DE1081195B

DE1081195B - Process for the production of glass fibers

Info

Publication number: DE1081195B
Application number: DEO5514A
Authority: DE
Inventors: Dale Kleist; St Louisville; Robert G Russell
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1956-05-21
Filing date: 1957-05-14
Publication date: 1960-05-05
Also published as: BE564030A; FR1175351A; GB839482A; DK103908C; CH349379A; US2936480A; NL217315A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausziehen von durch Wärme erweichbaren Stoffen zu Fasern, insbesondere zur Herstellung von langen, feinen Glasfasern.The invention relates to a method of drawing out heat softenable fabrics to fibers, especially for the production of long, fine glass fibers.

Es ist bekannt, zur Herstellung von isolierenden Matten und Decken geeignete Glasfasern dadurch herzustellen, daß Ströme von geschmolzenem Glas durch Zentrifugalwirkung in einen sehr heißen, sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Gasstrom eingeschleudert werden.It is known to produce glass fibers suitable for the production of insulating mats and blankets by that streams of molten glass by centrifugal action into one very hot, become with high speed moving gas flow are thrown in.

Die außerordentlichen heißen Gasströme, die hierbei angewendet werden, werden durch Verbrennung von Gas und Luft in einer geschlossenen Kammer hergestellt. Das große Volumen und die hohen Temperaturen dieser Gasströme ergeben erhebliche Schwierigkeiten für das ganze Herstellungsverfahren.The extraordinary hot gas flows that are used here are produced by burning gas and air in a closed chamber. The large volume and the high temperatures of these gas streams result in considerable difficulties for the entire production process.

Durch die Erfindung wird demgegenüber ein Verfahren geschaffen, durch welche große Mengen von geschmolzenem Glas durch einfache Ströme von Dampf, Luft oder erhitztem Dampf zu feinen Fasern ausgezogen werden können, ohne daß für die Herstellung dieser Gase ein Verbrennungsvorgang erforderlich ist. Obwohl bereits vorgeschlagen worden ist, Fasern durch die auszuziehende Wirkung von Dampf- oder Luftstrahlen herzustellen, war es bisher schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, in dieser Weise Fasern mit Durchmessern in der Größenordnung von 0,015 mm oder weniger herzustellen.By contrast, the invention provides a method by which large amounts of molten glass into fine fibers by simple streams of steam, air, or heated steam can be pulled out without a combustion process required for the production of these gases is. Although it has already been suggested, fibers by the pulling action of To produce steam or air jets, it was previously difficult, if not impossible, to do so Way to make fibers with diameters on the order of 0.015 mm or less.

Insbesondere besteht dabei die Notwendigkeit, die Temperatur der aus der Schleuder austretenden Glasströme noch zu steigern und dafür zu sorgen, daß die Glasströme von der sie umgebenden Luft nicht so schnell abgekühlt werden, da sonst die Längen der aus den einzelnen Strömen ausziehbaren Fäden zu kurz werden, um eine Verjüngung zu sehr feinen Fasern bewirken zu können. Es wird daher die Temperaturabnahme des Glases durch Zuführen zusätzlicher Wärme an die auszuziehenden Glasströme verlangsamt. Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine zusätzliche Heizung der auszuziehenden Glasfasern mittels Flammen von hoher Temperatur vorzunehmen, die auf den Mantel des Schleuderkörpers und auf die diesen umgebende Zone gerichtet sind. Es hat sich aber gezeigt, daß eine Heizung mittels offener Flamme das Gut aufrauht und es dadurch für viele Verwendungszwecke nachteilig beeinflußt.In particular, it is necessary to increase the temperature of the glass streams emerging from the centrifuge and to ensure that the glass streams are not cooled down so quickly by the surrounding air, since otherwise the lengths of the threads that can be extracted from the individual streams are too short in order to be able to effect a rejuvenation to very fine fibers. The temperature decrease of the glass is therefore slowed down by supplying additional heat to the glass streams to be drawn out. It has already been proposed to provide additional heating of the glass fibers to be extracted by means of high-temperature flames which are directed at the jacket of the centrifugal body and at the zone surrounding it. However, it has been shown that heating by means of an open flame roughen the material and thereby adversely affects it for many purposes.

Demgegenüber wird gemäß der Erfindung die Wärme in Form von Strahlungsenergie zugeführt. Diese Zuführung der Wärme erlaubt eine wesentlich bessere Regelung der Temperatur und eine weitaus schonendere Behandlung des auszuziehenden Fasermaterials. In contrast, according to the invention, the heat is supplied in the form of radiant energy. This supply of heat allows a much better control of the temperature and a much better one gentler treatment of the fiber material to be extracted.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Glasfasern, bei welcher geschmolzenes Verfahren zur Herstellung
von GlasfasernThe invention relates to a process for the production of glass fibers, in which a molten process for production
of fiber optics

Anmelder:Applicant:

Owens-Corning Fiberglas Corporation,
Toledo, Ohio (V. St. A.)Owens-Corning Fiberglas Corporation,
Toledo, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phys. E. Betzier,
Patentanwälte, Herne, Freiligrathstr. 19Dipl.-Ing. RH Bahr and Dipl.-Phys. E. Betzier,
Patent attorneys, Herne, Freiligrathstr. 19th

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Mai und 21. Mai 1956Claimed priority:
V. St. v. America May 18 and May 21, 1956

Dale Kleist, St. Louisville, Ohio,Dale Kleist, St. Louisville, Ohio,

und Robert G. Russell, Granville, Ohio (V. St. A.),and Robert G. Russell, Granville, Ohio (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Glas einem hohlen, umlaufenden, behälterartigen Körper aufgegeben und unter Einwirkung der Zentrifugalkraft durch in der Umfangswandung dieses Körpers befindliche Öffnung ausgeschleudert und die aus den öffnungen austretenden Glasströme durch Blasstrahlen zu feinen Fasern ausgezogen werden und den Randteilen des hohlen, umlaufenden Körpers und der den Körper umgebenden Zone, in der das Glas in feine Fasern ausgezogen wird, Wärme von einer den Körper in radialem Abstand umgebenden Wärmequelle zugeführt wird.Glass placed in a hollow, revolving, container-like body and under the action of centrifugal force ejected through the opening located in the circumferential wall of this body and the out of the The streams of glass emerging from the openings are drawn into fine fibers by blow jets and the Edge parts of the hollow, circumferential body and the zone surrounding the body in which the glass is in fine fibers are drawn out, heat from a heat source surrounding the body at a radial distance is fed.

Das besondere Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Wärme in Form von Strahlungsenergie in solcher Weise zugeführt wird, daß der Wärmeverlust der Fasern in ihrem Ausziehungsbereich gehemmt wird.The special feature of the invention is that the heat in the form of radiant energy is supplied in such a way that the heat loss of the fibers in their draw area is inhibited will.

Die Einzelheiten und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen von zur Durchführung des neuen Verfahrens geeigneten Anlagen an Hand der Figuren hervor. Von diesen istThe details and features of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments of systems suitable for carrying out the new process on the basis of the figures emerged. Of these is

Fig. 1 ein teilweise schematisierter Vertikalschnitt durch eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, und zwar zur Herstellung von Fasern von sehr kleinem Durchmesser aus geschmolzenem Glas;1 shows a partially schematic vertical section through a system for carrying out the method according to the invention for the production of very small diameter fibers from molten Glass;

Fig. 2 ist eine Teildarstellung einer abgeänderten Ausführungsform der Anlage gemäß der Fig. 1 in größerem Maßstabe;FIG. 2 is a partial representation of a modified embodiment of the system according to FIG. 1 in larger scale;

009 508/96009 508/96

Fig. 3 bis 6 zeigen in der Fig. 2 entsprechenden Darstellung andere Ausführungsformen einer solchen Anlage.FIGS. 3 to 6 show other embodiments of such a representation in the representation corresponding to FIG System.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Schmelzbehälter bezeichnet, der eine Masse 11 von geschmolzenem Glas enthält. In dem Boden dieses Behälters ist eine Buchse 12 vorgesehen, die eine einzige Öffnung 13 von verhältnismäßig großem Durchmesser aufweist, durch welche ein Strom 14 von geschmolzenem Glas ausfließt.In Fig. 1, 10 denotes a melting container, containing a mass 11 of molten glass. In the bottom of this container is a socket 12 provided which has a single opening 13 of relatively large diameter through which a stream 14 of molten glass flows out.

Unterhalb der Buchse 12 dreht sich um eine vertikale Achse in geeigneten, nicht dargestellten Lagen eine Spindel 15, die z. B. mit 3000 oder mehr Umdrehungen/Min, durch einen nicht dargestellten Antriebsmotor über Riemen 16 angetrieben wird.Below the socket 12 rotates around a vertical axis in suitable positions, not shown a spindle 15 which, for. B. at 3000 or more revolutions / min, by a drive motor, not shown is driven by belt 16.

Auf dem unteren Ende der Spindel 15 ist abnehmbar eine gemäß dem Ausführungsbeispiel aus einem hohlen, konusartig gestalteten Körper mit einem grundsätzlich vertikal verlaufenden Umfangsring 18 und einer unteren Rückführlippe 19 bestehende Schleuder befestigt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist in der Schleuder 17 in zentraler Anordnung ein mit ihr umlaufender Verteilungskorb 20 angeordnet.On the lower end of the spindle 15 is a removable one according to the embodiment of a hollow, cone-like body with a generally vertical circumferential ring 18 and a lower return lip 19 attached existing slings. In the embodiment according to FIG. 1 a distribution basket 20 rotating with it is arranged in a central arrangement in the centrifuge 17.

Die Spindel 15 ist hohl, so daß der Glasstrom 14 durch sie hindurch auf den Boden des Korbes oder Verteilers 20 auffließt. Das noch auf relativ hoher Temperatur befindliche Glas strömt infolge der Wirkung der Zentrifugalkraft quer über den Boden des Verteilerkorbes 20 in Form verhältnismäßig grober Ströme 22 in radialer Richtung nach außen und wird durch eine Mehrzahl von in der vertikalen Wandung des Korbes 20 angeordneten Verteileröffnungen 21 ausgeschleudert. Es prallt auf den Umfangsring 18 und die Lippe 19 der Schleuder 17 auf und fließt auf der Innenfläche des Ringes 18 und der Lippe 19 zu einem allgemein mit 23 bezeichneten Ringkörper zusammen, der infolge des verhältnismäßig größeren Durchmessers der Schleuder 17 und deren hoher Umlaufgeschwindigkeit außerordentlich hohen Zentrifugalkräften unterworfen ist, durch deren Wirkung es durch eine große Zahl von in dem Ringkörper 18 gebohrten öffnungen 24 ausgespritzt wird.The spindle 15 is hollow so that the glass stream 14 through it to the bottom of the basket or Distributor 20 flows up. The glass, which is still at a relatively high temperature, flows as a result of the effect the centrifugal force across the bottom of the distributor basket 20 in the form of relatively coarse Currents 22 in the radial direction outward and is through a plurality of in the vertical wall of the basket 20 arranged distributor openings 21 ejected. It hits the circumferential ring 18 and the lip 19 of the sling 17 and flows on the inner surface of the ring 18 and the lip 19 to a generally designated 23 ring body together, as a result of the relatively larger Diameter of the centrifuge 17 and its high rotational speed, extremely high centrifugal forces is subject, by the action of which it is drilled through a large number of in the ring body 18 Openings 24 is injected.

Die Kontrolle der Temperatur und damit der Viskosität des Glases auf seinem Weg längs der Innenwände des Ringes 18 und der Lippe 19 durch die Öffnungen 24 bis zum vollendeten Ausziehvorgang ist schwierig. Die Temperatur des Glases an den öffnungen 24 muß hinreichend hoch sein, um sein Fließen durch diese öffnungen zu ermöglichen, jedoch andererseits so niedrig, daß der Strom nicht abreißt und sich Tröpfchen oder Klümpchen bilden. Das auf dem Wege des Glases von der Schleuder aus erfolgende ständige Absinken seiner Temperatur muß, wie gefunden wurde, und zwar unmittelbar oder kurz nachdem es die Öffnungen 24 verlassen hat, beginnend, genau, und zwar so eingeregelt werden, daß das Glas durch die Wirkung der Zentrifugalkraft und eines allgemein mit 25 bezeichneten, um den Umfangsring 18 der Schleuder 17 fließenden Gasstromes einwandfrei zu langen, feinen Fasern ausgezogen werden kann.The control of the temperature and thus the viscosity of the glass on its way along the inner walls of the ring 18 and the lip 19 through the openings 24 until the extraction process is completed difficult. The temperature of the glass at the openings 24 must be high enough to allow it to flow to allow through these openings, but on the other hand so low that the current does not stop and become Form droplets or lumps. That which takes place continuously from the slingshot on the way of the glass Its temperature must drop, as has been found, immediately or shortly after it the openings 24 has left, beginning, exactly, and so regulated that the glass through the effect of centrifugal force and one indicated generally at 25, around the peripheral ring 18 of the Centrifugal 17 flowing gas stream can be drawn out properly to long, fine fibers.

Der ausziehend wirkende Gasstrom 25 wird durch einen Blasring 26 erzeugt. Er kann aus Luft, Heißluft, Dampf, überhitztem Dampf oder beliebigen anderen Gasen bestehen. Seine Geschwindigkeit muß ausreichen, um auf die aus den öffnungen 24 unter der Schleuderwirkung austretenden Glasströme 27 eine ausziehende Wirkung auszuüben.The extracting gas stream 25 is generated by a blow ring 26. He can come from air, hot air, Steam, superheated steam, or any other gas. Its speed must are sufficient to affect the glass streams 27 emerging from the openings 24 under the centrifugal effect to exert a pulling effect.

Bei Verwendung eines Blasstromes, dessen Temperatur ausreicht, um die des Glases über seinem Schmelzpunkt zu erhalten, d. h. der Temperatur, bei welcher die Oberfläche des Glases erweicht, bewirkt der innige Kontakt zwischen den Oberflächen der ausgezogenen Fasern eine solche Aufrauhung desselben, daß das Erzeugnis zerbrechlich und wenig geeignet zur Verarbeitung· auf Endprodukte ist. Es ist daher wünschenswert, die Temperatur der aus der Schleuder austretenden Glasströme nicht noch zu steigern. Jedoch wurde gefunden, daß die Gesamtwirkung des Gasstromes und der die Schleuder 17 umgebenden Luft die Glasströme so schnell abkühlt, daß dieWhen using a blowing stream, the temperature of which is sufficient to keep the glass above its Obtain melting point, d. H. the temperature at which the surface of the glass softens the intimate contact between the surfaces of the drawn fibers causes such a roughening of the same, that the product is fragile and unsuitable for processing on end products. It is therefore It is desirable not to increase the temperature of the glass streams emerging from the centrifuge. However, it has been found that the overall effect of the gas flow and that surrounding the spinner 17 Air cools the glass streams so quickly that the

ίο Länge der aus den einzelnen Strömen ausziehbaren Fäden zu kurz ist, um eine Verjüngung zu sehr feinen Fasern zu bewirken. Deshalb ist es ferner wünschenswert, die Geschwindigkeit der Temperaturabnahme des Glases durch Zuführung zusätzlicher Wärme zu den auszuziehenden Glasströmen zu verlangsamen.ίο Length of the extendable from the individual streams Threads is too short to taper into very fine fibers. It is therefore also desirable the rate of decrease in temperature of the glass by adding additional heat to slow down the stream of glass to be drawn out.

Der Begriff »Ausziehlänge« bedeutet die Länge des Glasstromes zwischen der Außenfläche des Umfangsringes 18 der Schleuder 17 und der Stelle, an welcher die Faser ihren kleinsten Durchmesser erreicht hat.The term "pull-out length" means the length of the glass flow between the outer surface of the circumferential ring 18 the spinner 17 and the point at which the fiber has reached its smallest diameter.

Auf diesem Wege muß die Faser hinreichend gestreckt werden, um ihren Durchmesser von dem der Öffnung 24 bis auf ihren Enddurchmesser zu verringern. Infolge der Oberflächenspannung und der Viskosität des Glases auch bei hoher Temperatur ist es unzweckmäßig, die Durchmesser der Öffnungen 24 annähernd den Enddurchmessern der herzustellenden Faser entsprechend zu wählen. Sie müssen vielmehr vielfach größer sein. Jede Faser wird aus einem geschmolzenen Kegelkörper aus Glas gebildet, welcher durch die Zentrifugalkraft durch eine der öffnungen 24 ausgeschleudert wird. In this way, the fiber must be stretched sufficiently to make its diameter different from that of the opening 24 to be reduced to its final diameter. Due to the surface tension and the viscosity of the Glass even at a high temperature, it is inexpedient to approximate the diameter of the openings 24 to choose the final diameter of the fiber to be produced accordingly. Rather, they have to be multiple to be taller. Each fiber is formed from a fused glass cone that passes through the Centrifugal force is ejected through one of the openings 24.

Zur Regelung der Geschwindigkeit der Temperaturabnahme der Fasern im Bereich der »Ausziehlänge« sind gemäß der Erfindung Vorrichtungen zur Zuführung von zusätzlicher oder Hilfswärme in diesem Bereich vorgesehen. Gemäß Fig. 1 bestehen diese Mittel in einem allgemein mit 28 bezeichneten Strahlbrenner, welcher so angeordnet ist, daß er strahlende Wärme auf den Ausziehbereich der Fasern richtet. Dieser Strahlbrenner besteht gemäß dem Ausführungsbeispiel aus einem Ring 29 aus keramischem Material, welcher in einem Tragring 30 gelagert ist, wobei eine \^rielzahl von Gaseinlaßrohren 31 vorgesehen sind in solcher Anordnung, daß das Gas nahe der gekrümmten strahlenden Oberfläche des feuerfesten Ringes 29 brennt. Die kurze, heiße Gasflamme erhitzt den feuerfesten Strahlungsring 29, und infolge der hohen Strahlungsfähigkeit des keramischen Materials strahlt die von dem Brenner 28 erzeugte Wärme auf den Umfangsring 18 der Schleuder 17 und auf die »Ausziehlänge« der Glasströme 27, die in feine Fasern 32 ausgezogen werden sollen, auf.In order to regulate the speed of the decrease in temperature of the fibers in the area of the "draw length", devices for supplying additional or auxiliary heat are provided in this area according to the invention. According to Fig. 1, these means consist of a jet burner, generally designated 28, which is arranged to direct radiant heat to the draw-out area of the fibers. This beam burner consists according to the embodiment consists of a ring 29 of ceramic material, which is mounted in a support ring 30, wherein a \ ^r ielzahl are provided of gas inlet pipes 31 in such an arrangement that the gas close to the curved radiating surface of the refractory ring 29 is burning. The short, hot gas flame heats the refractory radiation ring 29, and as a result of the high radiant power of the ceramic material, the heat generated by the burner 28 radiates onto the circumferential ring 18 of the centrifuge 17 and onto the "draw length" of the glass streams 27, which are drawn into fine fibers 32 should be on.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist ein vertikales Gehäuse 33 vorgesehen, welches sich unterhalb der Schleuder 17 abwärts erstreckt und das sich unter dem Einfluß der Schwerkraft und dem der Luftstrahlen 25 abwärts bewegenden Faserschleier 34 umschließt. Unterhalb des Gehäuses 33 ist ein sich quer in dessen Öffnung bewegendes durchlässiges Transportband 35 angeordnet, welches die Fasermassen in Form einer Matte 36 sammelt und über allgemein mit 37 bezeichnete Walzen austrägt. Unterhalb des Transportbandes 35 ist eine Saugvorrichtung 38 vorgesehen, durch welche das Ablegen der Fasern 32 des Faserschleiers 34 auf das Transportband 35 unterstützt wird.In the device shown in Fig. 1, a vertical housing 33 is provided, which is below the sling 17 extends downwards and that under the influence of gravity and that of the air jets 25 downwardly moving fiber veil 34 encloses. Below the housing 33 is a transverse arranged in its opening moving permeable conveyor belt 35, which the fiber masses in Collects the form of a mat 36 and discharges it via rollers generally designated 37. Below the Conveyor belt 35, a suction device 38 is provided through which the filing of the fibers 32 of the Fiber veil 34 is supported on the conveyor belt 35.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Form der Vorrichtungen zur Lieferung der zusätzlichen Wärme bzw. deren Übertragung auf die Ausziehlänge der Glasströme 39, die aus öffnungen 40 in UmfangsrichtungFig. 2 shows a modified form of the devices for supplying the additional heat or their transfer to the extension length of the glass streams 39 emerging from openings 40 in the circumferential direction

einer umlaufenden Schleuder 41 austreten. Wie bei in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist in der Schleuder 41 ein Verteilungskorb 42 angeordnet, in welchen ein Strom 43 von geschmolzenem Glas einfließt. Durch die Wirkung der Zentrifugalkraft verteilt sich dieser Glasstrom über die Innenfläche des Verteilungskorbes 42, von dem aus grobe Ströme 44 auf die Innenfläche der Schleuder 41 aufgeschleudert werden. Die durch die Wirkung der Zentrifugalkraft durch die öffnungen 40 austretenden Glasströme geraten unter die Wirkung eines sich nach unten bewegenden radialen Gasstromes 45, welcher konzentrisch zu der Achse der Schleuder 41, parallel zu deren Achse, gerichtet ist.a rotating slingshot 41 exit. As in the device shown in Fig. 1 is in the Centrifugal 41 arranged a distribution basket 42, in which a stream 43 of molten glass flows. Due to the effect of centrifugal force, this glass flow is distributed over the inner surface of the Distribution basket 42, from which coarse streams 44 are thrown onto the inner surface of the spinner 41 will. The glass streams emerging through the openings 40 as a result of the effect of the centrifugal force under the action of a downward moving radial gas flow 45 which concentrically is directed to the axis of the slinger 41, parallel to its axis.

Dieser Gasstrom 45 wird durch einen kreisförmigen Blasring 46 erzeugt. Wie oben erläutert, kann der Gasstrom 45 aus Luft oder Dampf von gegenüber der Temperatur des flüssigen Glases, welches die Glasströme 39 bildet, verhältnismäßig niedriger Temperatur bestehen.This gas flow 45 is generated by a circular blow ring 46. As explained above, the Gas stream 45 of air or steam at opposite the temperature of the liquid glass which the glass streams 39 forms, consist of a relatively low temperature.

Durch den Gasstrom 45 werden die aus der Schleuder austretenden Ströme abwärts gelenkt, so daß sie einen im allgemeinen röhrenförmigen Schleier 47 aus Fasern bilden. Um das Ausziehen der Ströme 39 zu langen, dünnen Fasern 46 zu sichern, ist die zusätzliche Heizvorrichtung 48 vorgesehen. Diese besteht aus einem kreisförmigen Ring 49 aus keramischem oder anderem Material von hoher Strahlungsfähigkeit, welcher so angeordnet, gestaltet und gerichtet ist, daß die von ihm ausgestrahlte Wärme auf den Bereich der Ströme 39 zwischen deren Austritt aus den Öffnungen 40 und dem, an welchem sie auf ihren endgültigen Durchmesser verjüngt sind, und vom Zustand des fließfähigen auszuziehenden Stromes in den der Fasern mit festem Durchmesser übergegangen sind, konzentriert wird. In der konkaven Fläche des Strahlringes 49 ist eine Vielzahl von elektrischen Spulen angeordnet, welche die von den Strahlkörpern 48 auszusendende Wärme erzeugen. Die Spulen 50 sind an eine Stromzuleitung 51 angeschlossen.By the gas stream 45, the streams emerging from the centrifuge are directed downwards, so that they form a generally tubular veil 47 of fibers. To take off the streams 39 too To secure long, thin fibers 46, the additional heating device 48 is provided. This exists from a circular ring 49 made of ceramic or other material of high radiant power, which is arranged, designed and directed in such a way that the heat it radiates on the area of the Flows 39 between their exit from the openings 40 and that at which they are on their final Diameters are tapered, and from the state of the flowable to be drawn stream in that of the fibers with a fixed diameter have passed over, is concentrated. In the concave surface of the jet ring 49 a plurality of electrical coils is arranged, which are to be emitted by the radiators 48 Generate heat. The coils 50 are connected to a power supply line 51.

Gemäß den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird Wärme verwendet, die von einer außerhalb des Faserschleiers 34 oder 47 befindlichen. Wärmequelle ausgestrahlt wird. Die Erfindung umfaßt aber auch die Übertragung der Wärme von einer zusätzlichen äußeren Wärmequelle aus, die außerhalb des Schleiers und auch des Blasstromes liegt, in einer anderen Form als von der Strahlungsenergie.According to the embodiments of the device according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 heat is used, which is from an outside of the fiber veil 34 or 47 located. Heat source is broadcast. The invention also includes the transfer of heat from an additional external heat source, which lies outside the veil and also the blow stream, in a different form than from the radiant energy.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist ähnlich derjenigen nach den Fig. 1 und 2, mit Ausnahme der Art der zusätzlichen, mit 128 bezeichneten Wärmequelle. Wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ist in der Schleuder 116 ein Glasverteilungskorb 119 vorgesehen, welcher einen Strom 112 von geschmolzenem Glas in mehrere grobe, auf die Innenfläche des Umfangsringes der Schleuder gerichtete Ströme 120 unterteilt, die von dort durch die öffnungen 118 fließen und als Ströme 124 austreten. Diese Ströme 124 gelangen in einen aus einem ringförmigen Blasring 125 austretenden Gasstrom 126 und werden zu Fasern 127, einen röhrenförmig sich abwärts bewegenden Schleier bildend, ausgezogen.The embodiment of the invention shown in Fig. 3 is similar to that of Figs. 1 and 2, except for the type of additional heat source labeled 128. As with the above Embodiments of the invention, a glass distribution basket 119 is provided in the spinner 116, which a stream 112 of molten glass in several coarse, on the inner surface of the peripheral ring the centrifuge divides directed currents 120, which flow from there through the openings 118 and exit as streams 124. These streams 124 enter an annular blow ring 125 exiting gas stream 126 and become fibers 127, a tubular downward movement Forming a veil, undressed.

Aus dieser Fig. 3 ist eine Induktionsspule 128 ersichtlich, von deren Windungen sich einzelne konzentrisch um die Schleuder 116 herumerstrecken, wobei die axiale Erstreckung der Spule und ihr Umfangsabstand so bemessen sind, daß das durch die Spule erzeugte Feld den Glaskörper 123., die Umfangswandung 117 der Schleuder und die Glasströme 124 während ihres Ausziehens umschließt.From this Fig. 3 an induction coil 128 can be seen, some of the turns of which are concentric extend around the slingshot 116, the axial extent of the spool and its circumferential spacing are dimensioned so that the field generated by the coil, the glass body 123., the peripheral wall 117 encloses the slingshot and the streams of glass 124 while they are being drawn out.

Während Glas in festem Zustand bei niedriger Temperatur hohen elektrischen Widerstand besitzt, vergrößert sich seine Leitfähigkeit mit Erhöhung seiner Temperatur. Der angesammelte flüssige Glaskörper 123 und das Glas der Ströme 124 stellen deshalb verhältnismäßig gute Leiter dar, die durch ein induktives Kraftfeld gut beeinflußt werden. Die SpuleWhile glass in its solid state has high electrical resistance at low temperatures, its conductivity increases with an increase in its temperature. The accumulated liquid vitreous 123 and the glass of currents 124 are therefore relatively good conductors that pass through a inductive force field can be well influenced. The sink

ίο 128 kann beispielsweise aus einem abgeflachten Kupferrohr bestehen und mittels eines durch ein Ein- _ trittsrohr 129 zugeführten flüssigen Kühlmittels gekühlt werden. Sie wird von einem mit 130 bezeichneten Hochfrequenzgenerator aus in bekannter Weise erregt.ίο 128 can, for example, consist of a flattened Copper pipe and cooled by means of a liquid coolant fed through an inlet pipe 129 will. It is generated in a known manner by a high-frequency generator designated 130 excited.

Bei den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtungen gehen die Gasströme 25, 45 und 126 von Blasringen 26, 46 und 125 aus, welche in einem Niveau oberhalb der Umfangsringe der Schleuder 17., 41 und 116 liegen. Gemäß diesen Figuren sind die ausziehenden Gasströme so gerichtet, daß sie auf die Glasströme 27, 39 oder 124 im Bereich von deren Ausziehlänge auftreten und eine ausziehende Wirkung auf diese ausüben, durch welche sie, bis sie abkühlen, in feine Fasern ausgezogen werden.In the devices shown in FIGS. 1 to 3, the gas flows 25, 45 and 126 go from blow rings 26, 46 and 125, which at a level above the circumferential rings of the slingshot 17., 41 and 116 lie. According to these figures, the outgoing gas streams are directed so that they are directed towards the glass streams 27, 39 or 124 occur in the area of their extension length and have an extension effect exercise these, by which they are drawn out into fine fibers until they cool.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung erfolgt das Ausziehen der Glasströme 65 zu feinen Fasern 66 durch eine ausziehende Kraft, welche längs der Fasern 66 rückwärts in dem Bereich der »Ausziehlänge« der Ströme 65 wirkt. Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung weist die Schleuder 67, welche ähnlich den vorher beschriebenen ausgebildet und gegebenenfalls mit einem Glasverteilungskorb 68 versehen ist, einen im allgemeinen kreisförmigen Umfangsring 69, welcher eine Vielzahl von Glasströme bildende Öffnungen 70 besitzt, auf. In den Verteilungskorb 68 ergießt sich ein Strom von flüssigem Glas 71, der durch die Öffnungen 72 des Korbes in Form von groben Strömen 73 austritt, die auf die Innenfläche des Umfangsringes 69 der Schleuder 67 aufprallen.In the device shown in FIG. 4, the glass streams 65 are drawn out into fine fibers 66 by a pulling force, which is applied backwards along the fibers 66 in the region of the "pull-out length" of the Currents 65 acts. In this embodiment of the device, the slingshot 67, which is similar the previously described is designed and optionally provided with a glass distribution basket 68, a generally circular circumferential ring 69 which has a plurality of openings defining glass streams 70 owns. In the distribution basket 68 a stream of liquid glass 71 pours through the openings 72 of the basket emerges in the form of coarse streams 73 which hit the inner surface of the circumferential ring 69 impact the slingshot 67.

Unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft wird das Glas in Form von durch die Öffnungen 70 gebildeten Strömen 65 ausgezogen. Infolge der auf ihrer Ausziehlänge absinkenden Temperatur der Glasströme 65 werden Fasern 66 von einer mechanischen Festigkeit erzeugt, die ausreicht, um zu ermöglichen, daß die Fasern von einem ringförmigen, abwärts gerichtet blasenden, mit 74 bezeichneten Blasstrom mitgenommen werden, der durch einen in einem Niveau oberhalb der öffnungen 70 der Schleuder 67 angeordneten Blasring 75 erzeugt wird. Von dem Gebläse 75 aus erstreckt sich nach abwärts eine Wand 76. Die Öffnungen des Gebläses sind so angeordnet, daß der ». Luftstrom 74 unmittelbar an der Oberfläche der Wandung 76 entlangströmt und die Fasern 66 in abwärtiger Richtung mitnimmt.Under the influence of the centrifugal force, the glass is formed in the form of the openings 70 Stream 65 undressed. As a result of the temperature of the glass streams 65 falling along their extension length fibers 66 are produced with a mechanical strength sufficient to enable the Fibers are entrained by an annular, downward blowing, designated 74 blowing stream which is arranged at a level above the openings 70 of the centrifuge 67 Blow ring 75 is generated. A wall 76 extends downwardly from the fan 75. The openings of the fan are arranged so that the ». Air flow 74 directly on the surface of the wall 76 flows along and takes the fibers 66 with it in a downward direction.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird, um die Geschwindigkeit der Temperaturabnahme im Bereich der Ausziehlänge der Ströme 65 zu vermindem, die zusätzliche Wärme von einer ringförmigen Strahlungswärmequelle 77 mit einem Strahlring, der durch Gasflammen erhitzt wird, die in über eine Gaszuleitung 80 gespeisten Öffnungen 79 brennen, aus zugeführt. In this embodiment of the invention, the rate of temperature decrease in the Range of extension length of the streams 65 to diminish the extra heat from an annular Radiant heat source 77 with a jet ring, which is heated by gas flames, which is brought in via a gas supply line 80 fed openings 79 burn, fed out.

Durch die Anwendung einer zusätzlichen Wärmequelle zur Verringerung des Wärmeverlustes der von der Schleuder ausgehenden Glasströme und eines von einer besonderen Quelle erzeugten ausziehenden Luftstromes wird eine bessere Kontrolle und Steuerung des Vorganges der Faserbildung ermöglicht. DieBy using an additional heat source to reduce heat loss from streams of glass emanating from the centrifuge and an extracting stream of air generated by a special source a better control and control of the process of fiber formation is made possible. the

Menge der von der äußeren Quelle gelieferten zusätzlichen Wärme ist völlig unabhängig von dem Luftstrom, während im Gegensatz hierzu dann, wenn ein Gasstrom sowohl die ausziehende Kraft wie die zusätzliche Wärme liefert, sich eine Änderung, sei es der Zugkraft, sei es der Temperatur des Luftstromes, gegenseitig beeinflussen.Amount of additional heat supplied by the external source is completely independent of the air flow, while, on the contrary, when a gas stream has both the pulling force and the additional Heat supplies, a change, be it the pulling force, be it the temperature of the air flow, affect each other.

Bei allen in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen wird die zusätzliche Wärme nicht nur auf die »Ausziehlänge« der Glasströme zur Einwirkung gebracht oder in diesem erzeugt, sondern sie wirkt auch wenigstens auf dem Umfangsbereich der Schleuder. Alle die Schleuder umgebenden Wärmeoder Energieübertragungsmittel können die Energie durch die Blasströme auf die Glasströme und die Schleuder selbst übertragen. Die Strahlungswärme bestreicht die Außenfläche der Schleuder 17, 41, 67 der Fig. 1, 2 bzw. 4. In Fig. 3 umschließt das Induktionsfeld der Spule 128 sowohl die Schleuder 116 wie auch die Glasströme 124. Es wird also in allen Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 4 die Wärme auch auf die Schleudern übertragen und dadurch auch deren Temperaturverlust in gleicher Weise abgebremst wie der der Glasströme.In all of the embodiments shown in FIGS the additional heat does not only affect the »extension length« of the glass streams brought or generated in this, but it also acts at least on the circumferential area of the Slingshot. All heat or energy transfer media surrounding the centrifuge can transfer the energy transferred by the blowing streams to the glass streams and the centrifuge itself. The radiant heat spreads the outer surface of the slingshot 17, 41, 67 of FIGS. 1, 2 and 4. In FIG. 3, the induction field of the coil 128 encloses both the slingshot 116 and the glass streams 124. In all the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 4, the heat is therefore generated also transferred to the centrifuges and thereby also their temperature loss slowed down in the same way like that of the streams of glass.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 5 weist einen Schleuderkorb 81 auf, in welchen ein Strom 82 von geschmolzenem Glas eingeführt wird. Das flüssige Glas wird über die Innenfläche des Korbes 81 verteilt und tritt in Form von Strömen 83 aus Öffnungen 84, welche in der Bahn eines durch ein ringförmiges Gebläse erzeugten Gasstromes liegen, aus. In diesem Falle wird die zusätzliche Wärme in den Ausziehlängen der Ströme durch die elektrische Erhitzung erzeugt. Die Schleuder 81 ist dabei die eine Platte eines Systems, das außerdem eine außerhalb des Luftstromes 85 liegende ringförmige Platte 87 aufweist, die beide an einen Hochfrequenzgenerator 88 angeschlossen sind.The device according to FIG. 5 has a centrifugal basket 81 into which a stream 82 of molten glass is introduced. The liquid glass is distributed over the inner surface of the basket 81 and emerges in the form of streams 83 from openings 84, which lie in the path of a gas flow generated by an annular fan. In this Trap, the additional heat in the pull-out lengths of the currents is generated by the electrical heating. The slinger 81 is one plate of a system that is also one outside of the air flow 85 has annular plate 87 lying, both of which are connected to a high-frequency generator 88.

Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die für die Erzeugung von kontinuierlichen Fasern bestimmt ist, welche insbesondere zu einem Glasfaserstrang verdrillt werden. Bei dieser Vorrichtung liegt eine durch einen nicht dargestellten Mechanismus angetriebene, um eine vertikale Achse umlaufende Schleuder 131 innerhalb einer ähnlich der Spule 128 gemäß Fig. 3 ausgebildeten, ähnlich wie diese gekühlten und durch einen entsprechenden Hochfrequenzgenerator 133 erregten Induktionsspule 132.Fig. 6 shows an embodiment of the invention for the production of continuous Fibers is determined, which are twisted in particular into a glass fiber strand. With this device is a driven by a mechanism, not shown, about a vertical axis rotating spinner 131 within a similar to the coil 128 of FIG. 3 formed, similar to the induction coil 132 is cooled and excited by a corresponding high-frequency generator 133.

Bei dieser Schleuder ist nicht dargestellt, daß sie mit Verteilungsmitteln versehen ist, wenngleich derartige Mittel, wie ein Korb 118, auch bei der Vorrichtung gemäß Fig. 6 vorhanden sein können. Bei der dargestellten Vorrichtung fließt ein Strom 134 von geschmolzenem Glas abwärts in das Innere der Schleuder 131 und auf deren nicht perforierten Boden 135, wird durch die Zentrifugalwirkung nach außen geschleudert und durch die die Glasströme bildenden Öffnungen 136 ausgeschleudert, von denen nur eine Reihe in der Nähe des Bodens des zylindrischen Umfangsteils 137 der Schleuder 131 dargestellt ist.This centrifuge is not shown to be provided with distribution means, albeit such Means, such as a basket 118, can also be present in the device according to FIG. 6. In the A stream 134 of molten glass flows downwardly into the interior of the apparatus illustrated in FIG Slingshot 131, and on its non-perforated bottom 135, is moved outwards by the centrifugal effect thrown and ejected through the openings 136 forming the glass streams, of which only one Row near the bottom of the cylindrical peripheral portion 137 of the slingshot 131 is shown.

Die sowohl auf die in der Schleuder 131 befindliche Glasmasse 183 wie auch die durch die Öffnung 136 austretenden und nach außen geschleuderten Ströme 139 einwirkende Zentrifugalkraft zieht diese Ströme zu kontinuierlichen Fasern 140 aus. Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung werden die Fasern 140 • durch ein geeignetes Sammelauge 141 geführt, abwärts geleitet und können über eine Traverse 142 nach einer umlaufenden Packvorrichtung 143 gelangen. Die Traverse 142 kann durch einen Synchronmotor 144 und die Rolle 143 durch einen Motor 145 angetrieben werden. Ein Sprühkopf 146 kann vorgesehen werden, um auf die Fasern 140 ein geeignetes Schmier- oder Bindemittel aufzubringen, bevor diese durch die Rotation der Schleuder 131 verdrillt werden.The glass mass 183 located in the centrifuge 131 as well as that through the opening 136 Centrifugal force acting on exiting and outwardly thrown streams 139 pulls these streams into continuous fibers 140. In this embodiment of the device, the fibers 140 • guided through a suitable collecting eye 141, guided downwards and can be crossed over a cross member 142 get to a rotating packing device 143. The traverse 142 can be driven by a synchronous motor 144 and the roller 143 are driven by a motor 145. A spray head 146 can be provided be in order to apply a suitable lubricant or binder to the fibers 140 before they be twisted by the rotation of the slingshot 131.

Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß die Spule 132 in vertikalem Abstand von der Schleuder 131 so angeordnet ist, daß sie oberhalb des Niveaus der Glasstromaustrittsöffnungen 136 liegt. Wenn die MaschineFrom Fig. 6 it can be seen that the spool 132 is so arranged at a vertical distance from the spinner 131 is that it is above the level of the glass flow outlets 136 lies. When the machine

ίο angelassen wird, so faßt ein Arbeiter die aus den öffnungen 136 austretenden ausgezogenen Fasern zusammen und leitet sie abwärts durch das Sammelauge 141 nach der Rolle 143. Der durch die rotierende Rolle 143 hervorgerufene Zug auf diese Enden der ausgezogenen Fasern 140 setzt sich über die nach oben hin fort und fördert das Ausziehen der Ströme während des Umlaufs der Schleuder 131.ίο is started, a worker grabs the one from the openings 136 exiting drawn fibers together and conducts them downwards through the collecting eye 141 after the roller 143. The tension caused by the rotating roller 143 on these ends of the Drawn fibers 140 continues over the top and promotes the drawing of the streams during the rotation of the slingshot 131.

Die in vertikaler Lage oberhalb der Austrittsöffnungen 136 dargestellte Induktionsspule 132 um- The induction coil 132 shown in a vertical position above the outlet openings 136 is

ao schließt das um sie herum gebildete Induktionsfeld, den zylindrischen Umfang der Schleuder 131, ferner wenigstens einen erheblichen Teil der am Umfangsring 137 befindlichen Glasmasse und das sich in den Öffnungen 136 befindliche und zu Strömen 139 geformte Glas. Durch genaue Regelung der der Induktionsspule 132 zugeführten Energie wird die Wärme in dem Glas gerade in den vorstehend beschriebenen Bereichen und in der Wandung der Schleuder 131 selbst erzeugt und dadurch die Temperatur des Glases während des Ziehprozesses eingestellt.ao also closes the induction field formed around it, the cylindrical periphery of the spinner 131 at least a considerable part of the glass mass located on the circumferential ring 137 and that is in the Glass located in openings 136 and shaped into streams 139. By precisely regulating the induction coil 132 supplied, the heat in the glass is just as described above Areas and in the wall of the centrifuge 131 itself generated and thereby the temperature of the glass set during the drawing process.

Claims

Patent claims:

1. A process for the production of glass fibers, in which molten glass a hollow, abandoned circulating container-like body and under the action of centrifugal force in the circumferential wall of this body openings are ejected and from the Glass streams emerging from openings through blow jets are drawn out into fine fibers and the peripheral parts of the hollow, circumferential body and the area surrounding the body, in which the glass is drawn into fine fibers, heat from is supplied to a heat source surrounding the body at a radial distance, characterized in that that the heat is supplied in the form of radiant energy in such a way that the Heat loss of the fibers in their draw area is inhibited.

2. The method according to claim 1, characterized in that the radiant energy is radiant heat energy.

3. The method according to claim 1, wherein the exhaust blown streams the rotating body radially are surrounded and axially directed, characterized in that the radiant energy inwards is directed through the exhaust air streams.

4. The method according to claim 1, characterized in that the heat in the outer zone of the circumferential body and in the fibers outside the circumferential body by an electrical Energy field is generated, which is the outer zone of the revolving body and those around it Space in which the fibers are drawn out includes.

5. The method according to claim 4, characterized in that the energy field is an inductive or capacitive electrical energy field is.

6. The method according to claim 5, characterized in that the electrical energy field through

Applying a high frequency voltage to the surrounding body and to one of the surrounding ones Body surrounding electrode is generated.

7. The method according to claim 5, characterized in that the electrical energy field through Applying a high frequency voltage to an induction coil of such strength is generated that one is the outer zone of the revolving body

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and creating a field encompassing the fibers outside the circumferential body.

Documents considered: German Patent No. 865 641.

Older patents considered: German Patent No. 1 029 132.

1 sheet of drawings