DE2326975B2 - Verfahren und Vorrichtung zur gleichmäßigen Speisung einer Düsenmuffel mit Glaspellets - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und zur

ίο Durchführung desselben geeignete Vorrichtungen zur gleichmäßigen Speisung einer langgestreckten Düsenmuffel mit im wesentlichen quaderförmigen Pellets aus Glas für die kontinuierliche Herstellung von Glasfäden, wobei die Pellets aus einer in Vibration versetzten Vorratsschütte entnommen und in eine Förderrinne geleitet werden, die die Pellets in einen auf die Düsenmuffel aufgesetzten, sich über deren gesamte Länge erstreckenden Trichter abgibt

Für die Herstellung von Fäden aus Glas wird vielfach ein Verfahren angewendet, bei dem in einer aus hitzebeständigem Material bestehenden Muffel eine flüssige Glasmasse gehalten wird, die durch einzelne, in einer oder mehreren Reihen liegende, »Düsen« genannte, kurze Röhrchen ausfließt, die in eine den Boden der Muffel bildende Platte eingesetzt sind. Der aus jeder Düse austretende Strom flüssigen Glases erhärtet in geringer Entfernung unterhalb der Düse zu einem Glasfaden, der auf einen kontinuierlich in schnelle Umdrehung gehaltenen, rotationssymmetrischen Körper, z. B. eine Trommel, Walze oder Spule, aufläuft, der den Faden von der Düse ab- und zur gewünschten Stärke auszieht. Für die Herstellung von Fäden endlicher Länge werden die Fäden nebeneinander an den Umfang einer Trommel geführt, auf dem sie entweder bis zur Erreichung einer bestimmten Schichtdicke aufgewickelt werden (Strangwolle), oder von dem sie vor Erreichung einer einmaligen Umschlingung durch einen Abstreifer abgenommen und dabei zu Fasern zerlegt werden (Stapelfaser). Die einzelnen Fäden können aber auch zu einem oder mehreren, aus einer Vielzahl von Einzelfäden aufgebauten Strang zusammengefaßt und aufgespult werden (Glasseide).

Es hat sich insbesondere für die Herstellung von Glasstapelfasern oder Strangwolle als zweckmäßig erwiesen, Abzugstrommeln größeren Durchmessers und größerer Länge (beides etwa 1000 mm) zu verwenden und die die Fäden erzeugenden Düsen gleichmäßig über die Trommellänge zu verteilen. Das bedeutet, daß Düsenmuffeln eingesetzt werden, deren durch ihre Düsenplatten bestimmter, wirksamer Bereich der Trommelläiige entspricht. Diese Düsenmuffeln können aus Gründen einer günstigen Raumausnutzung und Beheizung nicht sehr breit und hoch sein, also nur einen beschränkten Inhalt flüssigen Glases fassen, der fortlaufend im Masse des durch den Fadenabzug entstehenden Verbrauchs durch Zuführung festen Glases als Rohstoff erneuert werden muß. Dieser wird von oben der Muffel zugeführt, taucht in die in ihr stehende flüssige Glasmasse ein und löst sich in ihr auf.

Für den kontinuierlichen, also von Unterbrechungen freien Fadenabzug muß über den Düsen stets eine Glasmenge der richtigen Viskosität stehen, die vollkommen geläutert, d. h. von Schlieren, Lufteinschlüssen und dgl. frei ist. Wegen des verhältnismäßig geringen

*>"> Muffelinhalts kann eine sich von selbst dadurch einstellende Läuterung, daß eine große Menge flüssigen Glases jeweils eine sehr kleine Menge zugeführten Rohstoffs langsam auflöst, nicht erwartet werden. Der

perfekte Fadenabzug ist deshalb von einer gleichmäßigen, fortlaufend auf den Verbrauch in der Muffel abgestimmten Beschickung mit festem Glas abhängig.

Um diese gleichmäßige Beschickung zu erreichen, wird Glasrohstoff in vorgefertigten Portionen benutzt. Lange hat man hierzu vor allem Glaskugeln verwendet, deren Herstellung jedoch verhghnismäßig teuer ist Billiger lassen sich die für den vorerwähnten Zweck notwendigen Portionen in Form von »Pellets« genannten quaderförmigen Gebilden herstellen, die C;an am besten mit aus einem Schokoladenriegel abgebrochenen, einzelnen Schokoladestücken vergleichen kann. Diese in der Herstellung billigen Pellets genügen hinsichtlich der Bestimmtheit der Portionierung allen Anforderungen vollkommen. Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie nicht überall vollkommen glatt sind, sondern auch scharfe, unebene, oft gezackte Kanten und Flächen aufweisen können, mit denen sie sich in einem Förderstrom gegenseitig verhaken können.

Die Speisung von kleineren und insbesondere von runden Düsenmuffeln, wie sie z. B. gelegentlich für die Glasseideherstellung eingesetzt werden, bereitet deshalb keine größeren Schwierigkeiten, weil man dann die Portionen an immer gleicher Stelle mittig zuführen kann, ohne das Viskositätsgleichgewicht wesentlich zu stören. Schwierigkeiten dagegen treten bei verhältnismäßig schmalen, aber dafür langgestreckten Muffeln auf. Diesen hat man versucht, dadurch zu begegnen, daß man die Portionen in über die Länge einer Muffel verteilten Führungsbahnen durch ihr Eigengewicht nachrutschen ließ (DE-PS 15 96 667). Eine solche aus nebeneinander liegenden Bahnen bestehende, die Portionen durch ihr Eigengewicht führende Zuführung funktioniert aber nur für Kugeln einwandfrei, und außerdem wirkt sich die Abstrahlungshitze der Muffel bis in die Zuführungen aus und führt zu einem frühzeitigen Erweichen und Aneinanderbacken der Kugeln.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das der eingangs definierten Art es gestattet, eine langgestreckte Düsenmuffel im Masse des Verbrauches intermittierend kontinuierlich mit Pellets zu beschicken. Hierzu werden die einen Förderstrom bildenden Pellets zwischen der Vorratsschütte und dem Trichter auf einer Bahn geführt, die ihnen eine zunehmend ansteigende Beschleunigung mitteilt, so daß der Förderstrom zunehmend auseinandergezogen und der Abstand zwischen den einzelnen Pellets in Förderrichtung zunehmend größer wird.

Es sind viele Möglichkeiten der Durchführung dieses Verfahrens denkbar. Bei einer praktisch erprobten Ausführungsform werden hierzu die Pellets einem der Muffel zugeordneten Vorratsbehälter entnommen und auf eine Förderrinne gebracht, die in mehrere aufeinanderfolgende Abschnitte unterteilt ist, die gegeneinander eine solche Neigung zur Horizontalen haben, daß sich der Förderstrom von Pellets auseinanderzieht und von der Abwurfkante des letzten Abschnitts die Pellets einzeln nacheinander in die Düsenmuffel bzw. deren Trichter gelangen. Dadurch, daß nicht einmal an einer Stelle zwei, drei oder mehr Pellets und dann dicht daneben nur ein Pellet in die Muffel eingeworfen werden, wird eine sehr gleichmäßige, sich auf den Aufschmelz- und Läuterungsprozeß günstig auswirkende Beschickung der Muffel erzielt.

Demnach betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens der eingangs umrissenen Art, die sich dadurch auszeichnet, daß die Förderrinne in einzelne Abschnitte unterteilt ist. von denen jeder im Verhältnis zu den anderen eine andere Neigung aufweist, wobei mindestens ein und dann der in Förderrichtung letzte Abschnitt eine den Pelletstrom auseinanderziehende Neigung in Richtung auf die s Muffel aufweist

Ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeigneten Vorrichtung ist in den Zeichnungen zur Anschauung gebracht und anhand dieses nachfolgend beschrieben. Es stellt dar

ίο F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Düsenmuffel und eine Vorrichtung nach der Erfindung in verkleinertem Maßstab,

F i g. 2 ein Pellet in der Auf- und Seitenansicht und etwa natürlichem Maßstab,

Fig.3 einen Schnitt durch ein Einzelteil in etwa .natürlichem Maßstab.

Mit 1 ist allgemein die Düsenmuffel bezeichnet, die beim dargestellten Beispiel aus vier übereinanderliegenden, durch einen nicht dargestellten Metallrahmen zusammengehaltenen Blöcken besteht wobei diese Blöcke ungefähr die verschiedenen aufeinander folgenden, aber nicht scharf abgegrenzten Schmelzzonen eingrenzen. Zwischen den beiden unteren Blöcken ist die die Düsen 2 enthaltende Bodenplatte 3 eingespannt Auf die Düsenmuffel 1 ist ein über ihre gesamte Breite sich erstreckender Zuführungstrichter 4 aufgesetzt der den Glasrohstoff in Form von Pellets in den Schmelzraum 5 der Muffel 1 leitet Im Masse des durch den Abzug der Fäden 6 entstehenden Verbrauches gelangt das erweichte Glas aus dem fortlaufend mit Pellets gespeisten Schmelzraum in den Ziehraum 7, in dem es weiter aufgeschmolzen und dabei geläutert wird. Die Erhitzung erfolgt durch elektrische Widerstandheizung, wobei die flüssige Glasmasse selbst der Wider- stand ist

Die Hauptteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur gleichmäßigen Speisung einer langgestreckten Düsenmuffel 1 mit im wesentlichen quaderförmigen Pellets aus Glas gemäß F i g. 2 für die kontinuierliche Herstellung von Glasfaden 6 in der in den F i g. 1 und 3 dargestellten Ausführungsform sind eine mit Pellets gefüllte Vorratsschütte 8, eine der Schütte zugeordnete Entnahme-Förderrinne 9, eine der Düsenmuffel zugeordnete Speise-Förderrinne 10 und eine zwischen die Rinnen 9 und 10 geschaltete, in Abständen eine gewisse abgewogene Charge an die Speise-Förderrinne abgebende Waage 11. Jede Rinne 9 und 10 kann mittels eines Vibrationsmotors 12 bzw. 13 in eine Fördervibration versetzt werden.

Die Entnahme-Förderrinne ist aus mehreren, z. B. drei in Förderrichtung aufeinanderfolgenden und miteinander verbundenen Abschnitten 14, 15 und 16 zusammengesetzt, wobei bei dem dargestellten Beispiel der Abschnitt 14 nach rückwärts oder entgegen der Förderrichtung geneigt ist, der Abschnitt 15 waagerecht oder fast waagerecht verläuft und der Abschnitt 16, der die geförderten Pellets auf ein die Waagschale 17 belieferndes Leitblech 18 abwirft, in Förderrichtung abwärts geneigt ist.

Durch diese Anordnung der Abschnitte 14 bis 16 wird erreicht, daß sich im hinteren Ende der Entnahme-Rinne 9 unterhalb der Abgabeöffnung 19 der Vorratsschütte 8 im Abschnitt 14 immer eine gewisse Menge Pellets befindet, die, da sie durch die Vibration einen ansteigenden Weg zurücklegen müssen, zunächst langsam gefördert werden und so einen Pelletstrom bilden, der im Abschnitt 15 eine relative Beschleunigung und im Abschnitt 16 ein Auseinanderziehen erfährt.

Dieser Effekt wird dadurch erzielt, daß, wenn z. B. zwei Pellets in einem, wenn auch eventuell nur ganz geringen Abstand an die Endkante 15a des Abschnittes 15 gelangen, das eher auf den Abschnitt 16 abgeworfene bereits eine Beschleunigung erfährt, ehe das nachfolgende ebenfalls auf diesen Abschnitt gelangt Das vordere, gewissermaßen auf einer abschüssigen Bahn befindliche Pellet erfährt eine zunehmende Beschleunigung, die zwar das folgende auch erfährt, das aber trotzdem bei Vergrößerung des Abstandes immer »nachhinkt«. In der Zeiteinheit legt das vordere Pellet immer einen etwas größeren Weg als das nachfolgende im Abschnitt 16 zurück.

Im Abschnitt 16 also werden die Pellets nicht mehr dicht an dicht und gegebenenfalls über- oder nebeneinander, sondern auseinander gezogen und damit weitgehend einzeln gefördert und demgemäß auch einzeln nacheinander über das Leitblech 18 in die Schale 17 der Waage 11 gefördert Damit wird erreicht daß in die auf ein bestimmtes Pelletgewicht (Chargengewicht) eingestellte Waage dann, wenn dieses Gewicht bis auf einen Betrag erreicht ist der dem Gewicht eines Pellets oder weniger entspricht nur noch höchstens ein weiteres geworfen werden kann. Dies ist deshalb möglich, weil im Abschnitt 16 der Entnahme-Rinne nicht mehrere Pellets gleichzeitig oder fast gleichzeitig an die Abwurfkante 20 gelangea In dem Augenblick, in dem das eingestellte Gewicht oder das um weniger als dem Gewicht eines Pellets entsprechende Übergewicht erreicht ist wird gleichzeitig, durch die Waage 11 gesteuert der Vibrationsmotor 12 der Rinne 9 abgeschaltet und die Klappe 21 der Waagschale 17 geöffnet und damit eine bestimmte, einer Charge entsprechende Dosiermenge über die Rutsche 22 auf die Speiserinne abgegeben. Damit wird in zeitlichen Abständen eine jeweils genau dosierte Glasmenge der die eigentliche Beschickung des Zuführungstrichters 4 vollziehenden Speiserinne zugeführt

Die Vorratsschütte 8 und die Entnahmerinne 9 sind — ebenso wie die Speiserinne — an einem aus U-Eisen 23 bestehenden Rahmen montiert Hierzu trägt für die Rinne 9 ein aus einem Winkeleisen bestehender Querträger 24 mit Langlöchern 25 in seinen Schlußplatten 26 eine Konsole 27, die mit Hilfe der Langlöcher so an den U-Eisen 23 befestigt werden kann, daß die Rinne im richtigen Verhältnis zur Abgabeöffnung 19 der Schütte 8 und das Leitblech 18 im richtigen Verhältnis zur Waagschale 17 liegen. Mit Traversen 29a und 29b, die beim dargestellten Beispiel an den Abschnitten 14 und 15 angeschweißt sind, ruht die Rinne 9 auf Schwingelementen, z. B. Schwingfederbüchsen oder Gummipuffern 30a und 30b, die mit Trägern 31 an den Seitenplatten 28 befestigt sind.

An den Abschnitten 14 und 15 der Entnahmerinne 9 ist auch der Tragrahmen 32 für den Vlbrationsiiiotor 12 angeschweißt

Die Speiserinne 10 ist in Förderrichtung in die Abschnitte 33,34,35 und 36 unterteilt von denen jeder gegenüber dem vorangehenden eine etwas stärkere Neigung in Richtung auf den Muffeltrichter 4 aufweist Der Rinnenabschnitt 33, in den jeweils in zeitlichen Abständen der gesamte Inhalt der Waagschale 17 (=Charge) entleert wird, besitzt entsprechend verlängerte Seitenwände 37. Dadurch, daß die Pellets auf ihrem Förderweg im Abschnitt 33 die geringste und im Abschnitt 36 infolge entsprechender Neigung die größte Beschleunigung erfahren, wird auch in der Speiserinne 10 der Pelletstrom auseinandergezogen, d.h. eine Vereinzelung der Pellets erreicht weil im Abschnitt 36 das einzelne Pellet eine größere Strecke in der gleichen Zeiteinheit als im Abschnitt 33 durchläuft so daß im Endeffekt immer nur jeweils ein einzelnes Pellet in den Muffeltrichter abgeworfen wird.

Die Speiserinne 10 ist auf einem Schwenkarm 38 befestigt, an dem die einzelnen Tragarme 39,40 für die Gummipuffer 41a und 416 angeschraubt sind, auf denen die Traversen 42a und 42b aufruhen. Der Arm 38 ist um die Achse 43 schwenkbar, die in einem an den U-Eisen 23 befestigten, auch die Waage 11 tragenden Rahmen 44 gelagert ist Mittels eines geeigneten Antriebs, z. B. Riemen- oder Kettentriebs, kann der Schwenkarm über das Rad 45 eine über die Länge des Trichters 4 sich erstreckende Changierbewegung erfahren.

Wie F i g. 3 als Schnitt z. B. durch den Rinnenabschnitt 14 zeigt können diese Abschnitte aus einem genormten Winkeleisen 46 bestehen, das an seinem Ende durch Verschweißen mit dem oder den anderen Abschnitten verbunden ist wobei einige von ihnen, z.B. die Abschnitte 14 und 15 der Entnahmerinne 9 oder die Abschnitte 34 und 35 der Speiserinne 10 auf ein U-Eisen 47 als Traverse 29 bzw. 42 aufgeschweißt sind, die auf die Gummipuffer 30 bzw. 41 aufgeschraubt sind. Die jeweils eine größere Menge von Pellets aufnehmenden Abschnitte, also der Abschnitt 14 der Rinne 9 oder der Abschnitt 33 der Rinne 10, können mit aufgeschweißten Blechen 48 zur Bildung der in Fig. 1 dargestellten hochgezogenen Seitenwände 37 versehen sein.

Die Förderrinne oder -rinnen können selbstverständlich auch aus einem Stück bestehen, wenn sie entsprechend der durch die Erfindung gewisenen Lehre so gebogen sind, daß die geförderten Pellets zumindest in dem sie — in die Waage oder den Trichter — abgebenden Abschnitt eine zunehmende Beschleunigung erhalten.

Das Leitblech 18 am Übergang von der Entnahmerinne 9 zur Waage 11 kann mit öffnungen versehen oder als Gitterrost ausgebildet sein. Damit können Bruch stficke und Glasstaub, die einer gesteuerten, gleichmäßi gen Beschickung der Muffel 1 hinderlich wären, deren Entstehen sich aber bei der Beschickung der Vorratsschütte nicht immer oder nicht immer ganz vermeiden läßt aus dem Pelletstrom eliminiert werden.

Mit einer in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung wird also eine in etwa gleichen Zeitabständen in den Abschnitt 33 der Speiserinne 10 eingebrachte Glasmenge in Form einzelner Pellets bei der hin- und hergehenden Bewegung des Endes des Abschnitts 36 in Form einzelner Pellets gleichmäßig über die Breite des Trichters 4 in die Muffel eingebracht Wichtig ist dabei vor allem, daß die Pellets einzeln nacheinander in den sich im Raum 5 bildenden Schmelzsumpf eingeworfen werden. Die durch die zwischengescnaltete Waage entstehenden geringen Zeitverschiebungen können lediglich in vorteilhafter Weise mit dazu beitragen, daß bei der Hin- und Herbewegung des Abschnittes 36 die Pellets nicht immer an der gleichen SteUe abgeworfen werden.

In Weiterbildung der Erfindung wird die beschleunigte Führung der Pellets auf ihrer Führungsbahn unterbrochen, wenn im Trichter 4 oder in der Düsenmuffel 1 eine vorbestimmte Niveauhöhe erreicht worden ist und erst wieder aufgenommen, wenn sie bzw. ein eingestellter Minimumwert unterschritten wird. Hierzu kann z. B. eine lichtschranke vorgesehen sein, die den Nachschubpegel im Trichter oder in dem Schmelzraum abtastet und bei Erreichung einer

gewissen Maximalhöhe Vibration und Changierung der Rinne abschaltet. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, wird man hiervoi! Gebrauch machen, wenn, was je nach Größe der Muffel und des zur Verfügung stehenden Platzes im Rahmen der Erfindung durchaus möglich, auf die Unterteilung der Förderrinne in eine Entnahme- und eine Speise-Rinne verzichtet wird, d.h. die Vorratsschütte 8 an die Stelle der Waage 11 gesetzt

wird. Da dann die changierende Rinne ohne Unterbrechung beliefert wird und fördert, und da es sich in der Praxis herausgestellt hat, daß dann die dem Verbrauch durch Fadenabzug entsprechende Bedarfsmenge an nachzuliefernden Pellets schwieriger zu ermitteln ist, wird zweckmäßigerweise besagte, gesteuert intermittierende Förderung benutzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur gleichmäßigen Speisung einer langgestreckten Düsenmuffel mit im wesentlichen quaderförmigen Pellets aus Glas für die kontiunierliche Herstellung von Glasfäden, wobei die Pellets aus einer in Vibration versetzten Vorratsschütte entnommen und in eine Förderrinne geleitet werden, die die Pellets in einen auf die Düsenmuffel aufgesetzten, sich über deren gesamte Länge erstreckenden Trichter abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Förderstrom bildenden Pellets zwischen der Vorratsschütte und dem Trichter auf einer Bahn geführt werden, die ihnen eine zunehmend ansteigende Beschleunigung mitteilt, so daß der Förderstrom zunehmend auseinandergezogen und der Abstand zwischen den einzelnen Pellets in Förderrichtung zunehmend größer wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets in einer ersten Bahn von der Vorratsschütte in eine Wiegeeinrichtung gefördert werden, die auf ein Chargengewicht mit einer Toleranz von maximal dem Gewicht eines Pellets eingestellt ist, und daß nach Erreichen des Chargengewichtes ihr Inhalt auf eine zweite, zum Trichter führende Bahn aufgegeben wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beschleunigte Führung der Pellets auf ihrer Führungsbahn unterbrochen wird, wenn im Trichter oder in der Düsenmuffel eine vorbestimmte Niveauhöhe erreicht und die beschleunigte Führung wieder aufgenommen wird, wenn diese oder eine eingestellte Minimum-Niveauhöhe unterschritten wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, bestehend aus einer in Vibration versetzten, die Pellets einer Vorratsschütte entnehmenden und in einen auf die Düsenmuffel aufgesetzten, sich über deren gesamte Länge erstreckenden Trichter abgebenden Förderrinne, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrinne in einzelne Abschnitte unterteilt ist, von denen jeder im Verhältnis zu den anderen eine andere Neigung aufweist, wobei mindestens ein und dann der in Förderrichtung letzte Abschnitt eine den Pelletstrom auseinanderziehende Neigung in Richtung auf die Muffel aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Abschnitte eine Neigung in Richtung auf die Muffel aufweisen und der in Förderrichtung letzte Abschnitt die größte Neigung hat.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrinne in eine, jeweils aus Abschnitten (14 bis 16) verschiedener Neigung bestehende Entnahme-Rinne (9) und eine aus Abschnitten (33 bis 36) verschiedener Neigung bestehende Speiserinne (10) unterteilt ist, und zwischen der die Pellets aus dem Vorrat (8) entnehmenden und der die Pellets in die Düsenmuffel (1) einbringenden Rinne eine jeweils eine bestimmte Menge in letztere abgebende Waage (11) geschaltet ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiserinne (10) über die Breite der Muffel (1) hin und her bewegbar ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, Pellets dem Vorrat (8) entnehmende Abschnitt (14) eine Neigung entgegen der Förderrichtung aufweist