,4") breit ist, befinden sich 1,008 Düsen 150. Folglich weist ein Einsatz 106, der sich zum Abschwächen von 2,016 Fasern eignet, eine Längsabmessung einschließlich der Ösen 135 von ungefähr 53cm (21") und eine Querausdehnung von wenig über 15cm (") auf. Der tatsächliche Bereich der Öffnungsplatte 120 beträgt ungefähr 645 cm² (100 squareinches), und die Düsendichte beträgt ungefähr 3 pro cm² (20 pro squareinch).

Die Arbeitsweise des Einsatzes 106 in den Fig. 10 bis 15 ist dieselbe wie vorher beschrieben, beispielsweise in Verbindung mit Fig. 3 der Zeichnungen. Die Abschnitte der Öffnungsplatte 120 entsprechen dem Bezugszeichen 12 der Fig. 3, die Düsen 150 entsprechen der Düse 13 der Fig.3, und die mit Löchern versehene Druckplatte 130 entspricht der Druckplatte 14 der Fig. 3.

Beispiel I

Ein herkömmlicher Einsatz (Einsatz A) arbeitete für die Dauer von mehreren Tagen. Der Einsatz A hatte die folgenden Merkmale:

Anzahl der Düsen 2488

Düsenlochgröße 0,127 cm (0,050")

Düsenlänge 0,305 cm (0,120")

Nennfasergröße 73,7 χ ΙΟ"⁶(29 χ ΙΟ"⁵)

Kühlmittelmechanismus Kühlrippen

Ein Einsatz der vorliegenden Erfindung (Einsatz B), wie in den Fig. 10 bis 15 dargestellt, arbeitete auch über mehrere Tage. Der Einsatz B wies die folgenden Merkmale auf:

Anzahl der Düsen 2016

Düsenlochgröße 0,218 cm (0,086")

Düsenlänge 0,305 cm (0,120")

Nennfasergröße (HT) 73,7 χ 10~⁵)

Kühlmittelmechanismus Kühlrippen

Die Leistungsfähigkeit der Einsätze wurde wie folgt verglichen:

	EinsatzA	Einsatz B
Anzahl der Düsen	2488	2016
Durchsatz	23,6 kg/h	20,4 kg/h
	(52lbs/hr)	(45lbs/hr)
Unterbrechung/h	1,7	0,3
Stillstandszeit/Unterbrechung
(min.)	6,7	17,6
Verfahrenswirkungsgrad	81%	90%
Umwandlungswirkungsgrad	63%	77%

Beispiel Il

Es wurden zusätzliche Produktionsabläufe durchgeführt, bei denen Einsatz B 15 Tage in Betrieb war, mit einem Durchsatz von 20,4kg/h (45lbs/hr) mit 0,33 Unterbrechungen pro Einsatzstunde oder 0,37 Unterbrechungen pro Einsatzbetriebsstunde. Der Einsatz B war bei einem Wirkungsgrad von 86% und einem Umwandlungswirkungsgrad von 84% im Betrieb, mit einer Stillstandszeit pro Unterbrechung, die auf 12 min pro Unterbrechung reduziert war.

Beispiel III

Ein dem Einsatz B ähnlicher Einsatz C wurde bei einem Versuch während einer erweiterten Zeitdauer ausgewertet. Der Einsatz B war gemäß dieser Erfindung in Betrieb. Der Einsatz C wies die folgenden Merkmale auf:

Anzahl der Düsen 2250

Düsenlochgröße 0,274 cm (0,108")

Düsenlänge 0,178 cm (0,070")

Durchsatz 50kg/h(110lbs/hr)

Nennfasergröße (HT) 132 χ10"⁵cm

(52x10~⁵) Kühlmittelmechanismus Luftkühlung

Beispiel IV

Ein Einsatz D wurde bei einem Versuch während einer erweiterten Zeitdauer ausgewertet. Der Einsatz D war auch gemäß der vorliegenden Erfindung in Betrieb und hatte folgende Merkmale:

Anzahl der Öffnungen 1512

Dicke der Öffnungsplatte 0,127 cm (0,050")

Öffnungsdurchmesser 0,183cm (0,072")

Öffnungsdichte 21/cm² (137/sq. in.)

Durchsatz 34 bis 45 kg/h

(75bis100lbs/hr) Nennfasergröße (HT) 150 bis 200 χ 10~⁵ cm

(59bis80x10~⁵). Der Einsatz D war neun Stunden in Betrieb ohne Überlaufen oder andere Verfahrensunterbrechungen.

Industrielle Anwendbarkeit

Die offenbarte Erfindung ist leicht anwendbar bei der Bildung kontinuierlicher oder haltbarer Glasfasern.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Herstellung von Glasfasern in folgenden Schritten:

Bildung einer Menge geschmolzenen Glases in einem Faserbildungseinsatz mit einer Öffnungsplatte, die eine Vielzahl von Düsen hat, die mit der genannten Menge in Verbindung stehen und Abschwächung der Fasern aus den aus den Düsen kommenden Glasströmen, gekennzeichnet dadurch, daß

a) der Glaskopfdruckam Eintritt zu den Düsen geringer ist als der atmosphärische Druck und

b) die Fasern von den innerhalb des Öffnungsumfanges erzeugten Bildungskegeln abgeschwächt werden, wobei jeder Bildungskegeln abgeschwächt werden, wobei jeder Bildungskegel wesentlich kleiner im Durchmesser ist als die Öffnung und mit der zugehörigen Öffnung durch einen peripheren Anteil mit dem Kegel verbunden ist und sich nach außen erstreckt, um mit der inneren Oberfläche der Düse in Eingriff zu kommen.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich der periphere Anteil radial erstreckt.
3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich der periphere Anteil von der inneren Düsenoberfläche nach oben erstreckt, bevor er sich mit dem Kegel verbindet. '
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß jede Öffnung einen Durchmesser von mindestens 0,178cm (0,070 in) hat.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Glasfasern mit einer Grundplatte, die über Öffnungsdüsen verfügt, gekennzeichnet dadurch, daß

a) sich eine Druckwiderstandsvorrichtung über den Düsen (13; 150) befindet, die einen Widerstand zum geschmolzenen Glasfluß hat, der ausreicht, um den Kopfdruck über der Düse (13; 150) unter normalen Faserabschwächungsbedingungen auf einen Betriebsdruckzu reduzieren, der geringer als der atmosphärische Druck ist und

b) jede Düse (13; 150) einen Innendurchmeser von mindestens 0,178 cm (0,070 in) hat.
6. Vorrichtung nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Widerstandsvorrichtung eine Platte (14) aufweist, die über der Öffnungsplatte (12) geteilt ist.
7. Vorrichtung nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß eine Vorrichtung zur Erwärmung der Platten (12; 14) zugehörig ist.