DE1471921C - Einrichtung zum Schmelzen von mine rahschem, schwer schmelzbarem Material, insbesondere von Glas, zur Herstellung von Fasern mit einer unter Benutzung des Widerstandes am Heizelement arbeitenden Temperatur Regeleinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum- schwer schmelzbare mineralische Stoffe kaum geeig-

Schmelzen von mineralischem, schwer schmelzbarem net, darüber hinaus muß jedoch auch, da in diesem

Material, insbesondere von Glas, zur Herstellung von Fall die Glasschmelze selbst als Elektrolyt wirkt, eine

Glasfasern mit einem unter der Oberfläche der bestimmte elektrolytische Zusammensetzung der

Schmelze angeordneten elektrischen Heizelement in 5 Schmelze vorliegen.

Form einer perforierten Metallplatte, durch deren Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift Öffnungen das Schmelzgut hindurchtritt, um zu den 1 114 989 eine Schmelzvorrichtung mit einem elekinsbesondere als Düsen ausgebildeten Auslaßöffnun- trisch leitenden Heizglied bekannt, wobei jedoch diegen der Schmelzeinrichtung zu gelangen, und mit ser Patentschrift lediglich Angaben über die Form einer unter Benutzung des Widerstandes am Heiz- io und Ausbildung des Heizgliedes in Art einer Metallelement selbst arbeitenden Regeleinrichtung für die platte zu entnehmen sind. Angaben über eine Rege-Temperatur. - · lung der Temperatur der Schmelze, die sich insbeson-

Nach einer langen Suche nach Glasfasern zur Ver- dere für Schmelzen aus schwer schmelzbarem, d. h. wendung bei hohen Temperaturen wurden vor einiger temperaturbeständigem Material verwenden läßt, sind Zeit bestimmte Zusammensetzungen von minerali- 15 dieser Anordnung nicht zu entnehmen,
sehen, schwer schmelzbaren Materialien gefunden, Des weiteren ist schließlich noch aus der deutschen die erst bei hoher Temperatur schmelzen und zu Fä- Patentschrift 308 321 eine selbsttätige Temperaturden von außerordentlich hoher Festigkeit geformt regelungseinrichtung, die insbesondere für elektrische und umgebildet werden können. Derartige Komposi- öfen und Heizkörper bestimmt ist, bekannt. Bei dietionen sind jedoch nur bei sehr hohen Temperaturen 20 ser Einrichtung wird die Temperatur durch einen schmelzbar, so daß die Herstellung derartiger Fasern selbsttätig wirkenden Ausschalter mit einem Zeitaußerordentlich schwierig und vom praktischen und schalter bestimmt, wobei weiterhin noch die Widerverwertbaren Standpunkt aus beinahe unmöglich ist. Standsänderung eines Widerstandsthermometers oder

Eines der Hauptprobleme bei dem Versuch, Fasern auch des Heizkörpers selbst zur Betätigung einer Abaus diesen, in hohem Maß temperaturbeständigen 25 schaltung bzw. Schwächung des Heizstromes verwen-Mineralstoffen zu schaffen, besteht in der Tempera- det werden. Aus dieser Veröffentlichung ergibt sich Umsteuerung der Schmelzvorrichtung, die verwendet als bekannt, den Widerstand des Heizelementes selbst wird, um die Chargen in einen geschmolzenen und auf Grund seines Temperaturganges als Maß für die ausziehbaren Zustand zu bringen. Temperaturen in Temperatur des Heizelementes heranzuziehen,
der Größenordnung von 1700° C sind erforderlich, 30 Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei um diese Materialien zu schmelzen, und bei diesen der Aufschmelzung von temperaturbeständigen, Temperaturen sind zuverlässige Temperaturkontroll- schwer schmelzbaren mineralischen Materialien eine systeme kaum in einer teueren Laboratoriumsanord- zufriedenstellende Temperaturregelung der Schmelze nung erhältlich. Die Verwendung von Thermoelemen- nur auf Grund der Abtastung des sich mit der Temten hat sich bei diesen Temperaturen als unpraktisch 35 peratur ändernden Widerstandes des Heizweges selbst erwiesen, weil zuverlässige und handelsüblich verfüg- möglich ist. Wie weiter vorn schon erwähnt, hat sich bare Thermoelemente fehlen, die solche hohe Tempe- die Verwendung von Thermoelementen bzw. auch raturen für längere Zeit genau anzeigen. Optische von optischen Pyrometern als ungeeignet erwiesen.
Temperatursteuerungen sind ebenfalls ungeeignet, Die Erfindung hat also weiterhin die Aufgabe, die weil sie nicht empfindlich genug sind, so daß sie die 4° Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden Temperatur der Düse innerhalb des gewünschten Be- und einen Weg anzugeben, auch schwer schmelzbare reiches nicht aufrechterhalten können. Weitere Sy- Mineralien zufriedenstellend und gleichmäßig aufsteme sind in ihrer Wirkung so langsam, daß sie ent- zuschmelzen und zu Fasern hoher Festigkeit aussprechende Temperaturänderungen nicht ausreichend zuziehen.

schnell anzeigen und steuern können. Die vorliegende 45 Die Erfindung geht zur Lösung der Aufgabe aus

Erfindung hat nun die Aufgabe, ein verbessertes Tem- von einer Einrichtung der eingangs beschriebenen

peratur-Regelsystem, das insbesondere bei der Rege- Art und besteht darin, daß dem Heizelement (Platte

lung von eine hohe Temperatur aufweisenden Düsen 32) zum Abgreifen seines Spannungsgefälles ein Si-

geeignet ist, zu schaffen. ,. gnaltransformator zugeordnet ist, dessen Ausgangs-

Bekannt ist in diesem Zusammenhang aus der 5° spannung als ein erstes Signal des Ist-Wertes der deutschen Patentschrift 1094412 eine Vorrichtung Temperatur dient, daß dieser Transformator mit zur Regelung der Temperatur in einer elektrisch be- einem Gleichrichter und mit einem ersten Filterkreis heizten Schmelze, vorzugsweise einer Glasschmelze, zur zeitlichen Verlangsamung dieses ersten Signals in bei welcher bei Änderung der Temperatur der Verbindung steht, daß das am Ausgang des ersten Schmelze ein Signal erzeugt wird, das mit einer 55 Filterkreises zur Verfügung stehende geglättete zweite Energiezuführvorrichüing zusammenwirkt und diese Signal in einem zweiten Filterkreis in an sich bekannso regelt, daß die Temperatur der Schmelze entspre- ter Weise mit einem einen Sollwert für die Temperachend gesteuert wird. Zu diesem Zweck wird der tür darstellenden Steuersignal entgegengesetzter PoIa-Glaswidcrstand zwischen zwei besonderen in dem rität vergleichbar ist, und daß das Differenzsignal am Glasfluß am Auslaß angeordneten stromleitcnden 60 Ausgang des zweiten Filterkreises zur Steuer des Lei-Körpurn gemessen, oder er kann auch zwischen den stungstransforniators für das Heizelement dient,
zur Zuführung des Heizstromes in das Glas dienen- Die Erfindung benutzt also die Widerstandsündeden Klektroncn gemessen werden. Bei dieser Anord- rung der Heizplatte selbst, um ein Maß für die Temnuiig ist also kein spezielles Heizglied vorgesehen, peratur der Schmelze zu gewinnen, wobei der eleksondern die Schmelze wird einfach durch in die Glas- 65 irische Widerstand der Platte, der durch die Plattenschmclze eintauchende lUektroden und durch den temperatur beeinflußt ist, zweckmäßigerweise an den sich dadurch innerhalb der Schmelze ergebenden F.IektrodeiiaiischliisKcn, an denen auch die Heizener-' . Slromfluß erhitzt, liine solche Anordnung ist für sehr gie zugeführt wird, abgetastet wird. Normalerweise

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nimmt der Widerstand der Platte zu, wenn die Tem- und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der

peratur ansteigt und sinkt ab, wenn sich die Tempera- nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit

tür erniedrigt. Der Widerstand der Platte wird dann den Figuren. Diese zeigen ein bevorzugtes Ausfiih-

abgetastet, was man durch das Abtasten einer elek- rungsbeispiel der Erfindung, und zwar zeigt

trischen Charakteristik der Heizplatte, beispielsweise 5 Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Einrich-

der Spannung oder des Stromes, vornehmen kann, tung zur Herstellung von Fasern, bei hohen Tempera-

die sich ja ebenfalls entsprechend dem Widerstand türen, wobei die Einrichtung die erfindungsgemäßen

der Platte ändern. Die abgetastete Größe kann dann Merkmale aufweist,...

als ein dem Widerstand der Platte entsprechendes Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die

Signal verwendet werden, wobei dieses Signal dann io Schmelzvorrichtung gemäß F i g. 1,

die der Platte zugeführte Leistung steuert. Zwar kann F i g. 3 einen senkrechten Schnitt nach Linie 3-3

beispielsweise entweder die Spannung oder der Strom der Fig. 2,

an der Platte abgetastet werden, die sich beide mit Fig. 4 eine schematische Ansicht des Temperatur-

dem Widerstand ändern, doch wird in einer bevor- Steuersystems, wie es bei der Schmelzeinrichtung ge-

zugten Form die Spannung abgetastet und dadurch 15 maß F i g. 2 und 3 verwendet wird.

konstant gehalten, daß der der Platte zugeführte. Fig. 1 zeigt eine Einrichtung zur Erzeugung von .

Strom verändert wird. Der Strom wird zur Änderung mineralischen, schwer schmelzbaren Fasern, und

der Heizung in der Platte geändert und hierdurch die diese Einrichtung ist als Ganzes mit 10 bezeichnet.

Temperatur und ihr Widerstand angehoben oder ab- .. Sie ist im besonderen zur Bearbeitung von Chargen

gesenkt, umso die Spannung auf einen vorbestimm- 20 aus einem schwer schmelzbaren Glas geeignet, wie

ten Wert anzuheben oder zu erniedrigen. Die Span- beispielsweise solche Materialien, die einen hohen

nung kann durch'vorherige Kalibrierung bzw. Justie- Siliciümdioxidgehalt aufweisen; mit Hilfe der. Ein-

rung dazu verwendet werden, um die Temperatur der richtung können Glasfaden aus der geschmolzenen..

Platte zu bestimmen und damit auch die Temperatur Charge ausgezogen werden. Die Charge wird ständig

der zu schmelzenden Zusammensetzung. 25 zugeführt ifhd auf dem Oberteil einer Schmelzvorrich-

Vorzugsweise wird das entsprechend dem Wider- tung mit einer solchen Geschwindigkeit und derart

stand erzeugte elektrische Signal verstärkt und mit verteilt, daß das Aufrechterhalten einer gleichmäßi-

einem Steuersignal kombiniert, wobei das kombinierte gen Schicht von geschmolzenem Glas in der darunter-

Signal zur Betätigung von gesteuerten Silizium- liegenden Schmelzvorrichtung gewährleistet wird. Die

Gleichrichtern, die als Thyristoren bekannt sind, ver- 30 Charge wird allmählich geschmolzen, wenn sie sich

wendet wird, die den Stromzufluß zu der Platte im nach unten bewegt, und anschließend wird die Tem-

Schmelzgefäß steuern. < peratur der Schmelze herabgesetzt, um sie so für den

In dem Temperatursteuerstromkreis wird bevor- Austritt der Ströme geeignet zu machen, die dann zu

zugt ein gesteuerter Silizium-Gleichrichter (Thyri- Fäden ausgezogen werden.

stör) verwendet, weil dieser mehrere entscheidende 35 Die Schmelze wird in dem Gefäß eine zeitlang auf

Vorteile hat. Einer der größten Vorteile besteht in einer Temperatur gehalten, die ausreicht, um sie zu

der Reduzierung der Größe und des Gewichtes der reinigen und zu raffinieren, wenn sie sich nach unten

Steuervorrichtung, was dadurch möglich ist, daß die durch das Gefäß hindurchbewegt, so daß sich eine

normalerweise in Temperaturregelkreisen verwende- homogene Schmelze mit einem hohen Grad von De-

ten Drosselspulen bzw. Steuerspulen mit gesättigtem 40 kristallisation bildet, z. B. ein sehr hitzebeständiges

Eisenkern nicht benötigt werden. Glas, aufweist. Der Vorgang erlaubt die Bildung von

Der gesteuerte Silizium-Gleichrichter reduziert fer- mineralischen Fäden bzw. von Glasfaden mit hoher

ner die Zeitkonstante des. Stromkreises und ergibt Festigkeit, beispielsweise einer Festigkeit von der

eine, genauere Temperaturregelung. Das ganze Größenordnung von 50 000 kg/cm² und mehr, und

Schmelzsystem hat damit eine gleichmäßigere und 45 zwar bei linearen Vorschubgeschwindigkeiten, so daß

stabilere Temperaturcharakteristik, so daß Fasern . nun eine wirtschaftliche Erzeugung solcher Fäden

von gleichmäßiger Dimension und Festigkeit aus dem möglich ist.

geschmolzenen Material erzeugt werden können und Die Einrichtung 10 weist eine Zuführ- und Verferner eine größere Gleichmäßigkeit der Produktion teilervorrichtung 12 auf, um die Charge gleichmäßig erreicht wird. Werden beispielsweise für einen be- 50 dem offenen Oberteil eines beheizten Gefäßes 14 gestimmten Zeitraum, etwa weil neue Wickelspulen ein- maß der Erfindung zuzuführen. Die Zuführvorrichgesetzt werden müssen, die Fasern bzw. Fäden nicht tung 12 und das Gefäß 14 sind teilweise von einem ausgezogen, so wird üblicherweise bei derartigen An- Abzug 16 abgedeckt. Unterhalb des Gefäßes 14 ist Ordnungen eine Temperaturspitze festgestellt. Bei der eine Aufbringvorrichtung 18 zum Aufbringen eines schnellen Wirkung der. gesteuerten Silizium-Gleich- 55 Mantels oder eines Überzuges auf die neu gebildeten richterschaltungen wird jedoch diese Spitze wesent- Fäden angebracht, die aus der Schmelzvorrichtung lieh reduziert bzw. ganz ausgeschaltet. Dadurch er- abgezogen.werden. Schließlich ist unterhalb der Aufgibt sich unter anderem auch ein verbessertes Tem- bringvorrichtung 18 eine Aufwickelvorrichtung 20 peraturregelsystem, das im besonderen bei Schmelz- vorgesehen, die die Fäden herabzieht und sie als vorrichtungen für schwer schmelzbare mineralische 60 Strang auf einen geeigneten Kern zur Bildung einer Mineralien oder andere durch Wärme erweichbare Wicklung von eine hohe Temperatur aushaltenden Mineralien Verwendung finden. Weiterhin ist das er- und eine hohe Festigkeit aufweisenden Fäden auf-, findurigsgemäße Temperaturregels.ystem im Betrieb trägt. . zuverlässiger und feinfühliger als die bisher verwen- Die Schmelzvorrichtung ist im einzelnen noch in d.eten Systeme. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß 65 Fig. 2 und 3 dargestellt und weist eine Konstruktion das erfindungsgemäße Steuer- bzw. Regelsystem von auf, die es gestattet, die■ Glascharge günstig zu begedrungener. Form und von leichterem Gewicht als handeln und vorzubereiten, .aiis-der dann die leinen, . die bekannten Regelsysteme ist. Weitere Merkmale eine hohe Festigkeit aufweisenden Fäden hergestellt

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werden. Die Schmelzvorrichtung 14 weist eine feuer- Bei Glas hoher Festigkeit, mit dem sich die Erfinfeste Wand 22 auf, die von geeigneten Trägern 24 ge- dung im besonderen befaßt, muß die Heizplatte in tragen ist und hat ferner eine obere feuerfeste Wand der Lage sein, eine Temperatur von 1700⁰C oder 26, wo ein Eintritt für die Schmelzvorrichtung 14 mehr zu erreichen, und sie muß ziemlich genau auf vorgesehen ist, der zur Aufnahme des Chargen- 5 der gewünschten Temperatur gehalten werden. Eine materials von der Zuführvorrichtung und vom Ver- ungenaue Temperatursteuerung bzw. Regelung kann teiler 12 dient. Eine äußerst feuerfeste Metallausklei- eine übermäßig heiße Platte erzeugen, wobei dann dung 28 dient als Auskleidung für das Innere der die ganze Charge oberhalb der Heizplatte schmilzt, so feuerfesten Wand 22, um so eine Schmelzkammer 30 daß die rohe Charge nicht mehr als Schutzabdeckung zu bilden. Die Auskleidung 28 kann aus einer Platin- io dient und damit die geschmolzene Charge verunreilegierung oder einem anderen geeigneten feuerfesten nigt werden kann. Wenn andererseits die Heizplatte Material hergestellt sein, das bei den hohen Schmelz- 32 eine zu niedrige Temperatur hat, so hat die Charge temperaUircn in der Schmelzkammer 30 nicht erheb- die Tendenz, an der Eingangswand 26 überzufließen, lieh nachteilig beeinflußt wird. Quer über der Kammer und gleichzeitig können sich in der Schmelzkammer 30 ist eine elektrisch leitende Heizplatte 32 angeord- 15 30 unterhalb der Heizplatte 32 Hohlräume bilden, in net, so daß die ganze, dem Eintritt zugeführte Charge denen sich Luft befinden kann, die später die Ausdurch diese Platte 32 hindurchgehen muß. Die Heiz- kleidung 28 oder die Heizplatte 32 angreifen kann, platte 32, die beispielsweise aus einer Platin- oder Eine ungenaue Temperaturregelung der Heizplatte 32 . Rhodiumlegierung bestehen kann, ist perforiert, und beeinflußt auch das Ausziehen der Fäden vom Düsenihr wird elektrische Energie zugeführt, 14m die Tem- 20 träger 46, und erhebliche Temperaturänderungen beperatur der Platte zu erhöhen und so daß gesamte einflussen die Qualität der erzeugten Fäden und erschwer schmelzbare mineralische Chargenmaterial geben eine Änderung im Durchmesser derselben,
bzw. das schwer schmelzbare Glas, das durch die Nach dem Durchgang durch die Heizplatte 32 bePerforation hindurchgeht, zu schmelzen. Durch Rand- wegt sich die Schmelze nach unten in die Schmelzstreifen 34 (Fig. 3) sind elektrische Anschlüsse für as kammer 30 und geht an den Prallplatten 42 und 44 die Heizplatte 32 gebildet, wobei diese Randstreifen vorbei, die zur Raffinierung und zur Homogenisie-34 mit Anschlußblöcken 36 verbunden sind. Die rung der Schmelze beitragen, worauf diese dann Heizplatte 32 und die Randstreifen 34 sind dabei von weiterhin durch die Kühlrohre 54 gemischt wird, die der Auskleidung 28 elektrisch durch geeignete Isolier- die Schmelze auf eine Temperatur abkühlen, die für stangen 38 isoliert. Um die Anschlußblöcke 36 herum 30 die Faserbildung geeignet ist.

sind in bekannter Weise geeignete Kühlrohre an- Wie besonders in Fig. 4 dargestellt ist, wird ein

geordnet. . Signal, das sich gemäß dem Widerstand der Heiz-

Unterhalb der Schmelzkammer 30 ist ein Glasfließ- platte 32 ändert, dazu benutzt, um die Temperatur kanal'40 vorgesehen, der teilweise von der Schmelz- der. Heizplatte dadurch zu steuern, daß die zugeführte kammer 30 durch Prallglieder 42 und 44 getrennt ist, 35 Leistung reguliert wird. Der Widerstand der Heizdie das Glas von der senkrechten Bahn ablenken, um platte 32 ändert sich seinerseits mit der Temperatur so eine gründlichere Mischung desselben zu erreichen dieser Platte. Die Anschlußblöcke 36 der Heizplatte und eine homogene Schmelze zu erzielen. Der Fließ- 32 sind mit der Sekundärwicklung 56 eines Leistungskanal 40 kommuniziert mit einem Düsenhalter 46, transformators 58 verbunden, dessen Primärwicklung der eine Vielzahl von Düsen 48 hat, durch die das 40 60 beispielsweise mit 440 Volt-Wechselstrom versorgt vollständig geschmolzene Glas nun in Form von werden kann. Die elektrische Kennlinie der Hciz-Strömen 50 austritt, die dann mit Hilfe der Auf- platte 32, die abgetastet wird, kann mit dem Spanwickelvorrichtung 20 nach F i g. 2 zu Fäden 52 aus- nungsabfall an der Heizplatte 32 zusammenhängen, gezogen werden. Neben den Düsen 48 kann gegebe- der beispielsweise von der Größenordnung zwischen nenfalls in bekannter Weise ein geeigneter Rippen- 45 2 und 5Va Volt sein kann. Diese Spannung hängt vom kühler angebracht sein. Widerstand der Heizplatte 32 ab, der wiederum von

Um nun das geschmolzene Glas bzw. das minera- der Temperatur der Heizplatte abhängig ist. Auf lischc Material etwas abzukühlen und es in einen einer Primärwicklung 62 eines Signaltransformators zähflüssigen Zustand zum Ausziehen der Fäden zu 64 wird über die Leitungen 66, die quer an der Heizversetzen, ist quer in der Kammer 40 eine Vielzahl 50 platte 32 angeordnet sind, ein Spannungssignal aufvon Kühlrohren angeordnet, die dazu dienen, einen gedrückt. Der Signaltransformator 64 ergibt ungefähr Teil der Hitze aus dem durch den Fließkanal 40 flie- eine Reduzierung der Spannung im Verhältnis 4: 1, ßenden Glas abzuführen. Dem Düsenhalter 46 kann so daß die Spannung an der Sekundärwicklung 68 auch Wärme zugeführt werden, da jedoch die Tem- ungefähr zwischen V₂ bis 1V₂ Volt liegt. Die Sekunperatur dort niedriger ist, kann diese im allgemeinen 55 därspannung wird durch die Dioden 70 gleichgerichdurch ein handelsübliches Thermoelement gesteuert tet und einem großen Filterkreis über "die Zufuhrwerden, leitungen 72 zugeführt, wobei dieses Filter durch ein

Beim Arbeiten der Schmelzvorrichtung 14 wird die Rechteck 74 dargestellt ist. Dieser erste Filterkreis 74

ihr zugeführte Charge so reguliert, daß das Oberteil hat einen Widerstand 76 und eine Induktivität 78 in

der Schmelzvorrichtung innerhalb der Wand 26 stets 60 Reihe mit einer der Leitungen 72 und ferner Konden-

mit einer hohen Charge abgedeckt ist. wobei die saloren 80 und 82, die quer zu den Leitungen 72 He-

• .Charge dann die Schmelztemperatur erreicht und gen. Der Hauptzweck des Filters 74 besteht darin,

schmilzt, bevor sie mit der Heizplatte 32 in Beruh- plötzliche Änderungen des ersten, vom Transformator

rung kommt. Bei dieser Anordnung wird durch die 64 entsprechend dem Widerstand der Heizplatte 32

Heizplatte 32 das ganze Glas auf eine hohe Tempera- 65 erzeugten Signals auszugleichen und in der Praxis das

tür erwärmt und muli durch die Perforationen der Ansprechendes Teinperatursteiicrsystems zu wrlang-

Hei/plattc hindurchgehen, wenn es sich durch die ■ samen. Eine plötzliche Zunahme in' der Spannung er-

Scliind/kammor 30 dem Fließkana! 40 zu bewegt. gibt eine Aufladung der Kapazitäten KO und 82, wäh-

rend ein plötzlicher Abfall diese entlädt, so daß also plötzliche Änderungen ausgeglichen werden. Der Widerstand 76 und die Induktivität 78 dienen dazu, das Laden und Entladen der Kapazitäten zu verlangsamen.

Das sich so ergebende zweite Signal (Ausgangssignal) des Filters 74 wird dann an einen Spannungsteiler 84 angelegt, wobei sich ein endgültiges Ausgangssignal ergibt, das proportional der Spannung an der Heizplatte 32 ist, wie sie über die Leitungen 86 und 88 zugeführt wird. Diese stellt also ein unmittelbares Stromsignal von der Größe von etwa 10 Millivolt dar.

Das endgültige zweite Signal wird über die Leitungen 86 und 88 einem mit 90 bezeichneten zweiten Filterkreis zugeführt, der 60-Hertz-Streuströme herausfiltert, die in dem Eingangssignal enthalten sein können. Das Eingangssignal wird dann mit einem Steuersignal entgegengesetzter Polarität kombiniert, das durch geeignete Mittel, einschließlich einer Spannungsquelle 92, einer Spannungssteuerung und Temperaturkompensationsvorrichtung 94 und einem f \ Steuersignalregler 96, erzeugt wird. Durch die Vor-' richtung 94 wird ein genaues, gleichmäßiges, gegenüber Temperaturänderungen kompensiertes Signal erzeugt, und die Größe dieses Signals wird durch den Regler.96 bestimmt, der seinerseits die Temperatur der Heizplatte 32 steuert und daher auch die Temperatur des zu schmelzenden Materials. Den Leitungen 98 und 100 wird eine kombinierte Spannung aufgedrückt, wenn die tatsächliche Temperatur der Schmelzvorrichtung von der gewünschten Temperatur abweicht, und in diesem Fall unterscheidet sich das Signal an den Leitungen 86 und 88 von dem Steuersignal, und die Differenz erscheint als ein kombiniertes Signal an den Leitungen 98 und 100. Wenn die Temperatur der Heizplatte 32 gleich der gewünschten Temperatur ist, und zwar so, wie sie am Regler 96 eingestellt wurde, so erscheint kein kombiniertes Signal an den Leitungen 98 und 100.

Die Leitungen 98 und 100 sind mit einem zweistufigen Magnetverstärker 102 verbunden, der ein Wechselstromsignal von 2 bis 5 Milliampere erzeugt, ;1 das an den Leitungen 104 und 106 erscheint. Dieses * Signal wird einem einstufigen Magnetverstärker 108 j zugeführt, dessen Vormagnetisierung von einem Vormagnetisierungstransformator 110 gespeist wird, der ebenfalls Strom der Primärwicklung eines Steuertransformators 112 für die gesteuerten Siliciumgleich- : lichter zuführt. In der Leistungstransformatorschaltung sind gegeneinander geschaltete Zenerdioden vorgesehen, um rechteckige oder abgeschnittene Impulse an den Transformator 112 weiterzugeben.

Die Sekundärwicklungen des Steuertransformators 112 sind mit einer gesteuerten Siliciumgleichrichteranordnung 114 verbunden, die aus zwei gesteuerten Siliciumgleichrichtern 116 und 118 besteht. Die beiden Gleichrichter 116 und 118 sind zur Steuerung der beiden Hälften der Wechselspannung angeordnet und für die hohen auftretenden Spannungen geeignet. Mit diesen gesteuerten Siliciumgleichrichtern wirken geeignete Widerstände und Kapazitäten zusammen. Die Widerstände sind kleiner als der Vorwäitslcckwiderstand der betreffenden Gleichrichter, so daß die Polentialverleilung der gesamten Anordnung 114 im wesentlichen durch die Widerstünde und weniger durch den Lecklhiß an den Gleichrichtern gesteuert wird. Die Kupa/ilälen weiden dazu verwendet, um Übergangsströme und Spannungen zu unterdrücken, die bei der Ansteuerung der gesteuerten Siliciumgleichrichter auftreten. Die gesteuerten Siliciumgleichrichter werden dann angesteuert und in den leitenden Zustand versetzt, wenn die von den Sekundärwicklungen des Steuertransformators 112 kommende Energie eine vorbestimmte Größe überschreitet, und die Gleichrichter werden dann leitend, so daß der Stromkreis von der Hauptenergiequelle zu

ίο der Heizplatte 32 geschlossen wird.

Ferner wird ein mit 124 bezeichneter Rückkopplungstransformator verwendet, um eine völlig gleichgerichtete Energie dem Rückkopplungsstromkreis 126 zuzuführen, dessen Ausgangssignal als Vorspannung der ersten Stufe eines zweistufigen Magnetverstärkers 102 zugeführt wird. Die Rückkopplungsschaltung dient dazu, um eine stabilere Spannung des Systems zu erreichen.

Die Einzelteile des Systems, die durch Rechtecke dargestellt sind, sind an sich handelsüblich erhältlich.

Bei der Arbeit des Temperatursteuersystems kann

die Heizplatte 32 auf eine vorbestimmte Temperatur durch eine nicht dargestellte Handsteuerung gebracht werden, worauf dann das automatische System zum Arbeiten gebracht wird. Wenn beispielsweise die ' Schmelzvorrichtung bei 1700° C arbeiten sollte, so kann sie durch Handsteuerung auf 1320⁰C erhitzt werden. Wenn dann die automatische Steuerung eintritt, so wird der Regler 96 auf die gewünschte Temperatur eingestellt, so daß ein entsprechendes Steuersignal erzeugt wird. Die Spannung an der Heizplatte 32 wird abgefühlt, und ein erstes Signal wird durch den ersten Filterkreis 74 weitergegeben, so daß plötzliche Änderungen in der Spannung ausgeglichen werden. Das endgültige Signal wird dann durch die Leitungen 86 und 88 weitergeleitet und mit dem Steuersignal kombiniert, um so ein kombiniertes Signal an den Leitungen 98 und 100 zu erzeugen, wenn die Temperatur der Heizplatte sich von der gewünschten unterscheidet. Dieses Signal wird dann durch den zweistufigen Magnetverstärker 102 und den einstufigen Magnetverstärker 108 weitergeleitet, und unter dem Einfluß des Transformators 110 wird der Primärwicklung des Steuertransformalors 112 Strom zugeführt. Wenn die Temperatur der Heizplatte unterhalb dem gewünschten Wert ist und das Signal vom Transformator 112 eine bestimmte Größe hat, so werden die gesteuerten Siliciumgleichrichter angesteuert, so daß diese leitend werden und der Heizplatte 32 Energie über die Primärwicklung 60 des Leistungstransformälors 58 zugeführt wird.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Schmelzen von mineralischcm, schwer schmelzbarem Material, insbesondere von Glas, zur Herstellung von Glasfasern, mit einem unter der Oberfläche der Schmel/.e angeordneten elektrisch beheizten Heizelement in Form einer perforierten Metallplatte, durch deren öffnungen das Schmelzgut hindurchtritt, um zu den insbesondere als Düsen ausgebildeten Auslaßöffiiungen der Schmelzeinrichtimg zu gelangen, und mit einer unter Benutzung des Widerstandes am 1 leizelement selbst arbeitenden Regeleiniichtuiii! für die Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß dem 'Heizelement (Plalle 32) /um Abgreifen seines Spannungsgefälles ein Signalliansiormator (64) zugemilnet ist, dessen

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Ausgangsspannung als ein erstes Signal des Istweitcs der Temperatur dient, daß dieser Transformator mit einem Gleichrichter (70) und einem ersten Filterkreis (74) zur zeitlichen Verlangsamung dieses ersten Signals in Verbindung steht, daß das am Ausgang des ersten Filterkreises zur Verfügung stehende geglättete zweite Signal in einem zweiten Filterkreis (90) in an sich bekannter Weise mit einem einen Sollwert für die Temperatur darstellenden Steuersignal entgegengesetzter Polarität vergleichbar ist und daß das Differenzsignal am Ausgang des zweiten Filterkreises (90) zur Steuerung des Leistungstransformators (58) für das Heizelement (Platte 32) dient.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstücke (36) des Heizelementes (Platte 32) einerseits mit der Sekundärwicklung (56) des Leistungstransformators (58) und parallel dazu mit der Primärwicklung (62) eines Signaltransformators (64) verbunden sind, dessen Sekundärwicklung (68) über Dioden (70) mit dem Eingang des ersten Filterkreises (74) in Verbindung steht. .

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang des zweiten Filterkreises (90) einerseits der Ausgang des ersten Filterkreises (74) und andererseits das den Sollwert darstellende Steuersignal liegen und daß der Ausgang des zweiten Filterkreises (90) über Verstärkerglieder (102, 108) mit einer Gleichrichteranordnung (114) zur Leistungssteuerung für das Heizelement verbunden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichteranordnung (114) in an sich bekannter Weise zwei gesteuerte Siliciumgleichrichter (116,118) aufweist, die über einen Steuerungstransformator (112) an die Ververstärkeranordnung (102,108) angekoppelt sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder. 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Hintereinanderschaltung ein zweistufiger Magnetverstärker (102) und ein einstufiger Magnetverstärker (108) vorgesehen ist, und daß der letztere für seine Vormagnetisierung über einen Transformator (110) an die Energiequelle angeschlossen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (110) für die Vormagnetisierung zugleich die Primärwicklung des Steuerungstransformators (112) der Gleichrichteranordnung (114) speist.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Energiequelle parallel zum Vormagnetisie- ■ rungstransformator (110) ein Rückkopplungstransformator (124) angeschlossen ist, dessen Ausgang über einen Rückkopplungsstromkreis (126) zur Vormagnetisierung der ersten Stufe des zweistufigen Verstärkergliedes (102) dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen