DE1471924B2 - Vorrichtung zum Ausziehen von Strömen eines mineralischen Materials zu endlosen Fäden unter Verwendung eines Düsenträgers größerer Fläche. A-tvEü.; Owens-Coming Fiberglas Cov^., Toledo, Ohio (V.St.A.) - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausziehen von Strömen eines mittels Wärme erweichbaren mineralischen Materials zu endlosen Fäden unter Verwendung eines Düsenträgers größerer Fläche. Sie ist insbesondere zum Ausziehen von Glasströmen zu sehr feinen, fortlaufenden Fäden geeignet.

Fortlaufende Glasfäden werden in großem Umfange in der Technik verwendet und häufig zu Strängen und Garnen geformt, die in besonderem Maße bei der Herstellung von Geweben, Gestricken oder Gewirken verwendet werden. Fortlaufende Glasfäden haben den Vorteil hoher Festigkeit und chemischer und physikalischer Stabilität. Durch neuere Entwicklungen ist es möglich, nunmehr außerordentlich feine Glasfäden von Durchmessern von ungefähr 0,0035 mm oder weniger in Strängen und Garnen für Gewebe und Gewirke zu verwenden, um damit eine größere Flexibilität zu erreichen, ein Merkmal, das bei feinen Stoffen besonders erwünscht ist, bei denen sich ein verbessertes Anfühlen ergibt und die nun einem Gebrauch ohne Qualitätsminderung besser widerstehen.

Wesentlich bei der kommerziellen Erzeugung von außerordentlich feinen Fäden ist die Vereinigung einer beträchtlich größeren Anzahl von feinen Einzelfäden zu einem Strang. Während nun die einzelnen Fäden gebildet oder aus einem feinen Glasstrom entsprechend verzogen werden, wird zugleich eine große Anzahl der feinen Fäden zu einem Strang geformt, und hierdurch ergibt sich die Notwendigkeit, eine entsprechend große Zahl von Glasströmen aus einer Vorrichtung ausströmen zu lassen. Vor der Entwicklung von außerordentlich feinen Fäden wurden Stränge üblicherweise mit ungefähr 200 Fäden hergestellt, so daß nur eine verhältnismäßig geringe Anzahl von Glasströmen, die zu fortlaufenden Fäden ausgezogen wurden, erforderlich war, jedoch mit dem Eintritt der kommerziellen Herstellung feinerer Fäden wird eine wesentlich größere Zahl derartiger Fäden in einen einzigen Strang eingebracht, und es ist nun eine Zuführvorrichtung bzw. ein Düsenträger von erhöhter Größe erforderlich, um die entsprechende Zahl von Glasströmen zu erzeugen.

Wenn eine solche Zuführvorrichtung zum Ausströmenlassen einer Vielzahl von Glasströmen gebaut wird, so ist das übliche Verfahren derart, daß Vorsprünge an einem Boden aus Platin oder einer Rhodiumlegierung dadurch angebracht werden, daß aufeinanderfolgende Tropfen der Legierung aufgeschweißt werden, die dann in ihrer Form geprägt und gebohrt werden, so daß sich dann ein Austritt für den einzelnen Glasstrom ergibt. Dieses Verfahren zur Bildung von Düsen oder Vorsprüngen macht eine lokalisierte Erwärmung des Trägerbodens im Bereich jedes einzelnen Vorsprungs erforderlich, so daß damit innere Spannungen erzeugt werden, die ein Verwerfen dieser Wand erzeugen.

Bei der Erzeugung von Düsenträgern mit einer verhältnismäßig kleinen Zahl von Vorsprüngen beeinflußt diese Verziehung üblicherweise das Arbeiten dieses Düsenträgers nicht, doch wenn nun diese Zuführvorrichtung für das Ausströmen von mehreren hundert Glasströmen gebaut wird, ist ein Düsenträger von erheblich größerer Fläche erforderlich, und das Verwerfen und das Durchsacken des Düsenträgers unter der intensiven Wärme des geschmolzenen oder erweichten Glases beeinflußt die Erzeugung von Fäden gleichmäßiger Größe und mit den gleichmäßigen Merkmalen erheblich und ungünstig.

Aus der deutschen Patentschrift 967 264 ist es schon bekannt, den Durchmesser von ausgezogenen Fasern dadurch sehr genau zu regeln, daß eine genaue Regelung der Temperatur des durch jede Düse ausfließenden Glasstromes mittels einer genau dosierten Kühlung der einzelnen Düsen vorgenommen wird. Dadurch werden Temperaturunterschiede zwischen den verschiedenen Ausflußströmen, die ihrerseits wieder einen Viskositätsunterschied hervorrufen, vermieden. Offensichtlich bezieht sich jedoch die in dieser Patentschrift beschriebene Vorrichtung auf das Ausziehen von Fäden mit einem relativ stärkeren Durchmesser, was daraus hergeleitet werden kann, daß jede Düse speziell einer bestimmten Formgebung unterworfen ist und außerdem nur sehr wenige Düsen vorgesehen sind, deren Ströme zu einem Strang ausgezogen werden.

Der Erfindungsgegenstand wird jedoch durch die in dem erwähnten Patent beschriebene Anordnung nicht berührt, da ihm an sich, abgesehen, daß es auch ihm selbstverständlich allgemein darum geht, eine gleichmäßige Temperatur in sämtlichen Materialströmen zu erreichen, die Aufgabe zugrunde liegt, bei einem Düsenträger mit einer erheblich größeren Fläche, die zum Ausziehen von mehreren hundert Glasströmen gleichzeitig geeignet ist, für eine gleichmäßige Temperaturverteilung und gleichzeitig auch für eine mechanische Stabilität des Düsenträgers zu sorgen. Dabei geht die Erfindung zunächst von der Erkenntnis aus, daß, wie eingangs schon beschrieben wurde, es nicht mehr möglich ist, einfach eine sehr große Bodenfläche eines Düsenträgers mit einer entsprechenden Zahl von zu Düsen umzubauenden Vorsprüngen zu versehen, da dadurch mit Sicherheit ein Verwerfen beim Betrieb hervorgerufen wird. Tatsächlich wird in diesem Zusammenhang so vorgegangen, daß die einzelnen Düsen zu Gruppen zusammengefaßt und vorzugsweise auf kleineren Düsenträgern bzw. Platten aufgebaut werden, die dann wieder zu einem gemeinsamen großen Düsenträger vereinigt werden. Diese Vereinigung kann beispielsweise durch Schweißen erfolgen. Dadurch bilden sich jedoch bzw. sind notwendigerweise Zwischenräume zwischen den einzelnen Düsengruppen vorhanden, von denen keine Glasströme ausgezogen werden können. Das sich oberhalb des Düsenträgers befindende geschmolzene Glas weist jedoch eine relativ hohe Temperatur auf, was einmal allgemein zu Wärmespannungen im Düsenträger und infolge der starken Erwärmung zu einer mechanischen Instabilität, d. h. zu einem sogenannten Durchsacken führen kann, wobei sich jedoch weiterhin noch während des Ausziehbetriebes an den nicht mit Düsen bestückten Zwischenstellen Wärmenester erhöhter Temperatur bilden können. Das ist verständlieh, weil durch die Entnahme des geschmolzenen heißen Glases aus den Düsen und durch die gegebenenfalls erfolgende Kühlung der Düsen mittels üblicher Mittel eine Wärmeabgabe im Bereich der Düsen, jedoch nicht im Bereich der Zwischenteile erfolgt. Bildet sich jedoch in den Zwischenteilen ein Wärmestau, dann strahlt dieser auch auf die benachbarten Düsen über, was dann wiederum eine unterschiedliche Erwärmung der Düsen, eine unterschiedliche Viskosität des durch die Düsen strömenden Materials und schließlich ein ungleichmäßiges Ausziehen zur Folge hat. Außerdem ist eine ungleichförmige Erwärmung bzw. Wärmeabgabe am Boden des Glasbehälters, d. h. am Düsenträger deshalb unerwünscht,

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weil das geschmolzene Glas dann zu zusätzlichen Be- tung und eine Haltevorrichtung gemäß der Erfindung,

wegungen veranlaßt wird — es weist ja dann Stellen wobei einzelne Teile zum besseren Verständnis im

erhöhter Temperatur auf — und solche gegebenen- Schnitt dargestellt sind,

falls als Turbulenz auftretende Glasflüsse beim Aus- F i g. 4 eine Draufsicht auf die Konstruktion gemäß

ziehen von feinen Glasfaden höchst unerwünscht 5 F i g. 3,

sind. F i g. 5 einen Querschnitt nach Linie 5-5 der F i g. 3,

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus F i g. 6 einen Teilschnitt zur Darstellung eines Teivon einer Vorrichtung zum Ausziehen von Strömen les der Konstruktion nach F i g. 5,
eines mittels Wärme erweichbaren mineralischen Ma- F i g. 7 eine isometrische Teilansicht der in F i g. 3 terials mit einem Düsenträger größerer Fläche und io bis 6 dargestellten Düsenvorrichtung zur Erläuterung besteht darin, daß der mit Gruppen von Einzeldüsen der Anordnung der Kühlrippen unterhalb der Düsenbestückte Boden des Düsenträgers von mindestens vorrichtung,

einem Träger gehalten ist, der unterhalb des Düsen- F i g. 8 eine Ansicht ähnlich F i g. 6 zur Darstellung

trägers und zwischen den Düsengruppen angeordnet einer weiteren Ausführungsform des Trägers und der

ist und zugleich der Wärmeabfuhr für die nicht mit 15 Wärmeabführvorrichtung für die Düsenvorrichtung,

Düsen versehenen Teilflächen der Düsenträger dient, F i g. 9 eine Ansicht ähnlich F i g. 6 zur Darstellung

so daß über die gesamte Fläche des Düsenträgers einer weiteren Ausführungsform der Trägervorrich-

gleiche thermische Bedingungen vorliegen. tung für die Düsenvorrichtung,

Die speziell von dem Erfindungsgegenstand zu lö- F i g. 10 einen Querschnitt zur Darstellung einer

sende Aufgabe ergibt sich also daraus, daß sehr viele 20 aus mehreren Teilen bestehenden Düsenvorrichtung

Einzeldüsen vorzusehen sind, um einen einzigen, aus mit einer Vielzahl von Trägermitteln,

außerordentlich dünnen Fäden bestehenden Strang zu Fig. 11 eine Draufsicht gemäß F ig. 10.

bilden, daß jedoch eine solche Ausziehvorrichtung Zwar hat die erfindungsgemäße Vorrichtung einen

nur dann möglich ist, wenn entsprechend einem besonderen Vorteil bezüglich der Wärmebedingungen

Merkmal der Erfindung die Einzeldüsen zu Gruppen 25 und bei der Verarbeitung von geschmolzenem Glas

zusammengefaßt sind, wodurch sich, wie erwähnt, und zum Ausziehen desselben in feine Textilfasern.

eine thermische Ungleichmäßigkeit ergibt. Der An- Doch sei darauf hingewiesen, daß die Vorrichtung

meldungsgegenstand löst deshalb gleichzeitig noch die gemäß der Erfindung auch mit Vorteil zum Erwär-

spezielle Aufgabe, diese thermische Ungleichmäßig- men und Verarbeiten anderer mineralischer Mate-

keit zu vermeiden und den Düsenträger mechanisch 30 rialien verwendet werden kann,

zu stützen. In F i g. 1 und 2 der Zeichnung ist eine Düsenvor-

Zu diesem Zweck besteht in einer vorteilhaften richtung und ein Träger gemäß der Erfindung in Kom-

Ausbildung der Erfindung der Träger aus einem läng- bination mit einer Vorrichtung zum Ausziehen der

liehen Rohr, welches vorzugsweise aus Metall besteht aus der Düsenvorrichtung austretenden Glasströme in

und einen Kühlmittelstrom in sich aufnimmt. 35 feine fortlaufende Fäden und zum Sammeln derselben

Weiterhin weist zur mechanischen Verstärkung das zu einem Strang oder einer Gruppe von Fäden in

Rohr einen von der Kreisform abweichenden Quer- einer Wicklung dargestellt.

schnitt, insbesondere einen ovalen Querschnitt, auf, Wie in F i g. 1 und 2 dargestellt, ist die Düsenvor-

dessen längere Achse rechtwinklig zur Ebene des Du- richtung 10 mit einem Vorherd 12 verbunden, der ein

senhalters verläuft. 4° raffiniertes, geschmolzenes Glas aus einem nicht dar-

Ein weiteres wesentliches Merkmal des Erfindungs- gestellten Schmelzofen aufnehmen kann. Die Düsengegenstandes ist in einer Weiterbildung darin zu se- vorrichtung 10 kann mit einer Glasschmelzeinrichhen, daß zwischen dem Düsenträger und dem Träger tung verbunden sein, in der ein vorraffiniertes Glas ein wärmewiderstandsfähiges bzw. feuerfestes Mate- in Form von Kugeln oder Stücken in einem Bereich rial zur Bildung eines Isolierkörpers angeordnet ist. 45 oberhalb der Düsenvorrichtung mit einer solchen Ge-Dieser Isolierkörper hat für die einwandfreie Wärme- schwindigkeit geschmolzen wird, wie das Glas aus der abfuhr eine erhöhte Bedeutung, da bei einer direkten Düsenvorrichtung mit einer Vielzahl von Strömen Berührung des Metalles des Trägers mit dem Düsen- austritt.

träger eine zu rasche Wärmeabfuhr erfolgen würde, Der Boden der Düsenvorrichtung ist mit einer ver-

was selbstverständlich ebenfalls unerwünscht ist. 50 hältnismäßig großen Zahl von mit einer Öffnung ver-

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung sehenen Spitzen bzw. Düsen versehen, aus denen besteht darin, daß der Düsenträger aus mehreren Ströme 16 des geschmolzenen Glases austreten, wo-Teilen zusammengesetzt ist, wobei diese Teile dann bei diese Ströme dann zu feinen fortlaufenden Fäden später, beispielsweise durch Schweißen, miteinander 18 ausgezogen werden. Wie in F i g. 1 und 2 darverbunden werden, so daß sich nun ein Düsenträger 55 gestellt, werden die endlosen Fäden 18 durch mechaergibt, der infolge der zusammengesetzten Konstruk- nische Mittel verzogen. In der dargestellten Ausfühtion eine minimale Neigung zum Verziehen hat. Wei- rungsform laufen die Fäden 18 zu einem aus vielen tere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben Fäden bestehenden Strang 20 in einer Sammelvorrichsich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusam- rung 22 zusammen, und der Strang 20 wird dann auf menhang mit der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele 6o einem dünnwandigen Rohr oder einer dünnwandigen der Erfindung enthält. In der Zeichnung zeigt Hülse 24 aufgewickelt. Die Hülse 24 ist auf einem

F i g. 1 eine halbschematische Seitenansicht einer Dorn 26 angeordnet, der durch nicht dargestellte, geAnordnung, um Glas oder andere durch Wärme er- eignete Mittel angetrieben wird,
weichbare Materialien in feine fortlaufende Fäden In den F i g. 3 bis 7 ist eine Ausführungsform der auszuziehen, 65 Düsenvorrichtung 10 dargestellt. Wie in Fig. 5 ge-. Fig. 2 eine Stirnansicht auf die Einrichtung ge- zeigt, ist der Vorherd 12 mit einem feuerfesten MamäßFig. 1, . ' terial 40 ausgekleidet, das einen Gläsflußkanal 41

Fig. 3 eine Seitenansicht auf eine büsenvorrich- ergibt. Unterhalb, des Vorherdes. 12 ist ein Träger-

gestell 42 angeordnet, das in seiner Lage durch Ansätze 43 und Schrauben 44 gehalten ist. Die Düsenvorrichtung hat Seitenwände 46 und Stirnwände 48, wobei die Stirn- und Seitenwände sich seitlich erstrekkende Flansche 50 haben, die der unteren Fläche des feuerfesten Materials 40 des Vorherds benachbart sind (s. F i g. 5).

Der Boden 56 der Düsenvorrichtung ist so ausgebildet, daß eine verhältnismäßig große Anzahl von Glasströmen oder Strömen anderer, durch Wärme er- ao weichter, fädenbildender Materialien ausfließen kann, so daß sich eine entsprechende Anzahl von äußerst feinen Fäden zur Bildung eines Stranges 20 ergeben. Der Boden 56 der Düsenvorrichtung, der im folgenden auch als Düsenträger bezeichnet wird, ist aus vier rechteckigen Teilstücken oder Platten 61, 62 und 64 gebildet, die jeweils mit einer verhältnismäßig großen Anzahl von nach unten hängenden Vorsprüngen oder Düsen 66 versehen sind, die, wie in F i g. 4 bis 7 dargestellt, jeweils einen Durchgang 68 haben.

Infolge der großen Anzahl der Düsen wird der Boden bzw. Düsenträger 56 aus einer Vielzahl von Teilstücken oder Platten zusammengesetzt, um so die Herstellung dieses Bodens oder des Düsenhalters zu erleichtern und seine Arbeitsweise zu verbessern. Es ist bereits bekannt, die einzelnen Düsenhalter einer Düsenvorrichtung von verhältnismäßig kleiner Größe dadurch zu bilden, daß eine flache Platte einer aus Platin und Rhodium bestehenden Legierung verwendet wird, wobei diese Platte in den Bereichen, in denen die Düsen gebildet werden, zum Erzeugen von Höckern eingedrückt wird. Jeder einzelne Hocker wird dann dadurch weiter aufgebaut, daß von Hand Tropfen einer Platin-Rhodium-Legierung unter Verwendung einer Schweißflamme aufgeschmolzen werden, um so dann an den Höckern Vorsprünge zu bilden.

Die einzelnen Vorsprünge werden dann durchbohrt, so daß sich eine Öffnung ergibt, durch die das durch Wärme erweichte Glas als kleiner Strom austreten kann. Die zum Schmelzen erforderlichen hohen Temperaturen, wie sie in begrenzten Bereichen nacheinander zur Bildung der Vorsprünge auftreten, erzeugen nun Spannungen in einer Platte auf einem verhältnismäßig erheblichen Bereich, so daß diese Platte unstabil wird und sich verwerfen kann, wenn sie später einer ständigen intensiven Hitze durch das geschmolzene Glas ausgesetzt wird. Bei der Herstellung einer Düsenvorrichtung kleiner Größe mit einer verhältnismäßig kleinen Anzahl von Vorsprüngen ist ein solches Verwerfen durch innere Spannungen noch innerhalb annehmbaren Arbeitstoleranzen, und zwar als Folge der kleinen Fläche der Düsenvorrichtung bzw. des Düsenhalters.

Gemäß einem Teilmerkmal der Erfindung wird nun die Schwierigkeit eines Verwerfens oder Verziehens einer verhältnismäßig großen Düsenvorrichtung mit einem erheblich größeren Boden dadurch herabgesetzt, daß der Boden oder der Düsenhalter eine Vielzahl von einzelnen, vorgeformten Teilstücken jder Platten 61, 62, 63 und 64 aufweist. Die vorgeformten einzelnen Teilstücke werden zusammengebaut und in ihren benachbarten Bereichen zusammengeschmolzen oder -geschweißt, wobei die Nähte m Längsrichtung der Diisenvorrichtung bei 70 und in Querrichtung bei 72 in F i g. 4 angedeutet sind. Um nun mehrere hundert Düsen oder Vorsprünge an den Düsenhaltern anzuordnen, wird eine beträchtliche Gesamtbodenfläche benötigt. Unter der intensiven Hitze des geschmolzenen Glases oder eines anderen minerauschen Materials hat der mittlere Bereich die Tendenz, durchzusacken, ein Zustand, der einen nicht gleichmäßigen, unstabilen laminaren Glasfluß in dem dem Düsenträger benachbarten Bereich hervorruft.

Um nun ein Verziehen und Durchsacken des Düsenhalters entgegenzuwirken, ist eine Trägervorrichtung in Längsrichtung der Düsenvorrichtung vorgesehen. Eines der wesentlichen Merkmale bei der Erzeugung von freien Fäden von etwa gleichmäßiger Größe liegt darin, daß die Glasströme mit gleichmäßiger Viskosität aus allen Düsen mit gleichmäßiger Größe und gleichmäßigem Querschnitt ausfließen.

Die Temperatur und die Viskosität des geschmolzenen Glases in der Nähe der Düsen muß daher gleichmäßig aufrechterhalten werden. Ein in Längsrichtung den Mittelbereich des Bodens der Düsenvorrichtüng berührendes Trägermittel ohne Hitzeabgabe in diesem Bereich würde normalerweise die Temperatur des Glases im Bereich des Bodens neben dem Trägermittel erhöhen und hierdurch unterschiedliche Temperaturen und Viskositäten im Glas in der Nähe bestimmter Düsen und in der Nähe des Trägermittels 80 erzeugen.

Gemäß der Erfindung ist nun ein entsprechender Träger auf der ganzen Länge der Düsenvorrichtung geschaffen worden, wobei diese Anordnung als Wärmeabzugs-oder Wärmeübertragungsmedium funktioniert, um so die überschüssige Wärme mit einer gesteuerten Geschwindigkeit aus dem Bereich der Düsenvorrichtung neben dem Trägermittel derart abzuführen, daß die Temperatur und die Viskosität des Glases auf dem ganzen Düsenhalter stabil und gleichmäßig erhalten bleibt. Es ist dabei während des Arbeitens der Düsenvorrichtung von besonderer Wichtigkeit, daß der Bereich unterhalb der Vorrichtung frei liegt und keine sichtbaren Hindernisse vorhanden sind, so daß die optische Überprüfung der austretenden Ströme durch eine Bedienungsperson beeinträchtigt wird. Hierdurch wird das Feststellen von Unterbrechungen im Stromfluß oder von gebrochenen Fäden erleichtert.

Wenn der Strom unterbrochen wird oder gebrochene Fäden auftreten, so ist es für die Bedienungsperson notwendig, den Ausziehvorgang zu unterbrechen und das Aufwickeln und das Ausziehen der Fäden erneut zu beginnen, um so sicherzustellen, daß aus allen Düsen Ströme austreten, damit die richtige Zahl der Fäden im Strang vorhanden ist. Ein ununterbrochenes Arbeiten ist bei industriellen AnWendungen und bei der Erzeugung von feinen Fäden für textile Zwecke von großer Wichtigkeit, da häufige Unterbrechungen oder Stillstandszeiten die Kosten übermäßig erhöhen.

Die Trägervorrichtung und die Wärmeaufnahme sollten dabei so ausgebildet sein, daß sich eine minimale senkrechte Abmessung des Trägers 80 unter Berücksichtigung der erforderlichen Festigkeit ergibt. Es ist dabei erwünscht, einen Metallträger und eine metallische Wärmeaufnahme zu verwenden, um so die notwendige Festigkeit zu erhalten und ein Durchsacken des Düsenträgers zu verhindern, wobei der Metallträger 80 nicht in mittelbarer Berührung mit dem Metall des Düsenhalters ist. Dies wird dadurch erreicht, daß ein geeignetes, feuerfestes, thermisches Abstandsglied vorgesehen wird, das elektrisch nicht leitend ist und das somit den Durchfluß elektrischen

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Stromes durch die Düsenvorrichtung unverändert Standsglied 78 isoliert das Trägerrohr 80 weiterhin

läßt. elektrisch gegenüber dem Metall des Düsenhalters.

In der Ausführungsform gemäß F i g. 3 bis 7 ist in Durch das Anbringen des vorstehenden oder anLängsrichtung gesehen der Mittelbereich des Düsen- gehobenen Teilstückes 76 in dem mittleren Längsträgers 56 mit einem angehobenen Teilstück 76 ver- 5 bereich der Düsenvorrichtung ergibt sich durch die sehen, das eine Längsausnehmung ergibt, in der als angehobene Rippe eine zusätzliche Festigkeit infolge Abstandsglied 78 ein gegen hohe Temperatur wider- der so gebildeten kanalartigen Form. Das angehobene standsfähiges Material vorzugsweise eingegossen oder Teilstück 76 dient auch als Ausdehnungsbereich, um eingeformt wird. eine Querausdehnung des Düsenhalters zu kompen-

Unterhalb dieses feuerfesten Materials 78 und im io sieren und eine Querausbiegung des Düsenhalters zu

wesentlichen parallel hierzu ist ein vorzugsweise rohr- verhindern.

förmiger Träger 80 angebracht, der einen im wesent- Wenn die Düsenvorrichtung durch einen elektrilichen ovalen Querschnitt hat, dessen größere Ab- sehen Strom und damit auch das geschmolzene Glas messung in senkrechter Richtung ist, derart, daß die auf eine hohe Temperatur erwärmt wird, so hat das einander entgegengesetzt angeordneten senkrechten 15 feuerfeste Material die Tendenz, sich etwas zusam-Wände 82 des Trägerrohres 80 im wesentlichen senk- menzuziehen oder etwas von den Innenflächen des recht und parallel zueinander sind, um so in senk- angehobenen Teiles 76 wegzuschrumpfen, wodurch rechter Richtung eine konstruktive Festigkeit zu er- eine Ausdehnung des mittleren Bereiches der Düsenreichen und ein Durchsacken des Düsenhalters zu vorrichtung erleichtert wird,
verhindern. 20 Zwar kann auch ein massives Metallstück zur Be-

Das Trägerrohr 80 erstreckt sich im wesentlichen rührung mit dem Abstandsglied 78 ohne ein durch-

über die ganze Länge der Düsenvorrichtung (s. F i g. 3) fließendes Strömungsmedium verwendet werden, doch

und ist in Berührung mit dem aus feuerfestem Mate- würde ein solches Trägerglied notwendigerweise eine

rial bestehenden Abstandsglied 78 auf dessen ganzer solche Größe haben müssen, daß sich eine große

Länge. Der sich in Längsrichtung erstreckende Trä- 25 Wärmeabgabefläche ergibt. Ein solches Trägerglied

ger 80 ist vorzugsweise hohl und rohrförmig, um ein würde sich um einen erheblichen Betrag nach unten

Wärmetauschermedium als umlaufendes, wärmeabsor- erstrecken, so daß der Bedienungsperson nun die

bierendes Fluidum, beispielsweise Wasser, hindurch- Sicht auf die ganze Düsenvorrichtung verhindert

führen zu können, so daß die überschüssige, in der würde. Die Menge des feuerfesten Materials 78 zwi-

Nähe des vorstehenden Teils 62 entwickelte Wärme 30 sehen der Düsenvorrichtung und dem Trägerrohr ist

abgeführt wird. Hierdurch wird ein übermäßiger Tem- so groß, daß die Abgabe von Wärme im mittleren

peraturanstieg des geschmolzenen Glases im mittleren Längsbereich der Düsenvorrichtung gleich der Ab-

Längsbereich der Düsenvorrichtung, wo sich keine gäbe in den anderen Bereichen ist.

Düsen befinden, verhindert. Die Kühlwirkung des Trägerrohres oder der Wärme-

Die betreffenden Endbereiche 84 und 85 des rohr- 35 aufnahme darf die Bereiche des Metalldüsenhalters förmigen Trägers 80 erstrecken sich nach unten ge- oder des Glases nicht beeinflussen, die in einem ermaß F i g. 3, wobei ein Endbereich mit einem Vor- heblichen Abstand zu beiden Seiten des mittleren Berat eines Strömungsmediums verbunden ist, das dann reiches sind, da sonst unstabile Viskositätsverhältnisse durch das Trägerrohr 80 hindurchgeleitet wird. Das des Glases in den Längsreihen der Düsen 66 zu beiandere Ende ist mit einem nicht dargestellten Rohr 40 den Seiten des angehobenen Teilstückes 76 auftreten verbunden, um das Kühlmittel einem Kühlmittelvor- können. Unterhalb und in tragender Berührung mit rat oder einem Sumpf zuzuführen. Von den jeweili- dem Trägerrohr 80 kann, wie in F i g. 3 dargestellt, gen Endbereichen des Gestells 42 hängen Paare von eine sich quer erstreckende Stange 91 vorgesehen Armen 88 und 89 nach unten, die jeweils eine sich sein, die am Gestell 42 befestigt ist und zur Verstärquex erstreckende Stange 90 tragen. 45 kung des Trägerrohres auf einem mittleren Teil seiner

Die Endbereiche 84 und 85 sind an den sich quer Länge dient.

erstreckenden Stangen 90 befestigt, so daß nun das Zwar ist es sehr erwünscht, wenn das Glas durch geradlinige Trägerrohr 80 in tragender Anordnung in die Düse mit einer verhältnismäßig niedrigen Visbezug auf das aus feuerfestem Material bestehende kosität in einem hochflüssigen Zustand hindurch-Abstandsglied 78 gehalten ist. Die Menge oder die 50 strömt, um so die Bildung von Glasströmen gleich-Geschwindigkeit der von dem mittleren Längsbereich mäßiger Größe und Charakteristik zu erhöhen, doch der Düsenvorrichtung wegbeförderten Wärme kann ist es wesentlich, die Viskosität des Glases in der durch Regulierung der Temperatur des Strömungs- Nähe der Außenteile der Düsen zu erhöhen, um so mediums durch das Trägerrohr oder durch Steuern aus den Strömen in günstiger Weise die feinen Fäden der Durchflußgeschwindigkeit dieses Strömungs- 55 herstellen zu können. Um nun Wärme aus den Glas- > mediums durch das Trägerrohr oder durch beide strömen zur Erhöhung der Viskosität abzuziehen, Maßnahmen gesteuert werden. Eine genaue Steuerung sind weiterhin entsprechende Mittel vorgesehen. Wie der Weitergabe oder der Abgabe von Wärme, die aus besonders in F i g. 2 und 5 dargestellt ist, sind rohrdem mittleren Längsbereich des Düsenträgers und förmige Verteiler 94 an entgegengesetzten Seiten der dem benachbarten Glas abgezogen oder weitergegeben 60 Ströme vorgesehen, die sich in Längsrichtung der Düwird, ist deshalb wesentlich, weil gerade so viel senvorrichtung erstrecken.

Wärme abgezogen werden muß, daß eine im wesent- Seitlich von den Verteilern 94 sind Rippen 96

liehen gleichmäßige Temperatur auf dsr ganzen Bo- angeordnet, die sich zwischen benachbarten, in

denplatte oder dem ganzen Düsenhalter aufrecht- Querrichtung angeordneten Düsenreihen erstrecken

erhalten bleibt, so daß dadurch eine Konzentration 65 (s. F i g. 2 und 3). Diese Rippen stehen zu den Ver-

oder eine übermäßige Erwärmung in der Zone ver- teilern in wärmeleitender Beziehung und sind dort

mieden wird, die durch das aus feuerfestem Material angeschweißt oder sonstwie befestigt. Die Verteiler 94

bestehende Abstandsglied 78 berührt wird. Dieses Ab- sind so angeordnet, daß ein Kühlmedium, beispiels-

weise Wasser, hindurchströmen kann. Die Rippen 96 absorbieren Wärme aus den Glasströmen, und diese Wärme wird durch die Rippen den Verteilern 94 zugeführt und von dort durch die durchströmende und umlaufende Flüssigkeit abgeführt. Auf diese Weise wird durch den Wärmeabzug aus den Glasströmen die Viskosität des Glases erhöht, um so das Verziehen der Ströme in feine Fäden zu verbessern. Zwischen den Verteilern 94 und den Kantenbereichen des Düsenhalters gemäß F i g. 7 können aus feuerfestem Material bestehende Abstandsglieder 95 angeordnet sein.

Der Durchfluß des Kühlmittels durch die Verteiler 94 kann in üblicher Weise reguliert werden, um so die Viskosität der Glasströme entsprechend einzustellen.

Ein weiterer Faktor, um dem Düsenhalter eine zusätzliche Festigkeit gegen Durchsacken zu geben, besteht darin, diesen Düsenhalter aus einer bestimmten Legierung herzustellen. Es wurde festgestellt, daß eine Platin-Rhodium-Legierung mit einem verhältnismäßig hohen Gehalt an Rhodium bei hohen Temperaturen höhere Festigkeitsmerkmale aufweist als eine ähnliche Legierung mit einem verhältnismäßig niedrigen Rhodiumgehalt. Sehr vorteilhafte Festigkeitsmerkmale hat dabei eine Platin-Rhodium-Legierung mit ungefähr 25% Rhodium.

Die Seiten- und Stirnwände und der Flansch 50 sind vorzugsweise aus einer Platin-Rhodium-Legierung mit einem geringeren Anteil von Rhodium hergestellt, da für diese Teile der Düsenvorrichtung üblicherweise keine so hohen Festigkeitsmerkmale erforderlich sind. Der Düsenhalter kann mit den Seiten- und Stirnwänden durch übliche Verfahren verschweißt werden.

F i g. 8 ist eine Ansicht ähnlich F i g. 6 zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines aus feuerfestem Material bestehenden Abstandsgliedes und Trägers für den Düsenträger. Die in F i g. 8 dargestellte Bauart der Düsenvorrichtung ist ähnlich der in F i g. 6 gezeigten und hat einen Boden 56a, Seitenwände 46 α und Stirnwände 48«, wobei die Seiten- und Stirnwände mit dem Boden oder dem Düsenhalter 56 α verschweißt oder sonstwie fest verbunden sind. Der Düsenhalter 56 α weist die Platten oder Teilstücke 61a und 64 a auf, die, wie bei 98 angedeutet, miteinander verschweißt sind.

Auch bei dieser Ausführungsform sind ein aus feuerfestem Material bestehendes Abstandsglied 100 und ein Trägerrohr 102 unterhalb des mittleren Längsbereiches des Düsenhalters 56 a angeordnet. Das Abstandsglied 100 berührt den ebenen mittleren Bereich 104 am Boden der Düsenvorrichtung. Der obere Flächenbereich des Trägerrohres 102 ruht vorzugsweise in einer niedrigen Ausnehmung 106, die an dem Abstandsglied 100 vorgesehen ist.

F i g. 9 ist ein Schnitt ähnlich F i g. 8 zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Trägerrohres für den Düsenhalter. An dem mittleren Längsbereich des Düsenhalters 56 b ist ein mit den Teilstücken verbundener, gewölbter Teil oder eine Rinne 110 angeordnet, die, wie in F i g. 9 dargestellt, vorzugsweise eine kurvenförmige Gestalt im Querschnitt aufweist. Unterhalb dieser Rinne 110 ist ein Trägerrohr 112 mit einem hohlen Querschnitt angeordnet. Das Trägerrohr 113 ist in einem aus feuerfestem Material bestehenden Gehäuse 114 eingebettet und von diesem umgeben, wobei der Teil 116 dieses Gehäuses zwischen dem oberen Teil des Trägerrohres 112 und der unteren Fläche der gewölbten Rinne 110, wie in F i g. 9 dargestellt, angeordnet ist.

Fig. 10 und 11 zeigen eine Düsenvorrichtung mit einem verhältnismäßig großen Düsenhalter 122, der aus acht miteinander verschweißten oder sonstwie zu einer Einheit verbundenen Teilstücken besteht. Die Düsenvorrichtung 120 hat Seitenwände 124 und Stirnwände 126, die mit den Seitenwänden und den

ίο Endkanten der benachbarten Teilstücke 128 verschweißt sind. Wie besonders deutlich aus Fig. 11 hervorgeht, weist der Düsenhalter 122 acht Teilstücke 128 auf, die jeweils mit einer verhältnismäßig großen Anzahl von Düsen 130 versehen sind, durch deren Durchlässe 132 Ströme aus geschmolzenem Glas ausfließen.

Selbstverständlich ist es möglich, daß der Düsenträger eine beliebige Anzahl von Teilstücken aufweisen kann.

ao In Längsrichtung zu diesen Teilstücken und zwischen benachbarten Teilstücken sind rippenartige Ausbuchtungen 136, 137 und 138 vorgesehen, wobei die benachbarten Teilstücke mit diesen rippenartigen Ausbuchtungen verschweißt sind, wie dies bereits im Zusammenhang mit den Fig. 3 bis 7 beschrieben wurde.

In den einzelnen, in Längsrichtung angeordneten Ausnehmungen, wie sie durch die rippenartigen Ausbuchtungen gebildet sind, ist je ein aus feuerfestem Material bestehendes Abstandsglied 140 angeordnet (s. insbesondere F i g. 10), wobei die Abstandsglieder 140 den gleichen Charakter haben, wie die in F i g. 6 dargestellten Abstandsglieder 78. Unterhalb der Abstandsglieder 140 und der rippenartigen Ausbuchtungen 136,137,138 sind die röhrenförmigen Träger angeordnet, die mit 142, 143, 144 bezeichnet sind. Die Trägerrohre sind in senkrechter Richtung in der gleichen Weise wie das Trägerrohr 80 der F i g. 6 verlängert, um so durch die senkrechten, parallelen Wände der rohrförmigen Glieder die Festigkeitsmerkmale zu verbessern.

Auch hier können die einzelnen Trägerrohre 142, 143 und 144 jeweils von einer Kühlflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, durchströmt sein.

In den Ausführungsbeispielen nach Fig. 10 und 11 sind die einzelnen Trägerrohre 142 und 144 mit sich quer erstreckenden Rippen 148 versehen, die zwischen benachbarten Querreihen von Düsen 130 in der gleichen Weise angeordnet sind, wie dies im Zusammenhang nach der Konstruktion in F i g. 2, 3 und 5 beschrieben wurde. Die Rippen 148 ziehen Wärme von den aus den Düsen 130 austretenden Glasströmen ab, so daß das Glas dieser Ströme eine erhöhte Viskosität aufweist, wodurch das Verziehen des Glases zu feinen Fäden erleichtert wird.

In der Anordnung gemäß Fig. 10 und 11 haben die durch die Trägerrohre 142 und 144 hindurchfließenden Kühlmedien eine doppelte Funktion, insofern als sie einmal die überschüssige, in den Bereichen der angehobenen rippenartigen Ausbuchtungen 136, 138 des Düsenhalters entwickelte Wärme abführen und zum anderen Wärme aus den Glasströmen mit Hilfe der Rippen 148 absorbieren und entfernen. Damit wird der Durchfluß des Kühlmittels durch die Rohre 142 und 144 erhöht oder die Einlaßtemperatur der Kühlflüssigkeit reduziert oder beides, um die richtige Wärmemenge von den Rippen und den vorstehenden Ausbuchtungen 136 und 138 abzuführen, zu dem

Zweck, die Temperatur zu stabilisieren und die Viskosität des Glases unmittelbar neben dem Düsenhalter 122 zu verbessern.

Das den mittleren Bereich der rippenartigen Ausbuchtung 137 tragende Trägerrohr 143 nimmt ein Kühlmedium auf, das mit einer kleineren oder geringen Geschwindigkeit oder mit einer erhöhten Temperatur oder unter beiden Bedingungen hindurchströmt, um so die Temperatur dieser Ausbuchtung 137 und das hierzu benachbarte erweichte Glas auf der gleichen Temperatur wie die anderen Bereiche des Düsenhalters 122 zu halten. Die benachbarten Endbereiche der Teilstücke 128, die in Längsrichtung der Düsenvorrichtung angeordnet sind, sind miteinander in dem durch die Linie 150 in Fig. 11 bezeichneten Bereich verschweißt.

Die einzelnen Teilstücke 128 können vorfabriziert und dann miteinander verschweißt werden, um so die Baueinheit gemäß Fig. 10 und 11 herzustellen. Die Trägerrohre 142, 143 und 144, die im Querabstand zueinander angeordnet sind und sich in Längsrichtung der Düsenvorrichtung erstrecken, wirken einem Durchsacken des Düsenträgers unter dem Einfluß der intensiven Hitze des Glases entgegen, und durch das durch die Trägerrohre hindurchfließende und Wärme abführende Kühlmedium wird die Temperatur und damit die Viskosität des Glases neben dem gesamten Düsenhalterbereich im wesentlichen gleichmäßig gehalten, so daß die durch die Düsen ausströmenden Ströme eine gleichmäßige Stärke und im wesentlichen identische Merkmale aufweisen.

Durch Erhöhen der Gleichmäßigkeit der Temperatur und der Merkmale der aus allen Düsen austretenden Ströme sind die feinen, fortlaufenden Fäden, dis aus diesen Strömen verzogen werden, im wesentlichen von gleicher Größe und weisen im wesentlichen die gleichen Festigkeitsmerkmale auf.

Es sei darauf hingewiesen, daß gegebenenfalls auch quer angeordnete Träger ähnlich der Stange 91 nach F i g. 3 verwendet werden können, die gegen die unteren Flächen der Trägerrohre 142,143,144 anliegen, um so diesen Trägerrohren eine zusätzliche Festigkeit in ihrem Widerstand gegen das Durchsacken des Düsenhalters zu verleihen.

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Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ausziehen von Strömen eines mittels Wärme erweichbaren mineralischen Materials zu endlosen Fäden unter Verwendung eines Düsenträgers größerer Fläche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Gruppen von Einzeldüsen bestückte Düsenträger (65) von mindestens einem Träger (80) gehalten ist, der unterhalb des Düsenträgers (65) und zwischen den Düsengruppen angeordnet ist und zugleich der Wärmeabfuhr für die nicht mit Düsen versehenen Teilflächen des Düsenträgers dient, so daß über die gesamte Fläche des Düsenträgers gleiche thermische Bedingungen vorliegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise aus Metall bestehende Träger als ein längliches Rohr (80) ausgebildet ist, das einen Kühlmittelstrom in sich aufnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (80) einen ovalen oder ähnlichen, von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist, dessen längere Achse rechtwinklig zur Ebene des Düsenhalters (56) verläuft.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Düsenträger (56) und dem Träger (80) ein wärmewiderstandsfähiges oder feuerfestes Material zur Bildung eines Isolierkörpers (78, 100, 140) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenträger (56) zwischen den einzelnen Düsengruppen jeweils nach oben gewölbt oder trapezförmig ausgebildet ist und der Träger zumindest teilweise in dieser Wölbung (110) oder Rinne (76, 137) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung (110) oder Rinne (76, 136, 137, 138) mindestens teilweise mit dem Isolierkörper (78, 140) gefüllt ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (78, 100, 140) sowohl mit dem Boden (56) als auch mit dem Träger (80, 102, 142, 143, 144) in Berührung ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (80, 102, 142, 143, 144) mit seiner dem Düsenhalter zugewandten Fläche in Berührung mit dem Isolierkörper steht und gegebenenfalls zumindest teilweise in eine Ausnehmung desselben eingreift.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der als Düsenhalter (56) ausgebildete Boden eines das geschmolzene mineralische Material aufnehmenden Gefäßes (12) eine rechteckige Form hat.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenträger (56) aus einer Vielzahl von rechteckigen Bodenstücken (61 bis 64, 128) besteht, die in Gruppen nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden sind, und daß der bzw. die Träger (80) sich entlang den Längsseiten dieser Bodenstücke (61 bis 64, 128) erstreckt bzw. erstrecken.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenstücke (61 bis 64, 128) miteinander verschweißt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen