DE1295126B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus in der Waerme erweichbaren Stoffen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor- auf die Innenfläche der Rotorwandung abgeschleu-

richtung zur Herstellung von Fasern aus in der Wärme dert werden.

erweichbaren Stoffen, vorzugsweise Mineralstoffen, In weiterer Ausbildung der Erfindung kann der

beispielsweise Glas, durch Sammeln eines aus einem Schmelzstrom gegen eine umlaufende Fläche inner-Vorratsbehälter ausfließenden Schmelzstromes auf 5 halb der Rotorkammer gerichtet werden, von der er

der Innenoberfläche einer umlaufenden, perforierten auf die umlaufende Innenfläche der Rotorwandung

Rotorkammer, aus der er durch Zentrifugalkräfte abgeschleudert wird.

nach außen austritt, so daß längliche Primärkörper Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich so

oder Fäden entstehen. weiterbilden, daß das aus der Rotorkammer in Form

Es sind bereits Verfahren bekannt, nach welchen io feiner Ströme austretende Schmelzmaterial unabhän-

Fasern aus in Wärme erweichbaren Stoffen dadurch gig von der Drehung der Rotorkammer weiter ausge-

erzeugt werden, daß der Schmelzstrom durch Zentri- zogen und mit einem Überzugsmaterial besprüht wer-

fugalkraft aus einem mit hoher Geschwindigkeit sich den kann.

drehenden Hohlkörper mit poröser Mantelfläche in Man erreicht dies dadurch, daß der aus der Rotor-Form feiner Ströme ausgeschleudert wird. Bei allen 15 kammer austretende Schmelzstrom von einem ringbekannten Verfahren ist jedoch das Problem der förmigen Blasstrahl hoher Geschwindigkeit getroffen gleichmäßigen Verteilung des Schmelzstromes über wird, der ihn zu Fasern auszieht und durch den er die Innenfläche der Rotorkammer nicht in zufrieden- in einem im allgemeinen zylindrischen Bündel entstellender Weise gelöst. fernt und mit einem aus der Mittelzone innerhalb des

Bei einer bekannten Vorrichtung fehlen Einrich- ao zylindrischen Bündels kommenden Überzugsmaterial

tungen innerhalb der Rotorkammer, die den Schmelz- besprüht wird.

strom direkt auf die Innenfläche der Rotorkammer In weiterer Ausbildung der Erfindung wird der aus richten. Deswegen fällt der in die Rotorkammer ein- der Rotorkammer austretende Schmelzstrom in längtretende Schmelzstrom unter der Wirkung der liehe Körper ausgezogen, die durch einen ringförmi-Schwerkraft auf den Rotorkammerboden und wird 35 gen, mit hoher Geschwindigkeit strömenden Blaslediglich durch die infolge der Drehung der Rotor- strahl erfaßt und ausgezogen und durch einen zweikammer hervorgerufenen Zentrifugalkräfte in Rich- ten, im allgemeinen in waagerechter Richtung strötung auf die Kammerwand bewegt. Dies hat eine un- menden Blasstrahl zusätzlich ausgezogen werden,
gleichmäßige und von der Umdrehungsgeschwindig- Zweckmäßigerweise ist der zweite Blasstrahl aus keit der Rotorkammer abhängige Verteilung des 30 einer zentralen Zone innerhalb des zylindrischen Schmelzstromes längs der Innenfläche der Rotor- Faserbündels auf die Fasern gerichtet,
kammer zur Folge. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich beson-

Man kennt auch bereits Vorrichtungen, die auf ders vorteilhaft ausführen in einer Vorrichtung, die dem Boden der Rotorkammer angeordnet sind und erfindungsgemäß eine innerhalb der Rotorkammer sich mit ihr drehen und den unter dem Einfluß der 35 angeordnete Scheibe als Verteilervorrichtung aufZentrifugalkräfte stehenden Schmelzstrom gegen die weist, die den in die Rotorkammer eintretenden Glas-Innenwand der Rotorkammer ablenken sollen. Solche strom in Richtung der gelochten Rotorwandung abVorrichtungen sind z. B. ein konusförmiges Element, lenkt.

eine abgesetzte Rosette, ein Verteiler in Form eines In weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen

Pilzes oder ein korbähnlicher Verteiler mit Perfora- 40 Vorrichtung läuft die Scheibe unabhängig von der

tionen. Auch hier ist jedoch die auf den Schmelz- Rotorkammerum.

strom wirkende Verteilerkraft von der Drehung der Die Scheibe kann auch als hohle Ablenkplatte

Rotorkammer abhängig. ausgebildet sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den in Zweckmäßigerweise ist die innerhalb der Rotor-

das Innere einer rotierenden Rotorkammer fallenden 45 kammer angeordnete Verteilervorrichtung als Düse

Schmelzstrom unabhängig von der Drehung der ausgebildet.

Rotorkammer gleichmäßig auf deren poröse Innen- Die Düse kann zickzackförmig, knieförmig, kanalwand zu verteilen. artig oder ringförmig ausgebildet sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen im

durch die Umlenkung des Schmelzstroms auf die 5° einzelnen erläutert. Es zeigt

Innenfläche der Rotorkammer durch unmittelbare F i g. 1 einen halbschematischen vertikalen Schnitt

Einwirkung seitlicher Kräfte auf den Schmelz- durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen

strom. Vorrichtung,

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird Fig. 2 einen vergrößerten vertikalen Schnitt durch

der Schmelzstrom durch einen luft- oder gasförmigen 55 einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,

Blasstrahl auf die umlaufende Oberfläche abgelenkt. Fig. 3 einen Teilquerschnitt im wesentlichen längs

Hierdurch läßt sich gleichzeitig die Temperatur des der Linie III-III der F i g. 2,

Schmelzstromes regulieren. F i g. 4 einen Längsschnitt durch eine Ausführungs-

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird der form einer Düsenkonstruktion zur Erzeugung des

Schmelzstrom zur Ablenkung auf die umlaufende 60 Schmelzstromes,

Oberfläche sowohl einem Blasstrahl als auch Zentri- F i g. 5 bis 7 verschiedene Ausführungsformen von

fugalkräften ausgesetzt. Dies bewirkt eine vorteilhafte Düsenkonstruktionen,

Kombination des Verteilungs- und des Temperie- F i g. 8 und 9 modifizierte Ausführungsformen zur

rungseffektes. Herstellung der Primärfasern,

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann der 65 Fig. 10 einen Teilausschnitt einer modifizierten

Schmelzstrom zuerst gegen eine Oberfläche innerhalb Ausführungsform einer Rotorkonstruktion,

der Rotorkammer gerichtet und dann durch einen Fig. 11 einen Vertikalschnitt durch eine erfin-

Blasstrahl in der Nähe dieser Oberfläche von dieser dungsgemäße Anlage mit einer Vorrichtung zur Auf-

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bringung von Überzugsmaterial auf die ausgezogenen Die öffnung 64 der Brennkammer ist vorzugsweise

Fasern, ringförmig und im wesentlichen konzentrisch zur

F i g. 12 einen horizontalen Schnitt im wesentlichen Wandung 40 der Rotorkammer. Die Temperatur der

längs der Linie 12-12 der Fig. 11, den schnellen Blasstrom bildenden Gase liegt in der

Fig. 13 und 14 zwei der Fig. 11 entsprechende S Größenordnung von 1600° C und darüber, d. h. ober-

Darstellungen einer Vorrichtung zur Änderung der halb der Erweichungstemperatur des faserbildenden

Bewegungsrichtung der ausgezogenen Fasern aus Schmelzstromes,

einer Vielzahl von Schmelzströmen, Die gebildeten Primärfäden 45 werden nach außen

Fig. 15 einen Querschnitt im wesentlichen längs in die Gase des Blasstromes geführt, wobei die Kraft

der Linie 15-15 der Fig. 14, io des mit hoher Geschwindigkeit strömenden Gasstro-

Fig. 16 bis 20 und 22 Vertikalschnitte durch mes die Primärfäden in feine Fäden66 auszieht, die

andere Ausführungsform der Verteilungsvorrichtung, sich in im wesentlichen zylindrischer Form nach

Fig. 21 eine der Fig. 13 entsprechende Ansicht unten bewegen und so ein Faserbündel 68 bilden,

einer Vorrichtung zur Aufbringung zusätzlicher Aus- Als brennbaren Bestandteil der in der Kammer

ziehkräfte auf das Faserbündel. 15 verbrannten Mischung kann man jeden geeigneten

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der gasförmigen Brennstoff, beispielsweise Butan, Methan Erfindung eignen sich besonders zur Herstellung von oder Propan, verwenden. Wie man aus F i g. 3 erFasern aus in der Wärme erweichbaren Stoffen, bei- kennt, bewegen sich die Primärfäden, die sich von spielsweise Glas, schmelzbarem Gestein oder der Rotorkammer nach außen bewegen, in einer Schlacke, wobei durch Zentrifugalkräfte Primärfäden »o durch die Zentrifugalkraft beim Umlauf der Rotoroder längliche Körper aus dem Schmelzstrom herge- kammer entstehenden Bahn, wobei durch die Reistellt und mit Hilfe eines mit hoher Geschwindigkeit bungskräfte der Luft und der Atmosphäre gekrümmte strömenden Gasstromes in vergleichsweise feine Fa- Bahnen entstehen,
sern ausgezogen werden. Um eine zufriedenstellende Bildung von Primär-

In F i g. 1 ist ein Vorherd 12 dargestellt, der mit «5 fäden aus dem Schmelzstrom zu erzielen, muß dereinem nicht gezeichneten Schmelzofen in Verbindung selbe in kürzester Zeit mit der Wandung des Rotors steht, in dem ein Glasgemenge oder andere in der in Berührung gebracht werden, so daß ein wesent-Wärme erweichbare faserbildende Materialien in licher Wärmeverlust des Stromes auf seinem Weg auf einen fließfähigen Zustand gebracht werden, so daß die Innenwandung des Rotors vermieden wird,
im Vorherd 12 durch den Durchlaß 17 stets ge- 30 Bei der in F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsschmolzenes Material 14 zur Verfügung steht. An der form wird der Schmelzstrom 20 zur Wandung des Bodenwandung des Vorherdes 12 sitzt eine Zufüh- Rotors mit Hilfe eines Luft- oder Gasstromes gerungsvorrichtung 16, die mit einem Auslaß 18 ver- schleudert. Zu diesem Zweck erstreckt sich ein Rohr sehen ist, aus dem ein Schmelzstrom 20 ausfließt. 70 durch die Nabe des Rotors 35. Das untere Ende Unter dem Vorherd 12 sitzt ein Rahmen 24 mit einem 35 des Rohres 70 ist mit einer Düse 72 versehen, die Nabenteil 26 zur Aufnahme einer Welle 30, deren einen Auslaß 74 aufweist (Fig. 2).
unteres Ende bei 32 mit einem Gewinde versehen ist, Das Rohr 70 ist mit einem querlaufenden Rohr 78 das den Nabenteil 34 eines umlaufenden Rotors 35 verbunden, welches an eine Quelle von Druckluft aufnimmt. Der Rotor läuft mit der Welle 30 um, die oder einem anderen unter Druck stehenden Gas angemit Scheiben 31 versehen ist, die über Riemen 33 von 40 schlossen ist. Ferner kann ein Kühlmantel 21 zur einem Motor 36 angetrieben werden, welcher auf Aufnahme eines Kühlmediums, beispielsweise Wasdem Rahmen 34 sitzt und den Rotor 35 in schnellen ser, vorgesehen sein, das in den Kühlmantel durch Umlauf versetzt. das Einlaßrohr 23 ein- und durch das Auslaßrohr 25

Der Rotor weist eine Bodenwandung 37 und eine austritt (F i g. 1).

obere konusförmige Wandung 38 auf, die durch eine 45 Die Düsenkonstruktion 72 ist bezüglich des zylindrische Wandung40 (Fig. 1 und 2) verbunden Schmelzstromes20 so angeordnet, daß der Luft-oder sind. Die Bodenwandung 37 des Rotors besitzt eine Gasstrahl auf die Endzone des Schmelzstromes aufzentrale öffnung 42 zur Erleichterung des Austritts trifft und ihn mit hoher Geschwindigkeit in Form der Gase aus dem Rotor und zum Ausgleich der kleiner Teilchen radial zur Achse des Rotors hinaus-Kräfte in der unteren und oberen Wandung 37 bzw. 50 bewegt, so daß die Teilchen auf die Innenfläche der 38, so daß die Gefahr der Zerstörung oder Beschädi- zylindrischen Begrenzungswandung 40 auftreffen, die gung bei den hohen Umlaufgeschwindigkeiten und mitsamt der öffnungen 40 filmartig bedeckt wird, hohen Temperaturen auf ein Minimum herabge- Durch dieses Verfahren wird die Zufuhr geschmolsetzt ist. zenen Glases oder eines anderen faserbildenden Mate-Die zylindrische Wandung 40 weist Reihen kleine- 55 rials an der Innenwand des Rotors derart aufrechtrer öffnungen 44 auf, durch die das in der Wärme erhalten, daß ständig Primärfasern 45 aus allen öfferweichte faserbildende Material infolge der Zentri- nungen 44 austreten. Der Schmelzstrom gelangt dabei fugalkräfte in Form von länglichen Primärfäden 45 auf dem kürzesten Weg und in kürzester Zeit auf die austritt, die infolge des Luftwiderstandes gekrümmt Innenwandung des Rotors, so daß die Wärmeverluste werden (F i g. 3). 60 an die umgebende Luft auf ein Minimum reduziert

Um den Rotor 35 sitzt ein Brenner 50 zur Erzeu- sind.

gung von Gasblasstrahlen zum Ausziehen der Primär- Der Rotor 35 läuft mit Geschwindigkeiten bis zu

fäden in feine Fasern. Der Brenner 50 ist Vorzugs- 3000 Umdrehungen/Min, und mehr um, und die auf

weise ringförmig und weist ein Metallgehäuse auf, den Glasfilm an der Innenoberfläche der Wandung

das im Innern mit gegen hohe Temperaturen bestän- 65 40 des Rotors wirkenden Zentrifugalkräfte verteilen

digem Material ausgekleidet ist. Die Innenwandung den Glasfluß über diese Wandung zu einer im

dieser Kammer begrenzt die Brennkammer (Fig. 1 wesentlichen gleichmäßigen Dicke,

und 3). Es hat sich herausgestellt, daß Druckluft ein billi-

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ges und wirksames Verteilungsmittel ist. Selbstver- ist vorzugsweise winklig angeordnet und richtet ihren ständlich kann man jedoch auch andere Gase oder Luft- oder Gasstrahl auf den Glasstrom 20 annähernd Kräfte für diesen Zweck verwenden. So kann man im Bereich der Berührungszone des Glasstromes mit beispielsweise heiße Verbrennungsgase aus dem Rohr der Scheibe 110. Dabei ist der Blasstrahl so kräftig, 70 durch die Düsenöffnung 74 zur Verteilung des 5 daß er das geschmolzene Glas seitlich oder radial zur Glasflusses austreten lassen. Unter gewissen Betriebs- Drehachse des Rotors in die durch die Wandung 40 bedingungen kann es vorteilhaft sein, sehr schnelle begrenzte Zone austrägt.

Ströme von intensiv heißen Gasen gegen den Glas- Bei Inbetriebnahme wirken die Schleuderkräfte des

strom 20 zu richten, um diesen auf erhöhter Tempe- Gasstrahles aus der Düse 123, vermehrt durch die ratur zu halten. Die Abgase werden in die Atmo- io Zentrifugalkräfte, infolge des Umlaufs der Scheibe Sphäre durch die öffnung 42 in der Bodenwandung 110 zusammen und schleudern den Glasstrom auf des Rotors 35 abgeleitet. die Innenfläche der Wandung 40 des Rotors.

Es können die verschiedensten Düsenformen Ver- Wird die Scheibe 110 durch Abschalten des Mo-

wendung finden. Fig. 5 zeigt eine Düse, die im tors 115 zum Stillstand gebracht, so dient der aus der wesentlichen der Konstruktion nach Fig. 4 ent- 15 Düse 123 austretende Gas- oder Luftstrahl allein zum spricht, wobei jedoch die rechteckige Öffnung 101 Austragen des Glasstromes an die Innenseite der eine geringere Länge als bei der Öffnung 74 aufweist. Rotorwandung 40. Durch die Motorsteuerung 120 Die Öffnung 101 kann in einem Verschlußdeckel kann die Scheibe 110 in jeder Richtung und mit jeder sitzen, der in den Teil 102 der Röhre 103 einge- gewünschten Geschwindigkeit angetrieben werden, so schweißt ist, wobei sich der Teil 102 im allgemeinen ao daß man eine sehr wirkungsvolle Zufuhr und Verteisenkrecht zur Achse des Zuführungsrohres 103 er- lung des Glasstromes gegen die Wandung 40 erhält, streckt. Bei einem vergleichsweise engen Schlitz 101 Die Scheibe 110 ist bezüglich des Rotors 35 verti-

zerteilt sich die Luft oder das Gas nicht so stark wie kai verstellbar, um die richtige Verteilung des Glasbei einer Düse mit größerem Querschnitt, wie sie in flusses in solcher Höhe zu gewährleisten, daß eine Fig. 4 dargestellt ist. Mann kann also mit einem 25 Glasschicht in der Nähe der verschiedenen Reihen durch die Düse 101 austretenden Gasstrahl ein Sprü- der Öffnungen 44 in der Wandung 40 entsteht, um so hen des Glasflusses weit besser vermeiden. die Glaszufuhr der Bildung der Primärfäden 45 an

Fig. 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform den Öffnungen anzupassen. Die Düse 123 ist durch einer Düse. Bei dieser Ausführungsform ist der Teil Heben oder Senken des Rohres 125 nachstellbar. 102 des Rohres 103 mit einer bogenförmig ausgebil- 30 F i g. 9 zeigt eine Rotorkonstruktion zur Verstärdeten Öffnung 105 versehen. Die konkave Zone des kung oder Vergrößerung der Anzahl der dem Aus-Blasstrahles umgibt teilweise den Glasfluß, so daß ziehstrahl zugeführten Primärfäden. Der Rotor 130 dieser bei seiner Wanderung zur Innenwandung des ist mit einem mit Gewinde versehenen Nabenteil 132 Rotors von dem Blasstrahl getragen wird. auf dem Gewindeende der rohrförmigen Welle 32

In ähnlicher Weise wirkt die Ausführungsform 35 aufgesetzt und mit einer zylindrischen Wandung 134 einer Düse nach F i g. 7. Bei dieser Ausführungsform versehen, die breiter als der Wandteil des Rotors 35 ist der Teil 102 des Rohres 103 mit einer V-förmigen nach F i g. 2 ist und eine horizontale Trennwand 140 Öffnung 107 versehen, die ähnlich wie die öffnung enthält, welche die Wandung des Rotors zwischen 105 nach F i g. 6 wirkt. den gelochten Zonen 136 und 137 in eine obere und

Die Anordnung nach F i g. 8 enthält eine Scheibe 40 eine untere Kammer 142,144 teilt. 110, auf welche der Schmelzstrom 20 auftrifft, der Die ringförmige Trennwand 140 hat eine Öffnung

mit einem Gasstrahl zusammenwirkt, wobei die An- 147, die den Eintritt eines Schmelzstromes in die Ordnung so getroffen ist, daß der Glasfluß von der untere Kammer 144 erleichtert. Die Wandzonen 136 Scheibe 110 in Richtung auf die Wandung 40 des und 137 sind mit Öffnungen 148 bzw. 149 zum AusRotors gerichtet wird. Die Vorrichtungen zur Förde- 45 schleudern des Schmelzstromes zu Primärfäden 150 rung des Glasflusses im Eingriff mit dem Rotor wer- bzw. 154 versehen. Der Kammer 142 wird ein Glasden unabhängig vom Rotor 35 betrieben. strom 20 b zugeführt und in Querrichtung des Rotors

Wie man aus F i g. 8 erkennt, ist die Scheibe 110 durch einen aus der Düse 143 austretenden Blasstrahl senkrecht zum Glasstrom 20 angeordnet und mit einer abgelenkt. Die Versorgung der Düse 143 erfolgt durch oberen Planfläche in der Bahn des Glasstromes 20 50 das Rohr 145. Dabei sammelt sich der Schmelzstrom versehen. Die Scheibe 110 weist einen Nabenteil 112 als Film 146 auf der oberen Wandzone 136 des Roauf, der vertikal auf einer Welle 114 verstellbar ist, tors an.

die von einem Motor 115 angetrieben wird. Eine Ein zweiter Glasstrom, der mit 20 c bezeichnet ist,

Schraube 113 oder ein anderes Befestigungsmittel wird durch die Kammer 142 hindurch der unteren dient zur Feststellung der Nabe 112 auf der 55 Kammer 144 des Rotors zugeführt. Gas oder Druck-Welle 114. luft strömt aus einer Düse 156 aus und lenkt den In F i g. 8 ist der Motor 115 auf einem Rahmen Glasstrom seitlich auf die Innenfläche des Wandungsmittels eines sehr dünnen Auslegers 118 befe- teiles 137 des Rotors ab, so er sich als Film 157 anstigt, der die Bewegungen der Fasern 66 des durch setzt.

den Blasstrahl aus dem Brenner ausgezogenen Faser- 60 Die Filme 146,157 decken die öffnungen 148 und bündeis nur wenig hindert. Der Elektromotor 115 ist 149 an den Wandungen 136, 137 ab und werden mit einer Steuerung 120 zur Regulierung der Rieh- durch die Zentrifugalkräfte durch diese öffnungen tung und Geschwindigkeit des Umlaufs der Welle 114 herausgetrieben, so daß längliche Körper oder Pri- und der Scheibe 110 versehen. In der Nähe der märfäden 150 und 154 entstehen. Scheibe 110 und des Glasstromes 20 befindet sich 65 Die Öffnungen 148 und 149 können verschiedene eine an einem festen Zuführungsrohr 125 angeord- Durchmesser aufweisen, so daß die Primärfäden 150 nete Düsenkonstruktion 123 mit einer Düsenöffnung und 154 verschiedenen Durchmesser erhalten. Durch zum Austritt von Druckluft oder Druckgas. Die Düse diese Art der Herstellung von Primärfäden verschie-

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dener Abmessungen und Einführung in einen Aus- eine elastische und flockige Masse mit hohen Isolaziehblasstrahl erhalten auch die aus diesen Primär- tions- und Schallschluckeigenschaften. Obwohl in der fäden entstehenden ausgezogenen Fasern verschiedene Fig. 13 einzelne Druckluft- oder Gaszuführungs-Abmessungen. rohre 70 und 195 dargestellt sind, ist es selbstver-

Mit der in F i g. 9 dargestellten Vorrichtung kann 5 ständlich, daß bei Verwendung des gleichen Mediums man eine sehr hohe Faserproduktion erzielen und zur radialen Ausrichtung des Glasflusses im Rotor gegebenenfalls die Größe der Fasern in großem Um- 35 und zur Änderung und Modifizierung des Glasfang durch Regeln der Größen der Öffnungen 148 faserbündel 68 die Zuführungsröhren 70 und 195 an und 149 in der Wandung des Rotors verändern. eine einzige Quelle von Druckluft oder Gas ange-

Ein anderer Faktor, der auf die Abmessungen der io schlossen werden können.

ausgezogenen Fasern unter Verwendung der Vorrich- Die Fig. 14 und 15 zeigen eine Anordnung, bei

tung nach F i g. 9 Einfluß hat, ist der Unterschied des der eine Vielzahl von einzelnen Glasströmen ins Abstandes der Primärfäden 154 und 150 von der öff- Innere des hohlen Rotors eingeführt wird, wobei nung 158 der Brennkammer. Die dieser Öffnung am Strahlen oder Ströme von Druckluft oder einem andenächsten liegenden Primärfäden werden gewöhnlich 15 ren unter Druck stehenden Gas zur Verteilung und durch den Blasstrahl über einen größeren Abstand Beförderung des Materials zu einer Kreiszone oder ausgezogen, und es entstehen Fäden, die sehr lang gelochten Wand Verwendung finden, aus der Primärsind und geringen Durchmesser aufweisen. Durch die fäden durch die Zentrifugalkräfte infolge des Umlaufs leichte Modifizierung der Größe der Öffnungen 148 des Rotors austreten.

und 149 können die daraus ausgezogenen Fasern in ao Der Rotor 205 sitzt auf einer Hohlwelle 207, deren ihren Abmessungen so gesteuert werden, daß sich Querschnittsfläche so gewählt ist, daß sie eine Viel-Fasermatten mit den verschiedensten Dichten und zahl von Strömen 210 aus geschmolzenem Glas aufElastizitäten ergeben. nehmen kann. Innerhalb des Rotors 205 befindet sich

In F i g. 10 weist der Rotor 170 eine Wandung 172 ein annähernd kreisförmiges Anschlußstück 212, welmit ringförmigen Trennwänden 180 zwischen den 35 ches eine Wandung 214 mit einer Anzahl von trogeinzelnen Reihen der Öffnungen 174 auf. Die Wände artigen Öffnungen oder Auslässen 216 aufweist, 180 bilden zwischen sich Ringkanäle 181 in der Nähe durch die Druckluft oder Gasstrahlen austreten,
jeder Reihe von Öffnungen, die zur Sammlung des Das Anschlußstück 212 ist mit einem Druckluftfaserbildenden Materials dienen, wodurch eine Lage rohr 218 verbunden, welches bei 220 in der Nähe des von beträchtlicher Dicke in der Nähe jeder Reihe 30 Faserbündels abgeflacht ist, so daß der abgeflachte der Öffnungen entsteht. Teil die Abwärtsbewegung des Faserbündels nicht

Es ist selbstverständlich, daß diese mehrteilige wesentlich stört. Jeder einen trogförmigen Querschnitt Ringanordnung auf der Wandung 172 des Rotors 170 aufweisende Blasstrahl am Auslaß 216 im Anschlußnach Fig. 10 auch in andere Ausführungsformen stück 212 nimmt einen der Glasströme 210 auf, wovon in den Zeichnungen dargestellten oder in der 35 bei durch die Druckluft das geschmolzene Glas radial Beschreibung beschriebenen Rotoren eingebaut wer- nach außen geschleudert wird und sich getrennt in den kann. einer Kreiszone innerhalb der Wandung 222 des Ro-

Die Fig. 11 und 12 zeigen eine Anlage ähnlich tors 205 sammelt.

der nach F i g. 1 und 2. In F i g. 11 ist die Bodenwan- Die Druckluft wird den Öffnungen 216 durch eine

dung 37 des Rotors mit einer Öffnung 42 versehen, 40 Leitung 218 zugeführt, die in F i g. 14 gestrichelt gedurch die eine Rohrleitung 185 greift. Am Ende des zeichnet ist und nach oben durch die Rotorlagerwelle Rohres 185 befindet sich ein Paßstück 186 zur Auf- 207 verläuft.

nähme einer Düsenkonstruktion 188, die eine Viel- Die in den Fig. 14 und 15 dargestellte Ausfüh-

zahl von am Rand im Abstand angeordneten Öff- rungsform erleichtert die rasche Zuführung von vernungen oder Auslässen 190 aufweist und zur Zufüh- 45 gleichsweise großen Glasmengen zur Innenoberfläche rung eines Überzugsmaterials oder Bindemittels auf der Wandung 224 mit minimalem Wärmeverlust indas zylindrische Bündel aus Fasern 68 dient. Diese folge der hohen Geschwindigkeit der die Schleuder-Aufbringung von Bindemittel oder Überzugsmaterial kräfte erzeugenden Luft- oder Gasstrahlen. Es ist auf die Fasern in einer Zone, die konzentrisch zur selbstverständlich, daß jede Öffnung 216 auch eine Drehachse des Rotors liegt, liefert eine im wesent- 50 andere Form aufweisen kann, beispielsweise den liehen gleichmäßige Verteilung des Bindemittels auf bogenförmigen Querschnitt nach F i g. 6 oder einen die Fasern. Ferner wird durch diese Anordnung das profilartigen Querschnitt oder jeden anderen Quer-Bindemittel durch das Rohr 185 dem Innern der schnitt, durch den es möglich ist, einen Luft- oder Welle 30 zugeführt, so daß eine Störung oder Beein- Gasstrom zu erzeugen, der den Glasfluß wirkungsträchtigung der Faserbewegung aus der Ausziehzone 55 voll aus den Strömen 210 an die Randzone der Wanvermieden wird. dung 222 führt.

Fig. 13 zeigt eine der Fig. 11 entsprechende An- In Fig. 16 trifft der Schmelzstrom20 auf eine

Ordnung, die zur Änderung der Laufrichtung des Ablenkplatte 230, die winklig zur Flußrichtung des Faserbündels vorgesehen ist. Ein Rohr 195 wird an Stromes 20 angeordnet ist und den Glasstrom radial seinem unteren Ende mit einem Anschlußstück 197 60 zum Rotor auf die gelochte Ringwandung 40 lenken versehen, an dem ein Glied 199 befestigt ist, welches soll. Die Ablenkplatte 230 ist mit einem Nabenteil eine Vielzahl von radial angeordneten Düsen 201 233 versehen, der auf dem oberen Ende einer Hohlaufweist, welle 234 sitzt, welche durch einen Motor 235 ange-

Durch die aus den Düsen 201 unter Druck austre- trieben wird.

tenden Blasstrahlen, wird das Faserbündel 68 nach 65 Der Motor 235 sitzt auf einem Träger 237, der außen hin ausgedehnt. Die das Faserbündel 68 bil- extrem dünn ist, d. h. in Querrichtung nur geringe denden Fasern liefern somit, wenn sie entsprechend Abmessungen aufweist, um der Bewegung der Fasern, der in F i g. 1 dargestellten Weise gesammelt werden, die durch Ausziehen von aus den Löchern in der

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Wandung 40 austretenden Primärfäden entstehen, strömt durch die Welle und den Durchlaß 270 und

möglichst geringen Widerstand entgegenzusetzen. tritt mit hoher Geschwindigkeit durch die verengte

Zur Ablenkplatte 230 gehört ein rohrförmiges öffnung 272 nach unten in das Rohr 265 ein, trifft

Paßstück 240 mit einem Auslaß 242, welcher einen auf den Schmelzstrom 20 und schleudert diesen vom Strom von Luft oder einem anderen unter Druck 5 Ende 267 des Rohres 265 auf die Innenoberfläche

stehenden Gas längs der Oberfläche der Ablenkplatte der Wandung 40 des Rotors.

230 austreten läßt. Der Luft- oder Gasstrahl aus der Mit dem Motor 235 läßt sich die Welle 234 und öffnung 242 liefert eine wirksame Kraft zur Förde- damit auch das Knierohr 265 in jeder gewünschten rung des Schmelzstromes 20 auf die Innenoberfläche Richtung mit jeder gewünschten Geschwindigkeit in der Wandung 40. Das Innere des Paßstückes 240 steht io Umlauf versetzen und derart eine wirksame Verteiin Verbindung mit der Hohlwelle 234, wobei das lung des faserbildenden Materials auf der durch die andere Ende der Welle 234 über ein Rohr 244 mit Wandung 40 des Rotors begrenzten Zone sichereiner Druckgasanlage verbunden ist. Zwischen dem stellen.

Ende des Rohres 244 und der Welle 234 befindet sich Fig. 19 zeigt eine Verteilungsvorrichtung, die sich eine geeignete Dichtung 246, die den Druckluftstrom 15 insbesondere zur Verteilung einer Vielzahl von

durch die Welle und auf die Ablenkplatte 230 ohne Schmelzströmen 283, 284 in verschiedenen Höhen

Luftaustritt an der Verbindungsstelle der umlaufen- eines Rotors eignet. In einen Rotor 35 ragt eine Welle

den Welle mit dem festen Rohr 244 sicherstellt. 275. Auf der Welle sitzt innerhalb des Rotors 35 ein

Die Welle 234, das Paßstück 240 und die Ablenk- Verteilungsglied 277 mit einem konkav-konisch geplatte 230 können in jeder gewünschten Umlaufrich- ao formten Teil 279, wobei eine Zone der konkaven

tung und mit jeder gewünschten Geschwindigkeit an- Oberfläche in einem Teil 280 endet und die andere

getrieben werden. Bei dieser Anordnung richtet die Zone in einem Teil 281 auf niedrigerer Höhe aus-

Ablenkplatte 230 und die durch die Öffnung 244 aus- läuft.

tretende Druckluft das Material radial zum Rotor, Die Schmelzströme 283 und 284 weisen von der und der Umlauf der Platte 230 und des Paßstückes 25 Mittel- oder Drehachse des Gliedes 277, wie aus 240 bewirkt eine Bewegung des Schmelzstromes in Fig. 19 ersichtlich, einen Abstand auf. Die konkaven kreisförmiger Richtung, wobei die kombinierten Oberflächenzonen des Gliedes 279, die in zwei verKräfte die gleichmäßige Verteilung des Materials auf schiedenen Höhen 280 und 281 enden, lassen die der Innenoberfläche der Wandung 40 gewährleisten. Schmelzströme 283 und 284 in radialer Richtung in Es ist selbstverständlich, daß die Ablenkplatte 230 30 verschiedenen Höhen des Rotors 35 nach außen ausgegebenenfalls auch fest angeordnet sein kann, wenn treten. Bei dieser Ausführungsform der Verteilungsman beispielsweise lediglich den Motor 235 zum vorrichtung wird das Glas unmittelbar über eine verStillstand bringt. Das Rohr 244 kann mit einem abge- größerte Fläche der Randzone 40 des Rotors gleichflachten Teil 248 versehen sein, dessen schmale Ab- mäßig und in größerer Menge verteilt, die aus den messungen vertikal liegen und derart den Durchgang 35 öffnungen 44 als Primärfäden infolge der wirksamen der sich in der Ausziehzone nach unten bewegenden Zentrifugalkräfte austritt.

Fasern nur wenig stören. Bei der Ausführangsform nach Fig. 20 befindet

Fig. 17 zeigt eine Vorrichtung mit einer Hohl- sich innerhalb des Rotors35 eine Düse290 mit

welle 255. Ein profilförmiges Glied 257 ist so ange- einem tunnelartigen Teil 292 zur Aufnahme eines

ordnet, daß es den Glasstrom aufnimmt. Ein Paß- 40 Schmelzstromes 20. Diametral nach entgegengesetzen

stück 259 an dem oberen Ende der Hohlwelle 255 ist Richtungen zweigen von der Mittelzone der Düse

mit einer verengten öffnung 260 versehen, durch die 290 rohrförmige Teile 294 ab. Nach der Zeichnung

ein Druckluftstrom oder ein anderes Gas längs der sind zwei solcher Teile vorgesehen.

Oberfläche 260 des Profils 257 austritt. Der Luft- Die Düse 290 ist mit einem hohlen Nabenteil 296

oder Gasstrahl schleudert dabei das geschmolzene 45 versehen, der auf dem Ende der Welle 298 sitzt, die

faserbildende Material in Längsrichtung des Kanals durch einen Elektromotor 300 unabhängig vom Rotor

261, aus dem es auf die Innenfläche eines Rotors 35 angetrieben wird. Die Anordnung ist derart ge-

austritt. Die Seitenwandungen des kanalförmigen wählt, daß die Düse 290 in jeder Richtung unabhän-

Gliedes 257 unterstützen die Zusammenfassung des gig von der Umlaufrichtung des Motors 300 in Dre-

Luft- oder Gasstrahles und der auf die Innenober- 50 hung versetzt werden kann. Der Nabenteil 296 ist an

fläche einer Wandung des Rotors verteilten Schmelz- der Motorwelle 298 mittels einer Sperrschraube 297

zone. befestigt.

Fig. 18 zeigt eine Abänderung der Anordnung Im Betrieb wird bei der Anordnung nach Fig. 20

nach F i g. 16. Die Motorwelle 234 eines Motors 235 der Motor 300 in Gang gesetzt, der die Welle 298

ragt nach oben ins Innere eines Rotors 35. Das obere 55 und die Düse 290 mit solcher Geschwindigkeit in

Ende der Welle 234 ist mit einem gekrümmten Rohr Drehung versetzt, daß das Material des Schmelz-

265 ausgerüstet, und sein Ende 266 nimmt einen stromes 20 nach außen durch die Rohre 294 unter

Glasstrom 20 auf, der aus dem anderen Ende 267 der Wirkung der Zentrifugalkraft geschleudert wird,

des gekrümmten Rohres 265 austritt. Aus jedem Rohr 294 tritt annähernd die Hälfte des

Die obere Abschlußzone der Welle 234 ist mit 60 Glasstromes 20 nach außen aus, der sich auf der

einem Teil 269 versehen, der einen Durchlaß 270 bil- Innenfläche der Wandung 40 in einer Schicht von

det, welcher mit dem Inneren des Rohres 265 über im wesentlichen gleichmäßiger Dicke ansammelt,

einen Schlitz oder über eine verengte öffnung 272 in Die Düse 290 kann längs der Welle 298 verstellt

Verbindung steht. Die Begrenzungswände der öff- werden, um die Verteilungszone des Schmelzstromes

nung 272 sind nach unten zum Innern des Knierohres 65 anzuheben oder zu senken, so daß das auf die Innen-

geneigt. Die Hohlwelle 234 steht mit einer Quelle fläche der Wandung 40 auftreffende Material eine

von Druckluft oder anderen unter Druck stehenden gleichmäßige Schicht im Bereich der öffnungen

Gasen in Verbindung. Die Druckluft oder das Gas 44 bildet. Durch die in F i g. 20 dargestellte Anord-

nung kann ein vergleichsweise großer Glasstrom in den tunnelartigen Teil 292 zugeführt werden, der durch zwei oder mehr Rohre nach außen abgegeben wird. Es ist selbstverständlich, daß statt den dargestellten zwei Rohrteilen 294 auch eine größere Anzahl von rohrförmigen Verteilern in entsprechendem Winkelabstand vorgesehen sein kann, wobei auf einen dynamischen Ausgleich der umlaufenden Düse 290 zu achten ist.

Fig. 21 zeigt eine Faserbildungsvorrichtung zur Erzeugung zusätzlicher Ausziehkräfte und damit zur Vergrößerung und Unterstützung des Ausziehvorganges durch die Hauptausziehblasstrahlen. Diesem Zweck dient ein Brenner 305 zur Erzeugung von mit hoher Geschwindigkeit strömenden Gasstrahlen, die auf die Fasern 66 unterhalb und in der Nähe des Rotors 35 auftreffen. Der Brenner 305 kann ein Innenbrenner zur Aufnahme eines brennbaren Gemisches durch eine Zuführungsleitung 307 sein, wobei die Mischung in einer innerhalb des Brenners befindlichen Kammer abbrennt.

Der Brenner ist mit einer Abschlußwandung 309 versehen, die mit Schlitzen oder öffnungen 310 ausgerüstet ist, welche sich im wesentlichen in einer kreisförmigen Zone konzentrisch zur Drehachse des Rotors erstrecken und durch die die intensiv heißen Verbrennungsgase mit hoher Geschwindigkeit austreten. Die die öffnungen oder Schlitze 310 begrenzenden Wandungen sind so angeordnet, daß die Gasstrahlen im wesentlichen in Bewegungsrichtung der Fasern 66 auf diese auftreffen.

Die sehr schnellen, aus den öffnungen 310 austretenden Gasstrahlen erfassen die Fasern und üben zusätzliche Ausziehkräfte auf die Fasern aus, so daß der Ausziehvorgang an der Ausziehzone im Bereich der ersten Blasstrahlen unterstützt wird. Die im Brenner 305 erzeugten Blasstrahlen können höhere Geschwindigkeit als die in dem ringförmigen Brenner erzeugten Blasstrahlen aufweisen, um den Ausziehvorgang über einen größeren Bereich oder mit höherer Geschwindigkeit durchzuführen, wodurch man längere, feine Fasern erhält.

In Fig. 22 erstreckt sich in den Rotor35 ein Rohr 320, welches innerhalb des Rotors eine Düse 312 trägt. Die Düse 312 enthält ein ringförmiges Gehäuse 314 mit einem horizontal angeordneten Durchlaß 316. Der Durchlaß 316 ist mit konisch geformten Wandungen 318 und 319 versehen. Die Wandung 318 endet vor der Wandung 319, d. h. beide Wandungen überlappen sich, so daß eine ringeförmige öffnung 320 entsteht, die in Verbindung mit der ringförmigen Kammer 322 im Gehäuse 314 steht. Druckluft oder unter Druck stehendes Gas wird in die Kammer 322 durch das Rohr 320 eingeführt und als sehr schneller ringförmiger Blasstrahl durch den Durchlaß 316 in Richtung der konvergierenden Wandungen 318 und 319 und in Richtung auf die gelochte Wandung 40 des Rotors 35 konvergierend abgegeben. Der Schmelzstrom 20 wird in den Durchlaß 316 durch die infolge des mit hoher Geschwindigkeit aus der Ringöffnung 320 austretenden Gasstrahles erzeugte Saugwirkung eingesaugt und durch den Blasstrahl auf die Innenoberfläche der Wandung 40 des Rotors abgeschleudert.

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Fasern aus in der Wärme erweichbaren Stoffen, vorzugsweise Mineralstoffen, beispielsweise Glas, durch Sammeln eines aus einem Vorratsbehälter ausfließenden Schmelzstromes auf der Innenoberfläche einer umlaufenden, perforierten Rotorkammer, aus der er durch Zentrifugalkräfte nach außen austritt, so daß längliche Primärkörper oder -fäden entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkung des Schmelzstromes auf die Innenfläche der Rotorkammer durch unmittelbare Einwirkung seitlicher Kräfte auf den Schmelzstrom erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzstrom durch einen luft- oder gasförmigen Blasstrahl auf die umlaufende Oberfläche abgelenkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzstrom zur Ablenkung auf die umlaufende Oberfläche sowohl einem Blasstrahl als auch Zentrifugalkräften ausgesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzstrom zuerst gegen eine Oberfläche innerhalb der Rotorkammer gerichtet wird und dann durch einen Blasstrahl in der Nähe dieser Oberfläche von dieser auf die Innenfläche der Rotorwandung abgeschleudert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzstrom gegen eine umlaufende Fläche innerhalb der Rotorkammer gerichtet wird, von der er auf die umlaufende Innenfläche der Rotorwandung abgeschleudert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Rotorkammer austretende Schmelzstrom von einem ringförmigen Blasstrahl hoher Geschwindigkeit getroffen wird, der ihn zu Fasern auszieht und durch den er in einem im allgemeinen zylindrischen Bündel entfernt und mit einem aus der Mittelzone innerhalb des zylindrischen Bündels kommenden Überzugsmaterial besprüht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Rotorkammer austretende Schmelzstrom in längliche Körper ausgezogen wird, die durch einen ringförmigen, mit hoher Geschwindigkeit strömenden Blasstrahl erfaßt und ausgezogen und durch einen zweiten, im allgemeinen in waagerechter Richtung strömenden Blasstrahl zusätzlich ausgezogen werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Blasstrahl aus einer zentralen Zone innerhalb des zylindrischen Faserbündels auf die Fasern gerichtet wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine innerhalb der Rotorkammer (35) angeordnete Scheibe (110, 277) als Verteilervorrichtung, die den in die Rotorkammer eintretenden Glasstrom (20) in Richtung der gelochten Rotorwandung (40) ablenkt (Fig. 8, 19, 21).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe unabhängig von der Rotorkammer umläuft.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe als hohle Ablenkplatte ausgebildet ist (Fig. 16).

12. Vorrichtung zur Durchführung des Ver-

fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb der Rotorkammer (35) angeordnete Verteilervorrichtung als Düse(72) ausgebildet ist (Fig. 1 bis 7, 9 bis 13).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse zickzackförmig, knieförmig, kanalartig oder ringförmig ausgebildet ist (Fig. 14, 15; 18; 17, 20; 22).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen