DE1802409C3 - Vorrichtung zur Verarbeitung von fadenbildendem Material, beispielsweise Glas - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattuna.

Aus der USA.-Paientschrift 3 406 021 ist eine Anlage bekannt, welche aus einer Anzahl von Vorrichtungen der eingangs angegebenen Art besteht, von denen jede einen eigenen ochmelz- und Läuterofen aufwtist, dem jeweils ein einziges H-förmiges Kanalsystem mit Düsen zur Schmelzfadenbildung nachgeschaltet ist. Die Größe und damit die Kapazität jeder der einzelnen Vorrichtungen der bekannten Anlage (eine Vorrichtung ist in der USA.-Patentschrift in der Zeichnung dargestellt) ist nach oben sehr begrenzt, da bei Überschreiten einer gewissen Größe ein wirtschaftlicher Wärmehaushalt und eine zufriedenstellende Temperatursteuerung infolge des Aufbaus der Vorrichtungen der bekannten Anlage nicht meh: durchführbar sind. In jeder dieser bekannten Vor richtungen wird die von dem jeweils vorgeschalteten Schmelzofen in die Kanäle geleitete Schmelze dadurch auf einer gewünschten Temperatur gehalten, daß an den Decken der Kanalabschnitte jedes H-förmigen Kanalsystems vertikal gerichtete Brenner vorgesehen sind, die ihre Flamme nach unten auf die im Kanal befindliche Schmelze richten. Jeder Kanalabschnitt jedes H-förmigen Kanalsystems ist an seinem äußeren Ende offen. Durch diese Ausgestaltung wird der oberhalb der Schmelze befindliche Teil des Querschnitts jedes Kanals infolge der sich von oben nach unten erstreckenden Brennerflamme zumindest teilweise versperrt, so daß die bei der Erwärmung aus der Schmelze frei werdenden Gase und die Brenngase bei ihrem Abzug behindert werden. Die Gase können ausschließlich durch die Enden der Kanalabschnitte jedes H-förmigen Kanalsystems abziehen. Dieses Abziehen der Gase an den Enden der Kanalabschnitte bedeutet eine unwirtschaftliche Wärmeabfuhr, da die Gase bei dem Austritt aus den Enden der Kanalabschnitte einen großen Teil ihres Wärmeinhalts ungenützt und insbesondere nicht zur Erwärmung der Schmelze genützt mitnehmen. Bei den Kanälen des H-förmigen Kanalsystems jeder bekannten Vorrichtung ist darüber hinaus die Wärmeabfuhr über die Länge der Kanalabschnitte jedes H-förmigen Kanalsystems nicht gleich groß, weil die Abstände der Brenner von den äußeren offenen Enden der Kanalabschnitte stark unterschiedlich sind. Eine exakte Steuerung der Temperatur der Schmelze in dem Kanalsystem ist nicht möglich. Dip Einhaltung einer gleichmäßigen Schmelztemperatur über die gesamte Länge der Abschnitte des H-förmigen Kanalsystems ist nicht gewährleistet. Es besteht die Gefahr, daß sich die Schmelze infolge eines ungleichmäßigen Wärmeentzugs durch die ausströmenden Gase an einzelnen Stellen der Kanäle schneller abkühlt als an anderen, und daß dadurch Schwierigkeiten beim Ausziehen der aus der Schmelze zu gewinnenden Fäden entstehen. Etwaige Ungleichmäßigkeiten in der Temperaturverteilung längs der Abschnitte des H-förmigen Kanalsystems können nur unvollkommen

dadurch teilweise ausgeglichen werden, daß die Brenner in Abhängigkeit von der in ihrem Bereich herrschenden Temperatur unabhängig voneinander eingestellt und gesteuert werden. Dies bedingt eine äußerst aufwendige Temperaturmessung an vielen Stellen längs der Abschnitte der Kanäle und eine äußerst aufwendige und komplizierte und störanfällige Steuerung. Trotz solcher Maßnahmen läßt sich jedoch die gewünschte gleichmäßige Temperaturverteilung nicht vollständig erreichen. Besonders schwierig werden die Verhältnisse, wenn die bekannten Vorrichtungen sich einer bestimmten oberen Grenzgröße nähern, und ab einer bestimmten Größe ist eine exakte Temperatursteuerung und ein einigermaßen wirtschaftlicher Betrieb überhaupt nicht mehr durchführbar, weil dann so große Wärmemengen mit den Gasen an den Enden der Kanalabschnitte ungenutzt abgeführt werden, daß der Betrieb sinnlos wird. Bei jeder der bekannten Vorrichtungen ist das H-förmige Kanalsystem mit dem zugehörigen Schmelzofen durch einen Zuführkanal verbunden, der nicht beheizt ist. Es besteht daher die Gefahr, daß die Schmelze sich beim Austritt aus dem Scnmelzofen vor dem Eintritt in das H-förmige Kanalsystem unzulässig stark abkühlt. Gegebenenfalls muß die Schmelze dann in dem H-förmigen Kanalsystem mittels der Brenner wieder aufgeheizt werden, was wegen der damit verbundenen Wärmeverluste bei der Brenngasabfuhr sehr unwirtschaftlich ist. Auch aus diesem Grunde ist eine Vergrößerung der bekannten Vorrichtungen über eine bestimmte Maximalgröße hinaus nicht möglich, da sonst nicht mehr gewährleistet werden kann, daß die Schmelze in allen Teilen des H-förmigen Kanalsystems die für das Ausziehen von Fäden erforderliche Minimaltemperatur erreicht. Um eine große Fadenproduktion bewerkstelligen zu können, d. h. um eine große Schmelzmenge herstellen und bei der erforderlichen Temperatur ausziehen zu können, ist es daher erforderlich, eine Vielzahl der bekannten Vorrichtungen, von denen jede in ihrer Größe nach oben begrenzt ist, nebeneinander anzuordnen und unabhängig voneinander zu betreiben. Dies bedeutet wiederum, wenn eine gleichmäßige Qualität der aus den verschiedenen Vorrichtungen hervorgehenden Fäden erreicht werden soll, daß die einzelnen nebeneinander angeordneten Vorrichtungen so gesteuert werden müssen, daß sei sowohl hinsichtlich der Temperaturen als auch der erzeugten Schmelzmenge korrespondieren. Für eine derartige Steuerung ist ein sehr großer Aufwand erforderlich. Eine exakt; Steuerung läßt sich dabei nicht vollständig erreichen. Insgesamt gesehen ist daher eine aus mehreren der bekannten Vorrichtungen aufgebaute Anlage von der Anschaffung her teuer, im Betrieb unwirtschaftlich und störanfällig. Eine fortlaufende Erzeugung von Glasfaden gleichbleibender Qualität ist nur mit einem erheblichen Steuerungs- und Überwachungsaufwand erreichbar, jedoch ist eine vollständige Gleichmäßigkeit auch bei einem derartigen Aufwand nicht erzielbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und wirtschaftlichen Anschaffungskosten eine wirtschaftliche Aufbereitung und Läuterung einer Glasschmelze und eine wirtschaftliche, großtechnische Herstellung von Glasfäden aus der Glasschmelze gewährleistet, im Betrieb sicher und zuverlässig ist und eine genaue Temperaturführung und Kontrolle der Schmelze zur Erzielung von Glasfaden mit gleichmäßig guter Qualität ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Ausbildung gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Vielzahl von H-förmigen Kanalsystemen, die alle von einem einzigen Schmelzofen aus gespeist werden, auf.

ίο Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nicht nur die Kanalabschnitte der einzelnen H-förmigen Kanalsysteme, sondern auch der vom Schmelzofen wegführende Austrittskanal und der sich daran anschließende Querkanal, an den wiederum die H-förmigen Kanalsysteme angeschlossen sind, mittels Brennern beheizt. Dadurch können in der Schmelze auf ihrem Weg vom Schmelzofen zu den einzelnen H-förmigen Kanalsystemen keine solchen Wärmcverlustc auftreten, daß die Schmelze zu kühl in die H-förmigen Kanalsysteme eintreten würde. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Brenner längs den einzelnen Kanälen so ^npeordnet, daß sie die Verbrennungsgase in waagerechten Richtungen genau oberhalb der Oberfläche der Schmelze in den verschiedenen Fließwegen ausstoßen. Dadurch i^t gewährleistet, daß der Kanalquerschnitt oberhalb der Schmelze und der aus den Brennern horizontal ausströmenden Verbrennungsgase nicht durch Flammen versperrt ist, wie dies bei den bekannten Vorrichtungen der Fall ist, sondern einen freien Strömungsweg für die aus der Schmelze austretenden Gase und die Verbrennungsgase darstellen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung treten die aus der Schmelze kommenden Gase und die Verbrennungsgase nicht an den Enden der Abschnitte der H-förmigen Kanäle aus, sondern strömen entgegen der Strömungsrichtung der Schmelze zu Abzugsschächten, die entlang des Querkanals vorgesehen sind, hin und durch diese Abzugsschächte ab. Durch diese Strömungsführung der heißen Gase kann die in den Gasen enthaltene Wärme zur Erwärmung der in die Kanalabschnitte der H-förmigen Kanäle strömenden Schmelze ausgenutzt werden. Hierdurch wird gewährleistet, daß im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen, wo ein

Großteil der in den Gasen enthaltenen Wärme beim Ausströmen der Gase an den Enden der Kanalabschnitte des H-förmigen Kanalsystems verlorengeht, die Wärme der Heißgase optimal ausgenutzt wird. Dadurch kann der Brennstoffverbrauch der Brennei der erfindungsgemäßen Vorrichtung niedrig gehalten werden. Diese Strömungsführung der Heißgise ir Verbindung mit der Horizontalanordnung der Brenner und der Beheizung des vom Schmelzofen wej führenden Abströmkanals und des Ouerkanals ma· chen es möglich, bei der erfindungsgemäßen Vor richtung eine Vielzahl von H-förmigcn Kanalsyste men an einen einzigen Schmelzofen anzuhängen, de eine sehr groß. Kapazität aufweisen kann. Dadurcl ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mög !ich, eine sehr große Schmelzmcnge in einem großei Schmelzofen zu erzeugen und diese Schmelzmengi auf eine Vielzahl von H-förmigen Kanalsystemen bc Einhaltung einer gleichmäßigen Temperaturverlei lung zu verteilen. Die Steuerung der Temperatur ii einem einzigen großen Schmelzofen, wie er bei de erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen ist, is sehr viel einfacher möglich als die Steuerung eine konstanten Temperatur bei einer Vielzahl nebenein

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ander angeordneter Schmelzofen, wie dies bei der und Läutcrofen 10, worin die Glascharge geschmol-Vcrwendune von den bekannten Vorrichtungen er- zen und zu einem hohen Homogemtatsgrad geläutert forderlich ist Die Verwendung eines einzigen großen wird und das erläuterte Glas von einem Austrilts-Schmclzofens zur Belieferung einer Vielzahl von ende des Ofens durch einen Verbindungskanal 11 H-förmigen Kanalsystemcn ist jedoch wiederum nur 5 eines Hauptvorherdes 12 geschickt wird. Das Glas durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung und ins- aus dem Verbindungskanal 11 wird über einen Qucrbesonderc durch die erfindungsgemäße Anordnung kanal 14 einer Vorherdverlängerung 15 auf eine der Brenner und Abzugsschächte möglich. Die Strö- Vielzahl H-förmiger Vorherdkanalausbildungen oder munesiührung der Heißgase in der erfindungsgemä- Glasverteilungsvorrichtungen verteilt, ßen 'Vorrichtung gewährleistet eine gleichmäßige io Der Austrittskanal 11 mit dem Querkanal 14 ah-Tcmpcraturvcrtcilung in der Schmelze in allen Ka- nelt einer T-förmigcn Ausbildung. Die H-förmigen nalbcrcichcn, so daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildungen der Glasfließkanäle sind von im we-Vorrichtung eine komplizierte zusätzliche Tempera- sentlichen gleichem Aufbau und sind mit 16, 16 a, Umsteuerung mittels der Steuerung der einzelnen 16 fc, 16 c und 16 d bezeichnet. Die jeweiligen Paare Brenner nicht erforderlich ist. Insgesamt gesehen ist 15 von Abzweigkanälen der H-förmigen Ausbildungen die erfindungsgemäße Vorrichtung im Betrieb wirt- sind in zwei in seitlichem Abstand voneinander anschaftlich und zuverlässig und sie ermöglicht die geordneten Reihen und parallel zu dem Qucrkanal Massenfertigung von Glasfaden hoher und gleichblci- 14 ausgerichtet.

bender Qualität durch Spinnen aus einer Vielzahl Jeder der Abzweigkanäle ist mit fünf Glasstrom-

von Ziehdüsen, die alle aus einem einzigen Schmelz- »0 ausflußdüsen versehen, die in dem Deckenbereich

und 1 äuterofcn versorgt werden. Die erfindungsge- eines länglichen Formgebungsraumes 20 angeordnet

mäße Vorrichtung hat verhältnismäßig geringe An- sind. Eine Strangaufwickelmaschine ist unterhalb je-

schaffungskoslcn und sie ist im Betrieb einfach zu der Zuleitung angeordnet, wobei die Aufwickelma-

iibcrwachcn und zu warten. schinen in zwei parallelen Reihen längs zu einem

Eine besonders übersichtliche und gut zugängliche »5 länglichen, in F i g. 2 dargestellten Aufwickclraum 22

Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet sind, wobei sich ein dritter Raum 23 un-

ist dadurch gegeben, daß die Paare von in seitlichem tcrhalb des Auf wickel raumes 22 befindet.

Abstand angeordneten Abzweigkanälen der H-förmi- Der Schmelz- und Läuterofen 10 ist in der Lage.

gen Kanalsystemc hintereinander ausgerichtet an- hochgeläutertes Textüglas an sämtliche H-förmigen

opordnci iinrl. um zwei Reihen von Abzweigkanälen 30 Vorherde und die von diesen getragenen Stromzulci-

zu bilden. tungen abzugeben. Durch die Schaffung eines einzi-

Zur Erzielung einer besonders günstigen Steuerung gen Ofens 10, der geschmolzenes Glas an sämtliche

der Wärmezufuhr zu dem fadenbildenden Material Stromzuleitungen abgibt, ermöglicht die Leistungsfä-

ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Vorteil so higkeit oder Größe des Ofens eine wirksame Läute-

ausgcslaltet. daß die Vorricfitung zur Abgabe von 35 rung des Glases, so daß ein homogeneres Glas an die

Wärme an die Schmelze eine Steuervorrichtung für Stromzuleitungen abgegeben wird und demzufolge

die Brenner zur Regelung der Temperatur des Mate- Abbruche erheblich vermindert werden und die Fa-

rials in den Fließkanälen aufweist. denproduktion stark erhöht wird.

Zur Erzielung einer gleichmäßigen Wärmesteue- Wie in Fig. 1 dargestellt, enthält der Ofen 10 eine

rung ist es günstig, wenn die erfindungsgemäße Vor- 40 längliche, im allgemeinen rechteckige Schmelz- und richtung so ausgestaltet ist, daß der einzige Austritts- Läuterkammer oder -behälter 24, wobei der Ofenkanal des Ofens das geschmolzene Glas an einen aufbau aus aufgebautem Schamottestein besteht und Mittelbercich des Qucrkanals abgibt. die durchschnittliche Glastiefe in dem Ofen während

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Er- des Betriebes etwa 65 cm oder darüber beträgt. Der findung in Verbindung mit der Zeichnung beschric- 45 Ofen 10 wird von einem geeigneten Stahlrahmenaufben. Es zeigt b^au ^ ^von herkömmlicher Bauart getragen.

Fig. 1 eine halbschematische Ansicht von oben, Die Ofenanordnung umfaßt eine Vorrichtung 28

die den Schmelz- und Läuterofen und Vorherd und zur Zuleitung von rohem Gemengeglas in die G.en-

das Glasverteilungskanalsystem eines Ausführungs- kammer 24 am hinteren oder Schachtende des Ofens.

beispiels der Erfindung darstellt, 50 Der Betrieb der Gemengezuleitungen 28 wird

Fig.2 bis6 Schnittansichten im wesentlichen ent- durch (nicht dargestellte) herkömmliche Mittel ge

lang der Linien 2-2 bis 6-6 nach F i g. L steuert, die auf Schwankungen der Glasmenge in dei

Fig.7 eine vergrößerte Darstellung des Aufbaus Kammer 24 ansprechen, um die Glasmenge in dei

nach F i g. 5. Kammer im wesentlichen konstant zu halten. Da!

Fig.8 eine Ansicht von oben einer der Luftaufbe- 55 Ende der Kammer 24 angrenzend an die Gemenge

reitungs- und Verteilereinheiten für eine der H-för- beschicker 28 ist mit zwei Abzugsschächten 30 unc

migen Fließkanalausbildungen, 32 verbunden, wobei die Schächte, die von dem Glai

F i g. 9 eine Schnittansicht im wesentlichen entlang während der Schmelz- und Läuterungsvorgänge aus

der Liriie 9-9 von F i g. 2, gestoßenen oder abgegebenen Gase abführen.

Fig. IO eine bruchstückweise maßgleiche Ansicht 60 Die Ofenkammer 24 wird durch ein mit Luft ge

zur Darstellung des für das Aufwickeln eines Faden- mischtes Brennstoffgas beheizt oder erhitzt, das ai

stranges zu einer Spule auf einer Spulmaschine ange- Reihen von Brennern 36 abgegeben wird, die ii

wandten Verfahrens und Brennerblöcken in den jeweiligen Seitenwänden 3i

F i g. 11 eine bruchstückweise Ansicht ähnlich der Kammer 24 oberhalb der Oberfläche des Glase

F i g. 9, die das Aufspulen von Fadensträngen auf 65 in der Kammer angebracht sind.

automatischen Mehrhülsenaufwicklern darstellt. Dampf- oder Luftblasenerzeugcr, mit 39 bezeich

Mit Bezugnahme zunächst auf Fig. I enthält das ncl, sind im Boden der Schmelz- und Läuterkamme

f «'nit und die Anordnung einen einzelnen Schmelz- 24 angeordnet, um eine Umwälzung oder Umlauf de

geschmolzenen Glases in der Kammer zu erzielen rcchtcrhaltcn, wobei die Brenner verstellbar sind, um und damit einen hohen Läuterungsgrad des Glases zu die Erhitzung in verschiedenen Bereichen zu veräncrrcichcn, bevor es durch den Austrittskanal 11 in dem, um das Glas in den Kanälen bei gewünschten den verbindenden Vorherd 12 fließt. Das gcschmol- Temperaturen zu hallen.

zene Glas wird um eine Entfernung, die ein Vielfa- 5 Entlang des Vorherdanschlusscs 12 sind waageches der Kammerlänge ist, innerhalb des Schmelzbc- recht angeordnete Brenner 78 vorgesehen, die verhälters ■. der der Ofenkammer 24 zirkuliert und um- stellbar sind, um die Temperatur des Glases in dem gewälzt, um eine Zcittemperaturbcliandlung zu ergc- Kanal 11 zu steuern. Es ist erwünscht, daß das geben und damit einen hohen Homogenitätsgrad des schmolzenc Glas in dem Kanal 11 auf eine Tempera-Glases vor seiner Abgabe durch den Kanal 11 zu er- \o tür von beispielsweise 1650⁰C oder eine niedrigere zielen. · Temperatur als die des Glases in dem Austrittsbe-

Das in den Qucrkanal 14 abgegebene gcschmol- reich der Ofenkammer oder -behälter 24 verringert zcne Glas fließt darin in entgegengesetzten Richtun- wird.

gen von dessen Verbindungsstelle mit dem Austritts- Während das Glas den Kanal U durchfließt, ver-

kanal 11. Der Hauptqucrkanal 14 gibt geschmolzc- 15 licrt es normalerweise an Wärme. Die Brenner 78 nes Glas in jede der H-förmigcn Vorherdausbildun- sind so eingestellt oder geregelt, daß der Wärmcvergcn 16 bis 16 </ über dicZuleitungskanälc48 ab. lust die Glastemperatur nicht unter die gewünschte

Jede H-förmigc Vorherdkanalausbildung umfaßt Temperatur in dem Kanal Il sinken läßt,
einen Mittelkanal SO und Vorherdabzweigkanalab- Es ist erwünscht, daß die Temperatur des Glases

schnitte 52, 53, 54 und 55. 20 in dem Qucrkanal 14 verhältnismäßig hoch ist, damit

Diese Anordnung der Vorhcrdabzwcigabschnitte das Glas eine verhältnismäßig geringe Viskosität erleichtert die Verwendung eines länglichen Formge- oder Fließzustand hat, so daß es ohne weiteres durch bungsraumcs bzw. einer mit Wänden versehenen den Querkanal 14 zu den verschiedenen H-förmigen Kammer 20, wobei die Seitenwände des Formge- Vorherdkanälcn fließen kann. Das Glas in dem bungsraumcs mit 60 und 62 bezeichnet sind. Jeder 35 Qucrkanal 14 wird vorzugsweise bei oder nahe bei der Abzwcigkanalabschnitte 52, 53, 54 und 55 jeder der Temperatur des Glases in dem Auslrittskanal 11 H-förmigen Vorhcrdkonstruktion ist mit fünf Buch- gehallen. Brenner 80 sind in öffnungen 82 in den sen oder Stromausflußdüsen 66 ausgestattet, von de- Seitenwänden der Querkanalkonstruktion 15 über ncn ehe in Fig. 3 dargestellt ist. Jede Stromausfluß- die gesamte Länge des Kanals 14 angeordnet und düse ist mit einer Vielzahl von Bohrungen oder öff- 30 einstellbar, um die Glastemperatur über die gesamte nungcn versehen, durch die G'.asströme fließen, die Länge des Querkanals zu steuern. Diese Tempcraturzu Fäden verdünnt werden sollen. steuerung ist wesentlich, damit das von dem Quciku-

Dic Seitenwände der die Glasfließkanäle abgrcn- nal 14 an die verschiedenen Abzweigkanälc 48 abgezcndcn H-förmigcn Konstruktion sind mit waage- gebene Glas im wesentlichen die gleiche Temperatur recht angeordneten Brennern 118 ausgerüstet, um 35 in jedem der Abzweigkanälc aufweist. Die Brenner Brcnnsloff-Luft-Gemische in Bereichen oberhalb der 80 sind in im wesentlichen waagerecht entgcgenge-Glascbcne in jedem der Kanäle zu verbrennen, um setzten Stellungen angeordnet, wodurch die Wärmedas Glas in einem fließfähigen Zustand zu erhalten, energie waagerecht und genau oberhalb der Ebene des damit es an sämtliche Buchsen oder Stromausflußdü- Glases in dem Kanal 14 ausgestoßen oder abgegeben sen 66 abgegeben werden kann. 40 wird. Jeder der Brenner 80 ist mit einem Steuerventil

Der Querkana'i 14 ist mit Durchgängen 75 verse- 84 versehen, wodurch jeder Brenner einzeln gesteuhcn, die mit einer Vielzahl von Abzugsschächten 70, ert werden kann, so daß die Wärme über die gesamte 71, 72 und 73 verbunden sind, um die Abfuhr der Länge des Querkanals 14 geregelt werden kann.
.Verbrennungsgase von sämtlichen Glasfließkanälen Es wird festgestellt, daß durch das Anbringen der

14,48, 50 und 52 bis 55 zu erleichtern. 45 Brenner in einander gegenüberliegenden Stellungen

Das geschmolzene Glas in der Nähe des Austritts- in den den Kanal abgrenzenden Seitenwänden aus cndcs des Ofens 10 hat eine verhältnismäßig hohe feuerfestem Material eine Abtragung des feuerfesten Temperatur von beispielsweise etwa 1560⁰C, um Materials erheblich verringert wird, wodurch eine das Glas bis zu einem höheren Grad zu läutern und Verunreinigung des Glases vermieden wird. Es wird das Glas von Gasblasen zu befreien, so daß das Glas 50 darauf hingewiesen, daß der Bereich 86 oberhalb des vor seiner Abgabe von dem Ofen über den Kanal 11 Glaskanals 14 der Querkanalkonstruktion 15 von erim wesentlichen gasfrei und homogen ist. heblichem Rauminhalt ist, um den Fluß der Verbren-

Es ist wesentlich, eine wirksame Steuerung der nungsgase zu den Schächten 70, 71, 72 und 73 von Temperatur und damit der Viskosität des Glases in dem Kanal 14,48,50 und 52 bis 55 zu erleichtern,
dem Querkanal und den Abzweigfließkanälen durch- 55 Die Brennersteuerventile 84 können von der von zuführen und die Glastemperatur zu verringern, so Hand gesteuerten Art sein oder von der herkömmlidaß die Glastemperatur in den Fließkanälen der Ab- chen, mit Magnetspule betätigten Art, die automazweigabschnittc 52, 53, 54 und 55 beispielsweise in tisch durch in Abständen voneinander den Kanal 14 einem Bereich von 1230 bis 1290° C gehalten wer"- entlang in das Glas in dem Kanal reichende Thcrmoden kann. Die Glastemperaturen in den Abzweigka- 60 elemente 87 gesteuert werden,
nälen können je nach der Größe der Bohrungen in Der Glasfließkanal 50 ist von geringerer Tiefe als

der Ausflußdüse 66 und der Lineargeschwindigkeit, die Tiefe des Querkanals 14, da die die Kanäle 48 mit der die Stränge zu Fäden ausgezogen werden, und 50 durchfließende Glasmenge nur auszureichen verändert werden. braucht, um die entlang den Abzweigkanälen 52. 53,

Die Steuerung der Temperatur des Glases in den 65 54 und 55 jedes der H-förmigcn Kanatsystemc anverschicdcnen Glasflicßkanälcn wird durch die Vcr- geordneten Zuleitungen zu versorgen.
Wendung von entlang den Vorhcrdabschnittcn und Die die Kanäle 48 und 50 abgrenzenden Seiten-

Abzweigabschnitten angeordneten Brennern auf- wände des Vorherdabschnitts 90 aus Schamotte sind

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mit waagerecht angeordneten Öffnungen 92 in den Die Glasstr"me aus den Zuleitungen 66 werden zu

entgegengesetzten Wänden ausgebildet, wobei jede Fäden 126 verdünnt, die in Stränge 128 zusammen-

Öffnung mit Brennern 94 zur Erhitzung des Glases in gefaßt werden, wobei Sprühdüsen 121 die Fäden mit

dem Kanal SO verseilen ist. Wasser besprühen. Die Fadengruppen greifen an

Die Brenner 91 werden von Ventilen 96 gesteuert, 5 Auftrager 130 von herkömmlichem Aufbau an und

die von der von Hand gesteuerten Art sein können, erhalten von diesen eine Beschichtung oder Appre-

wie dargestellt, oder von der herkömmlichen, mit tür, wobei der Strang 128 auf ein Formgebungsrohr

Magnetspule betätigten Art, die durch in Abständen 132 aufgewickelt wird, das auf einer Spannhülse 134

voneinander in 'Längsrichtung in einer der Seiten- einer Wickelmaschine 136, 138 angebracht ist, die in

wände angeordnete und in das Glas in dem Kanal 50 io dem Wickelraum 22 angeordnet ist, wobei eine Wik-

reicliende Thermoelemente 97 gesteuert werden. Der kclmaschinc unterhalb jeder der Stromzuleitungen 66

Bereich 98 oberhalb des Glaskanals 50 ist von erheb- angeordnet ist.

lichem Rauminhalt, um den Fluß des Gases aufzu- Während des Aufwickeins der Stränge 128 auf die

nehmen. Formgebungsrohre 132 wird jeder Strang durch

Die Konstruktion des den Glaskanal 48 abgren- 15 einen auf einer hin- und hergehenden und drehbaren

zenden feuerfesten Materials ist ähnlich der in Fig. 5 Welle 142 angebrachten Querpcndler 140 hin- und

gezeigten, doch ist ein Glasfließkanal 48 vor/.ugs- herbewegt.

weise von etwas größerer Tiefe als Kanal 50, da er Die Stränge 128 verlaufen abwärts durch längliche

den Glasfluß für die vier Abzweigkanalabschnitte Schlitze 146 im Boden 148 des Formgebungsraumes

einer H-förmigen Ausbildung aufnimmt. ao 20. Im wesentlichen parallel zu dem Bewegungsweg

F i g. 3 ist eine Längsschnittansicht durch einen der Stränge 128 sind Schachtrinnen 150 von ebener

der Vorherdabzweigkanalabschnittc 55. Die Ab- Form angeordnet. Die oberen Enden der Schachtrin-

zweigkonstruktion ist mit einem durch Wände aus nen 150 sind auf sich quer über die Schlitze 146 er-

feuerfestem Material abgegrenzten Glasflicßkanai streckenden Gliedern oder Stäben 152 verankert. Die

110 ausgebildet. »5 Bereiche der Schlitze angrenzend an die Ankerglie-

Der Boden 112 ist mit in Längsabstand voneinan- der 152 können mit Ablenkwänden oder Teilabdek-

der angeordneten Durchgängen 114 ausgebildet, um kungen 154 versehen sein, um die Geschwindigkeit

den Glasfluß von dem Kanal 110 in die Ausflußdü- der Luftbewegung abwärts durch die Schlitze angren-

sen 66 aufzunehmen. zend an die Stränge 128 zu erhöhen.

Jede der Ausflußdüsen 66 ist mit einer Vielzahl 30 Die unteren Enden der Schachtrinnen erstrecken

von Öffnungen versehen, durch die feine Uiasströme sich in Öffnungen 156 im Buden 158 des Spulenwik-

fließen, um zu Fäden ausgezogen zu werden. kclraumes 22. Die Rinnen 150 dienen zur Führung

Jede der Seitenwände der Abzweigkanalabschnitte der Luftbewegung entlang der vorrückenden Stränge

ist mit einer Vielzahl waagerecht angeordneter Öff- 128 und um Glasabfall während der Zeiten des Un-

nungen 116 versehen, die jeweils einen Brenner 118 35 terbrechens des Verdünnungsvorgangs zu beseitigen,

aufnehmen, um Verbrennungsgase von starker Hitze wenn die vollen Spulen ausgewechselt und leere

in den Bereich 120 oberhalb des Glasfließkanals 110 Formgebungsröhren auf die Spannhülsen aufgesetzt

abzugeben. Jeder der Brenner 118 ist mit einem werden. Die Rinnen 150 leiten den Glasabfall durch

Steuerventil 122 zur Regelung der Brenner verschen. die Öffnungen 156 in geeignete (nic';t dargestellte)

Die Steuerventile 122 können von der herkömmli- 40 Behälter, die in dem Raum 23 angeordnet sind,

chen. mit Magnetspule betätigten Art sein, die von An jeder Seite der Abzweigkanalabschnitte 52, 53,

sich durch Seitenwände der Abzweigabschnitte in das 54 und 55 sind Metallgitter 162 angeordnet, die

Glas erstreckenden Thermoelementen 123 gesteuert einen Boden zu Inspektions- und Wartungszwecken

werden. bilden.

Der Bereich 120 oberhalb der Glasfließkanäle 110 45 Eines der Merkmale des Belüftungssystems ist die

ist von erheblichem Rauminhalt, um den Fluß der Schaffung einer getrennten Luftaufbereitungs- und

Verbrennungsgase zu den Abzugsschächten 70, 71, Verteilungsvorrichtung für jede der H-förmigen

72 und 73 aufzunehmen. Fließkanal-Vorherdkonstruktionen 16, 16 a, 16 ft,

Demnach werden die Verbrennungsgase aller 16 c und 16 d. Oberhalb des Mittelbereichs der

Brenner 78, 80, 94 und 118 durch die Abzugs- 50 Formgebungsraumdecke sind Luftzufuhrhauben oder

schachte entlüftet. Durch dieses Verfahren werden -führungen 164 und 164 a angeordnet. Angrenzend

die äußerst heißen Verbrennungsprodukte laufend an die Wände 60 und 62 oberhalb der Decke des

von den Glasfließkanälen abgeführt, wodurch die Formgebungsraumes 20 sind Hauben oder ! ihrun-

Aufrechterhaltung einer kühleren Umgebung in dem gen 166 und 166 α angeordnet.

Formgebungsraum 20 erleichtert wird. 55 Eine Luftaufbereitungsanlage oder -einheit 170

Die Anlage schließt eine Anordnung für die BiI- und eine gleichartige Einheit 170 a sind in der in

dung und Aufrechterhaltung einer Luftbewegungs- F i g. 2 und 8 gezeigten Stellung angeordnet. Jede der

Umgebung für den im wesentlichen geschlossenen Luftaufbereitungseinheiten ist von herkömmlicher

Formgebungsraum 20 ein, die für eine bessere Ver- Art und enthält (nicht dargestellte) Filter, Sprühdü-

teilung von sich bewegender Luft (Umluft) sorgt, wo- 60 sen 171 zum Abspritzen von Feuchtigkeit, die eine

bei die Luft auf eine gewünschte Temperatur und re- relative Feuchtigkeit nahe bei oder bis zu 100% der

lative Feuchtigkeit aufbereitet wird, um einen gleich- in den Formgebungsraum abzugebenden Luft bildet,

mäßigen Luftstrom durch den Formgebuhgsraum mit wobei ein Gebläse 173 die Luft durch die Einheit be-

einem Minimum an Turbulenz zu gewährleisten und wegt

dadurch ein verbessertes Ausziehen bei einem Mini- 65 Jede Luftaufbereitungseinheit 170 ist mit einem

mum an Fadenbrüchen zu erleichtern und den Form- Lufteinlaßrohr 172 mit einem Ventil 174 für den

gebungsraum ständig von Fadenbruchstücken, Flaum Einlaß von atmosphärischer Luft in die Einheit ver-

oder anderen Fremdteilchen frei zu halten. sehen.

Die Luft der Einheit 170 wird in ein Miltcliohr I"6 und Rorue 178 geleitet, die mit den Luftabgabeiulirungen oder -hauben 164, 164«. 166 und 166« verbunden sind, so daß die in den Formgcbungsraum 20 eintretende Luft eine Temperatur von etwa 15" C hat und sich so nahe, wie dies praktisch ist, in einem gesättigten Zustand befindet, d. h. einen Taupunkt von 15 ¹C hat.

Jede der Luftabgabeführungen oder -hauben ist mit einen Lufttrichtcr 182 und mit perforierten Dekkengliedcrn 184 und 184 a versehen, die mit Ablenkplatten 185 versehen sein können, um die gleichmäßige Verteilung der Luft über den gesamten Dcckcnbereich zu unterstützen.

Die Zuleitungen 66 sind in wesentlichen Abständen von den Wänden 60 und 62 entfernt angeordnet, so daß die durch die perforierten Glieder 184 und 184« abgegebene Luftmenge in im wesentlichen proportionalen V.^ngcn an den Bereichen seitlich jeder Reihe von Stromzuleitungen 66 vorhanden ist. Die Einheiten 170 und 170 a weir.en Luftgebläse zur Bcwirkung der Luftumwälzung durch den Formgebungsraum 20 bei verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeiten an den l.uftabgabebereichen der Decke auf, so daß geeignete l'mluftvolumen an den entgegengesetzten Seiten der Fack-nstrangreihen beibehalten werden, um die Wärnebelastung von den Vorherdkonstruktionen, den Abflußdüsen und dem Glas wirksam abzuführen und damit eine verbesserte Lufiurngebung in dem Formnehungsraum bei einem Minimum an Luftturbulenz zu schaffen.

Die Richtung der durch die Führungen 164, 164 a. 166 und 166a abgegebenen Luft, wie in F i g. 2 dargestellt, wird auf ihrer Abwärtsbewegung durch den Formgebungsraum 20 in Richtung auf die angrenzenden Schlitze 146 abgelenkt, wobei die l.uftbewegunn jegliche Fremdteilchen, Staub, FadcnbruchstiiAe oder Flaum mitführt, so daß der Formgebungsraum durch die im allgemeinen sich abwärts bewegende Luft laufend gefegt wird.

Hine Führung oder Rohr 188 mit einem Ventil 192 ist mit jeder Einheit 170 a und mit dem Rohr 172 verbunden. Ein Abluftrohr 190 mit einem Ventil 194 ist mit jedem der Rohre 188 verbunden.

Wenn nur atmosphärische Luft in eine Aufbereitungseinheit 170 eingelassen werden soll, werden die Ventile 174, 194 und 192 in die ganz offene Stellung bewegt. Wenn ein Teil der Abluft vermischt mit frisch eintretender atmosphärischer Luft umgewälzt werden soll, können die Ventile 174, 192 und 194 eingestellt oder geregelt werden, um den Anteil an Abluft für die Umwälzung durch das System zu verändern.

Es wird festgestellt, daß wirksame Betriebsbedingungen und eine wirksame Abführung der Wärmebelastung in dem Formgebungsraum 20 durch die Schaffung einer volumetrischen Luftauswechslung für jede Stromzuleitung von mindestens 28m³/min (1000 cubic feet per minute) und vorzugsweise von über 34mVmin (1200 cubic feet per minute) oder mehr erreicht wird und daß die durch die Einheit 170 a abgeführte Luftmenge etwa das gleiche Volumen je Zeiteinheit hat

Es hat sich als günstig herausgestellt, die Luftaustrittseinheiten 170a so zu betreiben, daß sie ein g■*- rip'fügig größeres Luftvolumen je Zeiteinheit bewegen als die Einheiten 170, um Luftverluste auszugleichen, die beim öffnen von Zugangstüren 195 zu dem Formgebungsraum 20 — in Fig. I eestrichclt dargestellt —, dem Wickclraum 22 und dem unteren Raum 23 entstehen können, um eine kontinuierliche Abwärtsbewegung der Luft durch den F'ormgcbungsraum 20 zu gewährleisten, um die Luftunigcbung in dem Formgebungsraum 20 beständig zu halten. Es hat sich als wünschenswert herausgestellt, um die Wärme in zufriedenstellender Weise abzuführen. Luft von einem Volumen in den Formgebungsraum

ίο 20 einzuführen, daß mindestens zwei Luftwechsel je Minute erzielt werden.

Die Schlitze oder Durchgänge 146 sind so groß, (.!aß sich die sich abwärts bewegende Luft aus dem Formgebungsraum 20 mit einer Geschwindigkeit von etwa 150 m/min im Bereich der Durchgänge bewegt, wodurch die Luft den Raum laufend »ausfegt« oder reinigt.

Um eine wirksame Steuerung der Abfuhr der Wärmebelastung in den Formgebungsraum 20 beizubchalten, ist eine flüssigkeitsgekiihltc Platte 198 unterhalb jeder der Ab/.wcigkanalkonstruktioncn und der Gitter 162 angeordnet. Durch die Verwendung von Platten 198 kann die Temperatur in dem Formgebungsraum 20 leichter gesteuert werden.

a5 Gleichartige flüssigkeitsgekühlte Plattcnkonstruktioncn 202 sind unterhalb der Schamotte 49 der Fließkanäle 50 und unterhalb des innerhalb des Formgebungsraumes 20 angeordneten und des den Fließkanal 48 abgrenzenden Teils der Sehamottckonstruktion angeordnet.

Vorrichtungen 206, 208 und 2iö sind in den Räumen 20 und 22 /ur Beleuchtung vorgesehen.

Wenn eine Spule auf einer Spannhülse 134 (Fig.9) fertiggestellt ist, wird der Motor 139 enter regt. Die Spannhülse und Spule kommen zum Stillstand, und das mechanische Ausziehen der Fäden 126 aus Glasströmen der abgrenzenden Stromzuleitung wird damit unterbrochen.

Während der Zeit, in der der Bedienungsmann die vollständige Spule abnimmt und eine neue auf das leere Formgebungsrohr 132 auf der Spann -ülse aufsetzt, fallen die Glasströme aus der Zuleitung durch die Schwerkraft entlang der Rinne 150 und werden von der Rinne in einen geeigneten (nicht dargeslellten), in dem unteren Raum 23 angeordneten Behälter geleitet. Das Ausziehen wird durch den Bedienungsmann wieder eingeleitet, indem er einen Strang 128 von Hand um einen Endbercich des Formgebungsrohrs oder Zapfens wickelt, und der Motor 139 wird erregt. Wenn die Spannhülse auf die Verdünnungsgeschwindigkeit gebracht worden ist, wird der Strang 128 in Eingriff mit dem QuergSied 140 bewegt, und das Aufwickeln einer Spule wird in bekannter herkömmlicher Art und Weise begonnen.

F i g. 11 veranschaulicht die Verwendung eines bekannten Geräts zum automatischen Aufwickeln der Stränge zu Spulen, ohne das mechanische Ausziehen der Glasströme zu Fäden zu unterbrechen. Die Fäden 126 a werden zu Strängen 128 a zusammenge-

60. faßt, wobei jeder Strang zu einer Spule auf einer automatischen Wickelmaschine 214 gewickelt wird, die mit einem weiterschaltbaren Turm 216 versehen ist, der drei Spannhülsen 218, 219 und 220 trägt, die jeweils für sich von einem Motor in Umlauf versetzt werden.

Die Spannhülse 218 befindet sich an der Wickelstation, und der Strang 128 a wird auf das auf der Spannhülse 218 angebrachte Formgebungsrohr ge-

wickelt, wobei der Strang von einem auf einer Stange 142a angebrachtem Querpendler 140a hin- und herbewegt wird. Nach Fertigstellung einer Spule auf der Spannhülse 218 werden die Spannhülse 218 und die fertiggestellte Spule in die Stellung bewegt, die von der Spannhülse 219 eingenommen wurde, während die Spannhülse 220. auf die ein neues Formge-

bungsrohr aufgesteckt wurde, in die Wickelstellung bewegt und das Aufwickeln hierauf eingeleitet wird.

Die vollständige Spule, die sich jetzt in die von der

Spannhülse 219 eingenommene Stellung besvegt, bewirkt das Abbrechen des Stranges und das Anhaften des vorrückenden Stranges an dem Formgebungsrolir auf der Spannhülse 220.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Verarbeitung von fadenbildendem Material, beispielsweise Glas, und zur Formgebung und Aufwicklung von Fäden, mit mindestens einem H-förmigen Kanalsystem, dem geschmolzenes fadenbildendes Material aus einer Schmelz-, Läuter- und Zuleitungseinrichtung durch einen mit dieser in Verbindung stehenden Austrittskanal zugeführt wird und das eine Vielzahl von Ausflußöffnungen entlang jedes seiner Abzweigkanäle aufweist, um die ausströmenden Stränge aus fadenbildendem Material in eine längliche, mit Wänden versehene Kammer fließen zu lassen, und mit einer Vorrichtung zum Ausziehen der Stränge zu Fäden und zur Aufwicklung der Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelz-, Läuterungs- und Zuleitungseinrichtung einen einzigen Schmelz- und Läuter- ofen (10) aufweist, daß ein sich an den vom Ofen wegführenden Austrittskanal (11) anschließender, geschmolzenes Material aus dem Austrittskanal (11) aufnehmender Querkanal (14) vorgesehen ist. daß eine Anzahl von in seitlichem Abstand und parallel zueinander angeordneter Zuleitungskanäle (48), die mit dem Querkanal (14) verbunden sind, vorgesehen ist, daß eine Anzahl von H-förmigen Kanalsystemen (16, 16 a bis 16 d) angeordnet ist, von denen je eines mit je einem Zuleitungsknnal (48) verbunden ist und geschmolzenes Material hieraus enthält, daß eine Vorrichtung zur Abgabe von Wärme an die Schmelze in sämtlichen Kanalrn (H, 14, 48, 50, 52 bis 55) vorgesehen ist, welche Brenner (78 bzw. 80 bzw. 94 bzw. 118) aufweist, die in Abständen voneinander in den Seitenwänden der Kanäle (11, 14, 48, 50. 52 bis 55) so angeordnet sind, daß sie die Verbrennungsgase in waagerechten Richtungen genau oberhalb der Oberfläche des Materials in den verschiedenen Fließwegen ausstoßen, und daß eine Vielzahl von Abzugsschächten (72) vorgesehen ist, die mit dem Querkanal (48) verbunden und in Abständen voneinander entlang desselben angeordnet sind, um die Kanäle zu entgasen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Paare (52, 53 bzw. 54, 55) von in seitlichem Abstand angeordneten Abzweigkanälen der H-förmigen Kanalsysteme (16, 16 a, 16 b, 16 c, 16 rf) hintereinander ausgerichtet angeordnet sind, um zwei Reihen von Abzweigkanälen zu bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Abgabe von Wärme an die Schmelze eine Steuervorrichtung (84 bzw. 96 bzw. 122) für die Brenner (78, 80, 94, 118) zur Regelung der Temperatur des Materials in tien Fließkanälen aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (78, 80, 94, 118) die Verbrennungsgase in waagerechten Richtungen genau oberhalb der Oberfläche des Materials in den verschiedenen Fließwegen ausstoßen, um die Temperatur des Materials zu regulieren.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der einzige Austrittskanal (11) des Ofens (10) das geschmolzende Glas an einen Mitteibereich des Querkanals (14) abgibt.