DE1596480B2 - Vorrichtung zur einstellung des durchmessers von glasfaeden oder glasfasern - Google Patents

Description

45

Es ist eine Vorrichtung zum Ausziehen von Glasfäden aus einer Glasschmelze bekannt, die aus einem mit einer Glasschmelze gespeisten und diese bei seiner Drehung durch in seiner zylindrischen Umfangswand angeordnete öffnungen in Fadenform radial ausstoßenden Rotor und aus einem einen ringförmigen, annähernd parallel zur Rotorachse gerichteten, die aus dem Rotor austretenden Fäden beaufschlagenden Gasstrom erzeugenden Brennerkammergehäuse besteht.

Beim Betrieb dieser Vorrichtung zur Herstellung von Glasfäden wird eine Glasschmelze in den sich drehenden Rotor gegeben; der an seinem äußeren Umfang einen Ring besitzt, in dem zahlreiche öffnungen vorhanden sind, durch die die Glasschmelze in Form von einzelnen radial gerichteten Fäden austritt Diese Fäden werden bei ihrem Austritt aus dem Rotor der Einwirkung eines Gasstromes hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur aus dem Brennkammergehäuse unterworfen, um die Fäden zu einem kleineren Durchmesser auszuziehen. Bei den bekannten Vorrichtungen sind der Rotor und das Brennkammergehäuse in einem festen Abstand zueinander angeordnet. Der aus der ringförmigen Brennkammer austretende ringförmige Gasstrom ist quer zur Austrittsrichtung der Glasfäden aus dem Rotor gerichtet, um durch die Temperatur und durch die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes die Glasfäden durch Längung soweit zu strecken, daß sie einen gewünschten endgültigen Durchmesser annehmen. Das Maß der Streckung der Glasfaden durch den Gasstrom hängt einmal ab von der Strömungsgeschwindigkeit des Gases und zum anderen von seiner Temperatur. Als Strömungsmittel wird entweder Dampf oder ein brennbares Gas, beispielsweise eine Luft-Methan-Mischung verwendet. Je näher der Rotor zu der Brennkammer angeordnet ist, desto höher ist sowohl die Strömungsgeschwindigkeit als auch die Temperatur des Gasstromes, so daß die Glasfäden einen geringstmöglichen bestimmten Durchmesser besitzen: je weiter entfernt der Rotor von dem Brennkammergehäuse angeordnet ist, desto geringer ist die Strömungsgeschwindigkeit und auch die Temperatur, so daß Glasfäden größeren Durchmessers entstehen. Der zwischen dem Brennkammergehäuse und dem Rotor bestehende Abstand ist daher für die Erzielung eines bestimmten Fadendurchmessers von entscheidender Bedeutung, so daß man durch Veränderung dieses Abstandes Fäden unterschiedlicher Durchmesser erzielen kann. Die Anmeldering hat erkannt, daß während des Betriebes der Rotor Wärmedehnungen unterworfen ist, die den Abstand zwischen ihm und dem Brennkammergehäuse verändern, wodurch zwangläufig auch der Durchmesser des Fadens verändert wird.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde diesen durch die Änderung des Durchmessers des Glasfadens bedingten Nachteil zu vermeiden und die Vorrichtung so auszubilden, daß unabhängig von der auftretenden Wärmedehnung des Rotors während des Betriebes der endgültige Fadendurchmesser unverändert aufrechterhalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rotor und das Brennkammergehäuse zur Aufrechterhaltung des Fadendurchmessers in axialer Richtung gegeneinander verschiebbar sind. Diese Verschiebung kann entweder dadurch erfolgen, daß das Brennkammergehäuse verschiebbar und der Rotor feststehend, oder umgekehrt das Brennkammergehäuse feststehend und der Rotor verschiebbar ausgebildet sind. Wegen des komplizierten Aufbaus und der komplizierten Handhabung des Brennkammergehäuses ist es zweckmäßiger, dieses feststehend anzuordnen, und den Rotor in axialer Richtung gegenüber dem Brennkammergehäuse verschiebbar vorzusehen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Antriebswelle des Rotors aus einer zylindrischen, antreibbaren, in axialer Richtung feststehenden Hülse und aus einer mit der Hülse drehfest verbundenen, in ihr axial verschiebbaren, den Rotor tragenden Welle besteht. .

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das dem Rotor zugewandte Ende der Welle in einem Lagergehäuse aufgenommen ist, das einen Arm besitzt, der mittels einer Kulissenführung höhenverstellbar ist

Weiter ist noch wesentlich, daß die Größe der axialen Verschiebung der Welle einerseits durch die Kulissenführung und andererseits durch Anschläge bildende Ansätze der Welle und der Hülse begrenzt ist.

Schließlich ist noch von Bedeutung, daß die axiale I Verschiebbarkeit der Welle etwa 16 mm beträgt. · j

Die Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausfüh-

rungsform der Erfindung, und es bedeutet

F i g. 1 Seitenansicht der Teile der Vorrichtung im Schnitt,

F i g. 2 Längsschnitt durch die den Rotor antreibende Welle, F i g. 3 Schnitt gemäß Linie 3-3 der F i g. 2, und

F i g. 4 Schnitt gemäß Linie 4-4 der F i g. 2.

In F i g. 1 ist die Vorrichtung 10 dargestellt, die der Herstellung von Glasfaden durch Zentrifugierung dient. Die Vorrichtung 10 besteht aus einem Brennkammergehäuse 11, einem Rotor 12, einer Antriebswelle 13, und einem Einfüllrohr 14, über das dem Rotor 12 aus einem Vorratsbehälter 15 eine Glasschmelze zugeführt wird.

Das Brennkammergehäuse 11 ist kreisrund ausgebildet und besitzt eine zylindrische Außenwand 16 und eine ebenfalls zylindrische Innenwand 17, die zwischen sich einen Ringraum einschließen. Am oberen Ende ist das Brennkammergehäuse 11 durch eine kreisringförmige, mit den Seitenwänden 16, 17 verbundene Platte 18 verschlossen. Die Platte 18 ist, wie später beschrieben wird, mit zahlreichen Öffnungen 19 versehen. Mit den unteren Enden der Wände 16,17 ist eine kreisringförmige untere Platte 20 verbunden, die eine kreisringförmige öffnung 21 besitzt. Eine zylindrische innenliegende Wand 22 bildet mit der Seitenwand 21 einen Kühlmantel 23, während eine außenliegende zylindrische Wand 24 mit der Wand 16 ebenfalls einen Kühlmantel 25 bildet, wobei die Kühlmäntel 22,25 durch die Platten 18 und 20 geschlossen sind.

Zwischen den Wandungen 16, 17 befindet sich eine kreisringförmige Auskleidung 26 aus feuerfestem Material mit einem inneren Verbrennungsraum 27, der in einer ringförmigen öffnung 28 endet, durch die, wie später beschrieben wird, heiße Verbrennungsgase ausgestoßen werden, um die aus dem Rotor 12 ausgeschleuderten Glasfäden auszuziehen. In den Verbrennungsraum 27 wird durch die öffnung 19, die mit einer auf der Platte 18 befestigten Verteilerleitung 29 in Verbindung steht, ein brennbares Gasgemisch zugeführt. Das Gasgemisch wird über eine Leitung 30 unter Druck in die Verteilerleitung 29 eingeführt. Zur ortsfesten Halterung des Brennkammergehäuses 10 sind die Stützen 31 vorgesehen.

Die Hülse 13 der Antriebswelle des Rotors 12 ist in einer Lagerbuchse 35 angeordnet, die von einer kreisrunden Platte 36 gehalten ist, die ihrerseits mit der oberen Platte 18 des Brennkammergehäuses 11 verbunden ist. Zusätzliche Verstrebungen 37 halten die Lagerbuchse 35 in ihrer Lage. In der Platte 36 ist eine öffnung vorgesehen zur Aufnahme eines Einfüllrohres 14, durch das die in den Rotor 12 einzubringende Glasschmelze gegossen wird. Die Hülse 13 ist durch getrennt angeordnete Lager 39 in einer Lagerbuchse 35 frei drehbar gelagert Aus dem unteren Ende der Hülse 13 ragt eine den Rotor 12 aufnehmende Welle 40 heraus, an der ein Ansatz 41 befestigt ist, der aus zwei im wesentlichen zylindrischen Abschnitten 42, 43 unterschiedlicher Außendurchmessern besteht, und eine Schulter 44 bildet Der Rotor 12 besitzt eine zentrale öffnung 45, so daß er bis zum Anschlag an die Schulter 44 auf den zylindrischen Abschnitt 43 der Welle 40 aufgeschoben werden kann.

Der zylindrische Abschnitt 43 ist mit Gewinde versehen, so daß er eine Mutter 46 aufnimmt, die den Rotor ⁶S 12 an der Schulter 44 festlegt Eine auf der Hülse 13 befestigte Riemenscheibe ist mit Hilfe eines nicht dargestellten Treibriemens an einen ebenfalls nicht dargestellten Motor angeschlossen. . .

Die Hülse 13 besitzt eine zylindrische Buchse, die an ihrem unteren Ende eine zylindrische Außenfläche 48 besitzt, auf der der innere Laufring eines unteren Lagers 39 in Berührung mit einem Absatz 49 und der unteren Stirnfläche der Distanzbüchse 51 angeordnet ist Das obere Ende der Hülse 13 ist mit einer zylindrischen Außenfläche 50 versehen, die bei Anordnung des inneren Laufringes des oberen Lagers 39 auf der Hülse 13 mit der unteren Stirnfläche der Distanzbüchse 51 und einer Sperrmutter 52 zusammenwirkt Die inneren Laufringe der Lager 39 stehen mit den Flächen 48, 50 der Hülse 13 in Friktionsberührung. Die äußeren Laufringe der Lager 39 sind mit Reibsitz, in der Lagerbuchse 35 befestigt, die nicht drehbar ist An jedem Ende der Lagerbuchse 35 sind Verschlußkappen 53, 54 vorgesehen. Außerdem ist gemäß F i g. 2 der äußere Laufring des oberen Lagers 39 zwischen einem Absatz der Lagerbuchse 35 und der unteren Stirnfläche der Verschlußkappe 54 festgelegt

Die Welle 40 ist zur Hülse 13 konzentrisch angeordnet und weist einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als der Innendurchmesser der Hülse 13. Gemäß F i g. 3 ist die Welle 40 in der Nähe jedes Endes der Hülse 13 mit zwei Keilnuten 56 versehen. Bei jedem Keilnutenpaar ist die eine Keilnut gegenüber der anderen um 180° versetzt angeordnet, so daß die beiden Keilnuten einander diametral gegenüberliegen. Die Hülse 13 ist mit den Keilnuten 56 gegenüberliegend angeordneten Keilnuten 57 versehen, die sich über die volle axiale Länge der Hülse 13 erstrecken. In jeder Keilnut 56 ist ein Keil 48 angeordnet, der in die gegenüberliegend angeordneten Keilnuten 57 eingreift. Die Keile 58 verbinden die Welle 40 mit der Hülse 13 zum Zwecke gemeinsamer Drehbewegung. Jeder Keil 58 wird in die Keilnuten 56 bündig aufgenommen, so daß zwischen den Keilen und der Welle 40 keine Relativbewegungen möglich sind. Die Keile 58 sind in den Keilnuten 57 verschiebbar, so daß sich die Welle 40 gegenüber der Hülse 13 in axialer Richtung verschieben läßt bei gleichzeitigem Umlauf beider Keile.

Die Welle 40 wird axial zur Hülse 13 verstellt durch eine Vorrichtung, die aus einem Lagergehäuse 60 besteht, das über einen Arm 62 an einem Kulissenstein 61 befestigt ist Der Kulissenstein 61 bewegt sich zur Drehachse der Hülse 13 und der Welle 40 paralleler Richtung zwischen den Stäben 63, die auf einer Halteplatte 36 befestigt sind (F i g. 4). Die Verstellung des Kulissensteins 61 wird gesteuert durch Drehen der Welle 64, die ein Ritzel 65 antreibt das mit dem Kegelrad 66 in Eingriff steht An dem Kegelrad 66 ist mit ihm drehfest ein Gewindestifte 67 angebracht, der in den Kulissenstein 61 mittels Gewinde aufgenommen ist Ein Ende des Armes 62 ist an dem Kulissenstein 61 durch Bolzen 68 befestigt An seinem anderen Ende weist der Arm 62 eine durch eine zylindrische Wand 69 abgegrenzte Ausnehmung auf. Der äußere Laufring des Lagers 70 ist in der Ausnehmung durch Friktionsberührung mit der Wand 39 festgelegt und wird in ihr durch das untere Ende des an dem Arm 62 befestigten Teiles 71 gehalten. Der innere Laufring des Lagers 70 ist auf die zylindrische Außenfläche 72 der Welle 40 aufgeschoben und auf ihr zwischen einem durch die zylindrischen Flächen 72 und 74 unterschiedlicher Außendurchmesser gebildeten Absatz 73 und der Sperrmutter 75 gehalten. Die Aufwärtsbewegung der Welle 40 ist durch den an ihr vorhandenen Ansatz 76 und den in der Hülse 13 vorhandenen Ansatz 77 begrenzt Die Ab-

wärtsbewegung der Welle 40 wird begrenzt durch eine Berührung zwischen der Unterseite des Armes 62 und der oberen Stirnfläche der Hülse 13. jedoch ist ein Einstellen des Rotors 12 auf die extremen Stellungen äußerst selten. In der Praxis beträgt der Einstellbereich der Welle 40 etwa 16 mm.

Beim Betrieb wird die Vorrichtung unter einem Bad einer Glasschmelze installiert, und an der Welle 40 wird der Rotor 12 befestigt Durch Drehung der. Welle 64 wird die Welle 40 und der Rotor 12 gegenüber dem Brennkammergehäuse 11 in eine vorbestimmte Lage gebracht, worauf der Rotor 12 in Drehung versetzt und die Gase des Brennkammergehäuses 11 gezündet werden. In den Rotor 12 wird die Glasschmelze eingebracht und durch Zentrifugalkraft durch in seiner Außenwand 81 vorhandene öffnungen 80 tangential hindurchgepreßt, um Fäden aus der Glasschmelze zu bilden. Diese Fäden werden von dem heißen Gasstrom

des Brennkammergehäuses 11 berührt, der sich quer zur Bewegungsrichtung der Glasfäden bewegt, um sie auszuziehen. Eine Probe der gebildeten Fäden wird untersucht und, sofern die Fäden zu grob sind, wird die Welle 64 gedreht, um die Antriebswelle 40 des Rotors 12 in axialer Richtung so zu verstellen, daß der Rotor 12 und damit auch die Glasfäden näher an das Brennkammergehäuse 11 herangeführt werden. Dadurch treten die Glasfaden in den heißen Gasstrom in einem Bereich höherer Temperatur und höhererer Geschwindigkeit ein.

Sofern der Rotor 12 dem Brennkammergehäuse 11 zu benachbart ist, wird die Welle 64 so gedreht, daß der Rotor von dem Brennkammergehäuse 11 entfernt wird. Auf diese Weise läßt sich der Abstand zwischen den aus dem Rotor 12 austretenden Glasfäden und dem Brennkammergehäuse 11 ohne Betriebsunterbrechung einstellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Einstellung des Durchmessers von Glasfaden oder Glasfasern, bestehend aus einem mit einer Glasschmelze gespeisten und diese bei seiner Drehung durch in seiner zylindrischen Umfangswand angeordnete öffnungen in Fadenform radial ausstoßenden Rotor und einem einen ringförmigen, annähernd parallel zur Rotorachse gerichteten, die aus dem Rotor austretenden Fäden beaufschlagenden Gasstrom erzeugenden Brennkammergehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12) und das Brennkammergehäuse (11) zur Aufrechterhaltung des Fadendurchmessers in axialer Richtung gegeneinander verschiebbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12) gegenüber dem Brennkammergehäuse (11) verschiebbar ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle des Rotors (12) aus einer zylindrischen, antreibbaren, in axialer Richtung feststehenden Hülse (13) und aus einer mit der Hülse (13) drehfest verbundenen, in ihr axial verschiebbaren, den Rotor (12) tragenden Welle (40) besteht

_ 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Rotor (12) zugewandte Ende der Welle (40) in einem Lagergehäuse (60) aufgenommen ist, das einen Arm (62) besitzt, der mittels einer Kulissenführung (61, 63 bis 67) höhenverstellbar ist

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der axialen Verschiebung der Welle (40) einerseits durch die Kulissenführung (61, 63 bis 67) und andererseits durch Anschläge (76,77) bildende Ansätze der Welle (40) und der Hülse (13) begrenzt ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verschiebbarkeit der Welle (40) 16 mm beträgt.