DE1303904C1 - Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus Massen in viskosem Zustand, insbesondere von Glasfasern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus Massen in viskosem Zustand. In Frage kommen dabei mineralische oder organische Massen, insbesondere jedoch Glas. Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Vorrichtung zur Hersteljung von Fasern aus Massen in viskosem Zustand, insbesondere Glasfasern, mit einem sich mit großer Geschwindigkeit um eine vertikale Achse drehenden Hohlkörper, in dessen Mantel Schleuderöffnungen vorgesehen sind zum Ausschleudern der Masse in Form von dünnen Strömen und mit einer den Hohlkörper umgebenden ringförmigen Verbrennungskammer mit nach unten gerichteter Austrittsöffnung, aus der auf die Masse auftreffende und sie zu Fasern ausziehende Gasströme austreten, wobei die Austrittsöffnung der ringförmigen Verbrennungskammer die Gasströme in die unmittelbare Nähe des Hohlkörpermantels und über seine ganze Höhe leitet und Mittel vorgesehen sind, um das Zusammenlaufen der Massestrome unter dem drehenden Hohlkörper zu verhindern. .

Bekannte Vorrichtungen (vgl deutsche Patentschrift 12 452, USA.-Patentschrift 26 09 566) ermöglichen ein sehr wirksames Ausziehen jedes einzelnen Massestromes von seinem Austritt aus dem Hohlkörper an. Die Umwandlung der Masseströme zu Fasern erfolgt dabei im wesentlichen durch die mit großer Geschwindigkeit strömenden heißen Gase, die die aus dem Hohlkörper austretenden Masseströme mitreißen, und zwar im wesentlichen senkrecht zur Ebene, in der die Masseströme vom Hoalköifer abgeschleudert werden. Mas erzieltauf diese Vlgefeesehr feine Fasern.

Säen Nachteil Der drehende Hohlkörper weist nur eine einzige Reihe ven Schleuderöffnungen an sehem Umfang auf* Dies hat zur Folge, daß die Menge der produzierten Fasern bzw. das Ausbringen bei dieser bekannten Vorrichtung gering ist

Es ist zwar schon eine Vorrichtung zum Herstellen von Glasfaden mit einem sich drehenden Hohlkörper bekanntgeworden (vgl deutsche Patentschrift 5 71807^ bei dem mehrere Reihen von Schleuderöffnungen SbereiaaiideRangeordnet sind. Die mit diesem Hohlkörper versehene bekannte Vorrichtung arbeitet aber nicht mit heißen Gasen, sondern mit Druckluft, die nach einer bevorzugten Ausfäänmgsfonn die aus dem drehenden Hohlkörper austretenden Masseströme schräg nach ' oben bläst Mit einem solchen Luftstrom können aber keine so feinen Fäden erzielt werden wie mit den bekannten, mit großer Geschwindigkeit strömenden heißen Gasen, deren Strömungsrichtung zur Ebene, in der die Masseströme vom Hohlkörper abgeschleudert werden, im wesentlichen senkrecht ist Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung gemäß der deutschen Patentschrift 5 71 807 besteht darin, daß die Fasern vota Luftstrom in radialer Richtung schräg nach oben geblasen werden, wodurch ihre Ablage auf einem Transportband erschwert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der eingangs beschriebenen Vorrichtung, diese so auszubilden, daß die Nachteile der vorbekannten Arten, insbesondere des geringen Ausbringens, vermieden werden.

Bei der Lösung dieser Aufgabe ist von folgenden Überlegungen ausgegangen worden. Zur Vergrößerung des Ausbringens mußte die Zahl der Schleuderöffnungen vergrößert werde.. Bei einem drehenden Hohlkörper mit vertikaler Drehachse, von dem ausgegangen wird, ist die Vergrößerung der Zahl der Schleuderöffnungen praktisch nur dadurch möglich, daß man mehrere Reihen von Schleuderöffnungen übereinander im Mantel des Hohlkörpers anordnet. Bei senkrecht nach unten gerichteten Gasströmen, wie sie aus den dargelegten Gründen zweckmäßig sind, mußte man nun befürchten, daß bei einer Anordnung von mehr als drei Reihen von Schleuderöffnungen übereinander ein Zusammenlaufen und Aneinanderheften der ausgeschleuderten Materialströme bzw. auch der Fasern entstehen könnte, wodurch das Ausziehen behindert werden würde.

Durch Versuche wurde jedoch festgestellt, daß auch bei zahlreichen Reihen von Schleuderöffnungen übereinander im Mantel des Hohlkörpers ein gleichzeitiges und ungehindertes Ausziehen der einzelnen ausgeschleuderten Masseströme erfolgt selbst wenn diese öffnungen in der Strömungsrichtung der heißen Gase in einer Linie liegen. Die Versuche zeigten jedoch eine andere Schwierigkeit Die noch im plastischen Zustand befindlichen Fasern haben das Bestreben, in dem Raum unterhalb des drehenden Hohlkörpers zusammenzulaufen und miteinander zu verkleben. Dies kann zur Bildung von Anhäufungen von zusammengebackenen, miteinander verschweißten Fasern führen, die für die Herstellung von brauchbaren Matten ungeeignet sind. Diese Erscheinung tritt vor allem dann auf, wenn der Austritt der heißen Gase in vertikaler Richtung aus der den Hohlkörper umgebenden ringförmigen Verbren-

nungskaminer durch einen durchgehenden Schlitz oder durch eng aneinanderliegende Löcher oder Schfitze erfolgt Es entsteht dann unter dem Hohlkörper eine Unterdruckzone, die das Bestreben hat, die heißen Gase und damit auch die Fasern in sich hineirrpjziehea Die in s die Unterdruckzone geratenen Fasern steigen hoch, setzen sich an der Unterseite des Schleuderkörpers ab, schmelzen und werden unter der Einwirkung der Schleuderkraft erneut abgeschleudert. Hierbei entstehen Schmelzofen and Fasern groben Durchmessers, da die Ausziehverhältnisse an dieser Stelle infolge der geringeren Temperatur und der geringeren Geschwindigkeit der Gasströme viel ungünstiger sind. Diese Erscheinung ist um so ausgeprägter, je größer die erzeugte Fasermatte ist, d. h. je mehr Schleuderöffnungen in dem Mantel des Hohlkörpers vorgesehen sind.

Zu** Vermeidung dieser Erscheinung sind bei der bekannten Vorrichtung gemäß der USA.-Palentschrift 2609566 unterhalb des sich drehenden Hohlkörpers Blasorgane vorgesehen, die einen Luftstrom etwas schräg nach eben gegen die Unterseite der ausgeschleuderten Masseströme und gegen die Innenseite des ringförmigen Gasstromes leitea Dieser Luftstrom dient ferner dazu. Teile der Vorrichtung zu kühlen sowie die aus den Schleuderöffnungen ausgeschleuderten Masseströme auf ihrem Wege zu dem Ausziehgasstrom zu stützen, damit sie im wesentlichen senkrecht in diesen eintreten. Hierzu bedarf es eines zusätzlichen Luftstromes mit einer genauen Einstellung der Luftmenpie, Geschwindigkeit und Temperatur, um Fasern guter Qualität herzustellen.

Unter Zugrundelegung dieser Überlegungen ist zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe die Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in dem Mantel des Hohlkörpers eine große Anzahl von Schleuderöffnungen in zahlreichen Reihen übereinander angeordnet sind und daß die Austrittsöffnung der Verbrennungskammer in mehrere Gruppen unterteilt ist und die Gasströme der einen Gruppe einen schwachen Winkel mit denjenigen der anderen Gruppe bilden.

Diese Vorrichtung ist nur mit der Gesamtheit aller Merkmale geschützt. Für Einzelmerkmale wird kein Schutz beansprucht

Die erfindungsgemäße erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht tine sehr große Produktion feiner Fasern von einwandfreier Qualität. Die große Produktion ist erreicht durch die große Anzahl von Schleuderöffnungen, die in zahlreichen Reihen übereinander im Mantel des Hohlkörpers angeordnet sind. Bei so der schnellen Drehung des Hohlkörpers werdet: die aus diesem ausgeschleuderten Massefäden abwechselnd der Wirkung der einen Winkel miteinander bildenden Gasströme ausgesetzt so daß insgesamt eine Ablenkung der Fasern nach außen hin stattfindet und ein Zusammenlaufen der Fasern unterhalb des Hohlkörpers vermieden wird. Durch die beschriebene Ausrichtung der Austrittsöffnung der Verbrennungskammer ist die Vorrichtung konstruktiv sehr einfach. Sie benötigt keine besonderen Mittel, insbesondere keinen zusätzlichen Gasstrom zur Ablenkung des Gas-Faserstromes und ist daher sehr wirtschaftlich.

Ein besonderer Vorteil der erfindangsgemäßen Vorrichtung besteht auch darin, daß ein Teil der heißen Gasströme dk ganze Höhe des Hohlkörpermantels bestreicht und sich nicht von ihm loslöst, was zu einer Verringerung der Temperatur des unteren Teils des Hohlkörpermantels und daher zu einer Verringerung der Produktionsmenge führen würde.

Eine weitere Ausführungsart der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch außerdem vorgesehene derart gestartete Leitflächen, daß sie die heißen Gasströme an einer Ablenkung unterhalb des Hohlkörpers nach innen hindern. Hierdurch kann die Wirkung der Ablenkung des Gasstromes nach außen unterstützt werden, so daß mit Sicherheit auch feinste, dahpr sehr [eichte Fasern am Eintreten in die Unterdruckzone unterhalb des Hohlkörpers gehindert werden.

Als Leitfläche kann der Mantel des Hohlkörpers selbst dienen, der dabei eine allgemein konische Form hat Dies ist konstruktiv besonders einfach, da keine zusätzlichen Leitflächen angebracht werden müssen.

Die Erfindung ist an zwei Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht im Schnitt eine Ausführungsart der Vorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig.2 in Seitenansicht im Schnitt eine andere Ausführungsart der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Bei diesen Vorrichtungen hat der Hohlkörper 1, der sich mit großer Geschwindigkeit beispielsweise 3000 Umdrehungen pro Minute, um seine vertikale Achse dreht in seinem Mantel zahlreiche, z. B. mehr als drei übereinander angeordnete Reihen von Schleuderöffnungen 2, durch die die geschmolzene viskose Glasmasse bei einer Temperatur von etwa 1300⁰C in Form von dünnen Strömen ausgeschleudert wird. 3 ist eine ringförmige Verbrennungskammer, aus der durch eine Austrittsöffnung (4, 4') die Verbrennungsgase mit sehr großer Geschwindigkeit und sehr hoher Temperatur ausgestoßen und so gerichtet werden, daß sie mit den vom Hohlkörper 1 ausgeschleuderten, feinen Masseströmen von deren Austritt aus den Schleuderöffnungen an oder in geringem Abstand von den letzteren in Berührung treten. Dabei bestreichen die heißen Gase die äußere Mantelfläche des Hohlkörpers und die in ihr befindlichen Schleuderöffnungen 2 oder kommen in deren Nähe.

Die Schleuderöffnungen des Mantels des Hohlkörpers sind so verteilt daß sie im wesentlichen gleiche Abstände voneinander haben. Vorzugsweise sind die öffnungen auf regelmäßig sich kreuzenden Linien angeordnet

Die Austrittsöffnung der Verbrennungskammer ist in zwei Gruppen 4 und 4' unterteilt Die Schlitze dieser beiden Gruppen sind so gerichtet, daß die aus ihnen austretenden Gasströme einen kleinen Winkel α miteinander bilden, der vorzugsweise maximal 20° betragt.

Gemäß Fig.2 bildet die Außenfläche des mit den Schleuderöffnungen 2 versehenen peripherischen Mantels des Hohlkörpers einen Kegelstumpf, dessen Erzeugende mit der Drehachse des Hohlkörpers einen Winkel β von maximal 45°, vorzugsweise von 20° bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

13 03 9G4

Patentansprüche:

' 1. Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus Massen te viskosem Zustand, insbesondere dasfa-

uin

eine vertikale Achse drehenden Hohlkörper, in "'dessen Mantel Schleuderöffnungen vorgesehen sind zum Ausschleudern der Masse in Form von dünnen Strömen und mit einer den Hohlkörper umgebenden to ringförmigen Verbrennungskammer mit irceh unten gerichteter Austrittsoffnung, aus der auf <Be Masse auftreffende und sie zu Fasern auszuziehende Gasstromjeaustreten**obeidieAustriesöffnungder ringförmigen Verbrennungskammer die Gasströme in die unmittelbare Nähe des Hohlkörpennantds und Ober seine ganze Höhe leitet und Mittel vorgesehen sind, am das Zusammenlaufen der Masseströme unter dem drehenden Hohlkörper zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Mantel des Hohlkörpers (1) eine große Anzahl von Schleuderöffnungen (2) in zahlreichen Reihen übereinander angeordnet sind und daß die Austrittsöffnung (4,4') der Verbrennungskammer in mehrere Gruppen unterteilt ist und die Gasströme der einen Gruppe einen schwachen Winkel (α) mit denjenigen der anderen Gruppe bildea

2. Vorrichtung nach Anspruch t, gekennzeichnet durch außerdem vorgesehene derart gestaltete Leitflächen, daß sie die heißen Gasströme an einer Ablenkung unterhalb des Hohlkörpers nach innen hindern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß als Leitfläche der Mantel des Hohlkörpers selbst dient der eine konische Form hat.