DE2435019B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer spinnduese, vorzugsweise zum ausziehen von glas zu faeden und danach hergestellte spinnduese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eir. Verfahren nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 5 sowie eine Spinndüse, die nach dem Verfahren hergestellt worden ist

Zur Herstellung von Fäden aus geschmolzenem, schmelzflüssigem Glas werden aus hochtemperaturwiderstandsfähigen Metallegierungen hergestellte Spinndüsen verwendet Solche Spinndüsen bestehen in üblicher Weise aus Platin, Rhodium oder aus sonstigen Edelmetallen sowie deren Legierungen und haben im Grunde die Form einer länglichen metallischen Schachtel oder eines Gehäuses, an dessen Bodenwand mit öffnungen versehene Spitzen oder Vorsprünge befestigt sind, durch welche Glasströme austreten, die in geeigneter Weise zu Einzelfäden ausgezogen werden. Geheizt werden die Spinndüsen durch die Zuführung elektrischen Stroms, wozu üblicherweise an den Stirnwänden der Spinndüsen Anschlußschienen vorgesehen sind. Die Erhitzung erfolgt durch die Erzeugung Joule'scher Wärme auf Grund des elektrischen Widerstands, den das Material der Spinndüse aufweist. Um ein gewünschtes Wärmeverteilungsmuster bei solchen Spinndüsen zu erzielen, ist es üblich, die Dicke der Spinndüsenwände zu verändern, so daß der durch diese fließende Stromanteil in geeigneter Weise kontrolliert und eingestellt werden kann.

Bis jetzt wurden Spinndüsen üblicherweise dadurch hergestellt, daß vorgeschnittene Teile durch übliche Schweiß- und Schmelztechniken miteinander verbunden werden. Die für die Bodenwand oder den Düsenbereich vorgesehene Platte weist dabei üblicherweise eine gleichförmige Dicke auf, während die Platten für die Seitenwände und die Flansche von sich verändernder geringerer Dicke sind, um das gewünschte Wärmemuster zu erzielen und/oder die Menge des benötigten Edelmetalls zu reduzieren. Indem für die Seitenwände und die Flansche dünnere Teilstücke verwendet werden, ergeben sich eine Vielzahl von Schwierigkeiten sowohl bei der üblichen Spinndüsenherstellung als auch bei derer Ai eitsweue. Beispielsweise sind zusätzliche Walzvorgänge für die dünneren Abschnitte erforderlich. Das Zusammenschweißen der Teile ist zeitraubend, wobei auch die Gleichförmigkeit der Schweißnähte und der Schweißung selbst sich verändern kann. Darüber hinaus verändert sich über oder im Bereich der Schweißzone der elektrische Widerstand auf Grund der Gußeigenschaft oder der Gießnatur der Schweißnaht, verglichen mit dem geschmiedeten oder gewalzten Blech, so daß es schwierig ist, das gleiche Wärmemuster von Spinndüse zu Spinndüse sicherzustellen oder zu reproduzieren. Auch kann beim Schmelzflußschweißen des dünneren Blechmaterials an das dickere Material eine schwere Verziehung und ein Verwerfen auftreten. Darüber hinaus können die Schweißnähte, wenn sie nicht mit außerordentlicher Sorgfalt hergestellt werden, lecken so daß es zu Glasverlusten kommt. Schließlich läßt sich feststellen, daß dann, wenn ein Versagen oder Bruch*= bei den Spinndüsen auttreten, diese üblicherweise be oder angrenzend an die Schwc^nähle entstehen.

Es ergib: sich daher der Bedarf nach einer Technik die die unangenehmen Begleitumstände beim Schwei Ben von Spinndüsen verringert und eine bessere Stromverteilung beim Be'.-ieb der Spinndüse erniög licht. L:. läßt sich dann auch die Hochtemperaturherstel lung kontinuierlicher Glasfaden erheblich verbessern.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung lieg daher die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahrei für Spinndüsen, vorzugsweise zum Ausziehen von GIa

zu Fäden zu schaffen, welches die Anzahl der erforderlichen Schweißnähte bei e:ner Spinndüse erheblich reduziert

Ein Vorteil einer so hergestellten Spinndüse besteht darin, daß diese ein einheitliches Wärmemuster s aufweist, einfach hergestellt werden kann und lediglich noch im Bereich der Stirnwände über Schweißnähte verfügt Besonders vorteilhaft ist auch, daß die gewünschte Wanddickenveränderung der Spinndüsenwände in hochpräziser Weise reproduzierbar gemacht ι ο werden kann, wöbe: es möglich ist sowohl in Längs- als auch in einer Richtung von oben nach unten der Spinndüsenwände eine gewünschte Dickenverteilung zu erzielen.

Obwohl also bei der Herstellung von Spinndüsen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kaum geschweißt werden muß, gelingt es, die sich verjüngenden Seitenwanddicken der Spinndüsen beizubehalten und dadurch entsprechende Mengen an Edelmetall einzu sparen, insbesondere läßt sich aber bei solchen Spinndüsen wegen der Gleichmäßigkeit der hergestellten Einheiten die Widerstandsheizung einwandfrei einstellen und regeln.

Weitere Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß man eine genauere Kontrolle über die Wanddicken der Spinndüse erzielt, eine größere Flexibilität beim Entwurf der Spinndüsen und eine vergrößerte Spinndüsenfesiigkeit erlangt sowie die Lebensdauer der Spinndüsen im Durchschnitt verlängert.

Für die Herstellung solcher Spinndüsen sind geringere Herstellungszeiten erforderlich, es wird weniger Edelmetall benötigt, die Dimensionseigenschaften der hergestellten Spinndüse bleiben erhalten und sind reproduzierbar, es sind weniger Walzvorgänge erforderlich, und außerdem werden zur Herstellung der Spinndüsen geringere Anforderungen an die Geschicklichkeit gestellt, wobei auch weniger Bearbeitungsvorgänge erforderlich sind.

Im übrigen läßt sich der US-PS 2139 568 ein maschinelles Verfahren zur Herstellung von Spinnköpfen entnehmen, die verhältnismäßig sehr klein sind und zur Herstellung von Rayonfäden oder ähnlichen Fäden dienen. Die Materialdicke bei diesen Spinnköpfen liegt bei etwa 200 μ. Diese winzigen topfähnlichen Spinnköpfe werden durch einen Gesenkschmiedevor- ^ gang hergestellt, wobei eine Vorform in eine Matrize eingegeben und der Gesenkschmiedevorgang so ausgeführt wird, daß zwei einander gegenüberliegende Formen zwischen sich einen Dorn einschließen auf dem sich die Vorform befindet Die Formen, die an ihrer so gegenseitigen Berührungsfläche die komplementäre halbrunde Form des fertigen Spinnkopfs aufweisen, sind in einem Schlitz einer sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden Spindel angeordnet, vvobe: die Formen an Rollen vorbeilaufen, die in einem Haltering gelagert sind. Auf diese Weise ergib' sich auf die Formen eine hämmernde Einwirkung und die Soitenwändc de' eingeschlossener· Vor! ■■■>■ hissen r .: ■■■!•■-.pre. ■■<■;-,· jedoch im v- .-senüiche.! irieiohmäi-_: ve'dün'i; ." M" dieseni Hersioiungsvort: ·■;<; vier·.· ,. ν,:·¹!··.-'-¹;·'.' Erfindung in keiner Bezieh;

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sowie eine Vorrichtung "ur Diirch!i:^;'"!ing <i·.- ' .-n'.ih rcns anhan.: der 7r jhnung im ci".'cln-j!i nä-H'ierläutert. Dabei /ei;:,

F i g. 1 in einer vereinfachten perspektivischen D;· stellung die Erzeugung kontinuierlicher Glasfasern unter Verwendung einer widerstandsgeheizten, geschmolzenes Glas enthaltenden Spinndüse aus Metall,

Fig.2 zeigt in einer seitlichen Schnittansicht Preßstempel und Matrize der Vorrichtung zum Herstellen einer Spinndüse,

F i g. 3 zeigt eine Ansicht entsprechend der F i g. 2 bei einem anderen Ausführungsbeispiei,

F i g. 4 zeigt, ebenso wie die

F i g. 5 die Darstellung der F i g. 2 bei unterschiedlichen Stellungen des Preßstempels,

F i g. 6 stellt einen Querschnitt dar entlang der Linie 6-6 der Fig. 4,

Fig.7 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Teilausschnitt der inneren Matrizenwandung der F i g. 2,

F i g. 8 zeigt die gleiche innere Matrizenwandung der F i g. 7 in einem anderen Ausführungsbeispiel,

F i g. 9 zeigt im Querschnitt eine der Fi g. 2 ähnliche Darstellung mit Mitteln zur Erleichterung der Entnahme des fertigen geformten Teils,

Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch eine nach dem Verfahren hergestellte Spinndüse, während

F i g. 11 einen der F i g. 10 ähnlichen Querschnitt einer anderen Ausführungsform zeigt.

Wie in F i g. 1 gezeigt, werden kontinuierliche Glasfaden dadurch hergestellt, daß eine Spinndüse 40 verwendet wird, die über elektrische Anschlüsse verfügt, die mit nicht dargestellten elektrischen Zuleitungen verbunden sind. Zur Erhitzung der Spinndüse wird von einer elektrischen Versorgungsquelle stammender Strom durch die Spinndüse geleitet, so daß sich diese auf Grund ihres eigenen elektrischen Widerstandes aufheizt. Üblicherweise ist die Spinndüse mit einer isolierenden feuerfesten Auskleidung oder Umkleidung versehen, die nicht dargestellt ist, so daß die Hitze zurückgehalten und die Wirksamkeit verbessert wird.

Das die Glasfasern bildende Materia! in Form geschmolzenen Glases wird der Spinndüse 40 durch Schwerkraftwirkung von einem Vorherd zugeführt, der mit einem nicht dargestellten Glasschmelzofen verbunden ist. Das geschmolzene Glas wird nach unten geführt. wo es in Form kleiner geschmolzener Glasströme 48 aus öffnungen 46 austritt, die in Reihen und Linien entlang des Bodens 44 der Spinndüse angeordnet sind. Diese Glasaustrittsöffnungen sind üblicherweise in Form von vorspringenden Düsenspitzen 45 ausgebildet. Die Glasströme werden dann zu Fasern 50 ausgezogen, und zwar mittels einer Ausziehvorrichtung, die etwa eine Wickelvorrichtung, ein Ausziehrad oder ein nicht dargestelltes Gebläse sein kann.

Die Spinndüse 40 hat grundsätzlich die Form einer ir besonderer Weise geforp ei: Schachte! oder einvre rhteckigen Gehäuses, welches aus hochtemperat:::- fester. Verbindungen wie Platin, Rhodium od. dgl besteht, iis war bisher übliche Praxis gewesen, solche Spinndüsen dadurch herzustellen. Jau vorgeschnittene Metallstreifen von Hand miteinander verschweißt uiv verbinder wurden \V^:·· υ,ι-ί.-.τ \>h, .-ch-.m -v^nr"' erfoni·.··-· jedoch d;^;·· ^v 'u ·. '-VeHahren LU'ubte ü'v

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Die zur Herstellung von Spinndüsen zur Glasfasernherstellung verwendete Vorrichtung ist in den F i g. 2 bis 5 dargestellt. Die Vorrichtung umfaßt modifizierte Formen von Systemen und Apparaten, die gelegentlich von der sich mit dem Tiefziehen beschäftigten Industrie beim Tiefziehen von Kannen, Büchsen oder Druckgefäßen verwendet werden. Die Vorrichtung umfaßt einen Preßstempel 20 und eine Matrize oder einen aufnehmenden Teil 10. Der Preßstempel 20 ist gebildet aus einem sich verjüngenden rechteckförmigen Element, welches so ausgebildet ist, daß es durch eine größere rechteckförmige öffnung in der Matrize 10 paßt. Die Matrize 10 umfaßt einen Hochleistungshalteblock 12, dem entfernbare Druckeinsätze 14 zugeordnet sind. Ein Gegenpreßstempel 16, der so ausgebildet ist, daß er auch die Düsenspitzen 45 aufnehmen kann, ist über eine Stange 18 mit einem nicht dargestellten hydraulischen bzw. mit Luftdruck arbeitenden Dämpfungs- oder Puffersystem verbunden. Der Gegenpreßstempel ist so ausgebildet, daß er sich frei innerhalb der von den Einsätzen 14 und dem Halteblock 12 gebildeten rechteckförmigen öffnung nach oben und unten bewegen kann. Der Gegenpreßstempel 16 übt auf dem Boden der zu formenden Platte 30 einen Druckwiderstand aus. Auf diese Weise hilft er die Platte 30 zu halten und den Vorgang zu stabilisieren.

Die F i g. 2, 4 und 5 zeigen fortschreitend die Verfahrensstufen zur Herstellung der Spinndüse. Die Metallplatte 30, aus welcher die Spinndüse 40 gebildet werden soll, ist einwandfrei gewalzt, auf Größe zugeschnitten und geglüht. Die so vorbereitete Platte 30 ist auf eine solche Materialdicke gebracht, daß diese der gewünschten Dicke des Düsenabschnitts oder Spinndüsenbodens 44 entspricht. Die erwähnten Düsenspitzen 45 werden an der Platte angeschweißt, wobei dann durch Platte und Düsenspitzen mit einer Technik, die der in der US-PS 35 98 952 dargestellten ähnlich ist. Öffnungen 46 gebohrt werden. Der Hauptvorteil der Ausbildung der Düsenspitzen 45 an diesem Punkt des Herstellungsprozesses ist die Einfachheit, mit welcher sich die Düsenspitzen aufgrund der glatten, rechteckförmigen Platte 30 anbringen lassen: die Platte läßt sich in flacher Form wesentlich leichter in einem automatischen Verfahren indexmäßig verschieben und bewegen als dies bei der schon ausgebildeten schachteiförmigen Spinndüse möglich ist. Allerdings ist es, falls erwünscht, innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens auch möglich, die Spinndüse bis zu ihrer endgültigen Form auszubilden, bevor die Düsenspitzen 45 angebracht und die öffnungen 46 ausgebildet werden. So zeigt beispielsweise die F i g. 3 eine solche flache Platte, die zur Durchführung des Zieh- und Formvorganges geeignet ist

Ist einmal die Platte 30 mit den angebrachten, mit öffnungen versehenen Düsenspitzen 45 fertiggestellt, dann wird sie über die rechteckförmige öffnung der Matrize 10 gelegt Befestigungsmittel, die nicht dargestellt sind, und Anschläge können verwendet werden, um eine einwandfreie Positionierung der Platte zu ermöglichen. Der Gegenpreßstempel 16, der auch zur Aufnahme der vorspringenden Düsenspitzen dient wird mit dem Bodenteil der Platte 30 in Kontakt gebracht Wie Fig.6 zeigt weist der Gegenpreßstempel 16 öffnungen bzw. Aussparungen 17 auf, um so Hohlräume für die Düsen zu bilden, die den Reihen von Düsenspitzen 45 angepaßt sind und dennoch ein Auflagern für die Platte 30 bilden. Des weiteren verfügt der Gegenpreßstempel über einen Zentrierdorn 27, der auf eine entsprechend ausgerichtete Ausnehmung 26 im Preßstempel 16 gerichtet ist.

Der Preßslempel 20 wird dann in Kontakt mit der Oberseite der Platte 30 gebracht, und es wird auf beide Seiten der Platte durch den Preßstempel 2C auf der einen Seite und durch den Gegenpreßstempel: 16 auf der anderen Seite ein Druck ausgeübt. Das hydraulische oder Luftfedersystem, das dem Gegenpreßstempel 16 zugeordnet ist, stellt eine pneumatische Druckkraft zur

ίο Verfügung, die der von dem Preßstempel ausgeübten Kraft um einen vorgegebenen Anteil Widerstand leistet. Die gegeneinander wirkenden Kräfte von Preßstempel und Gegenpreßstempel wirken in der Weise zusammen, daß die Platte 30 fest zwischen dem Preßstempel oder dem Gegenpreßstempel gehalten wird und die Spannungen in der einen Seitenwand 47 (siehe Fig. 10 und 11) gegenüber den Spannungen in der anderen Seitenwand isoliert werden. Es hat sich herausgestellt, daß ein konstanter Widerstand oder Rückdruck von 4 bis 5 Tonnen, ausgeübt von dem Gegenpreßstempel. 16. ausreichend ist, um die Platte 30 sicher zu fixieren und sie zur Durchführung des Preßvorganges des Metalles, der in einem weiteren Verfahrensschritt dann folgt, in einer stabilen Position zu halten.

Ist einmal die Platte sicher festgehalten, dann wird der Druck des Preßstempels 20 vergrößert, um die Widerstandskraft oder den Rückdruck des Gegenpreßstempels 16 zu überwinden und die dicke Platte 30 so zu bewegen und zusammenzudrücken, daß diese durch die begrenzende öffnung 22 geführt und gepreßt wird, die gebildet ist zwischen der sich verjüngenden oder konischen Oberfläche des Preßstempels und den Druckflächen 13 der Einsätze 14. Der Absland oder Freiraum 22 verändert sich dabei, weil der Preßstempel verjüngt ausgebildet ist. Wenn der Preßstempe! sich relativ zu der Matrizenöffnung bewegt, wird die dicke Platte 30 zwischen den sich verjüngenden Preßstempeln und die Matrizeneinlagen gedruckt und gepreßt und wird unter starkem Druck auf eine reduzierte Dicke verformt und tiefgezogen, die den Abstandsraum 22 ausfüllt.

Da die Platte 30 zwischen dem Preßstempe! und den verformenden und drückenden Einsätzen 14 unter Druck verformt wird, baut sich zwischen den Einsätzen und der Metallplatte ein wesentlicher Reibungswiderstand auf. Der größte Teil dieser Kraft ist jedoch gegen die Einsätze gerichtet. Es hat sich herausgestellt, daß ein Druck des Preßstempels von lediglich 50 Tonnen ausreichend ist um die Platte in ihrer Dicke zwischen 40 bis 50% zu reduzieren und unter Druck zu formen.

Auf die Einsätze 14 werden große Druck- und Reibungskräfte ausgeübt Daher müssen der Halteblock 12 und die Einsätze 14 ausreichend stark ausgebildet sein, um einer Deformation zu widerstehen. Auch mufl das Material der Einsätze ausreichend hart und weich sein, um das Metall der Platte am Fressen oder sonstigen Beschädigungen zu hindern. Ein Einsatz mit einer Härte von etwa. 45 bis 50 (gemessen an der Rockwell-C-Skala) hat sich als geeignet bei der

Durchführung der vorliegenden Erfindung ergeben.

Der Widerstand zwischen dem Metall der Platte und dem Einsatz wird weiterhin noch reduziert durch Verwendung eines Schmiermittels für extreme Drucke um einen Metall-zu-Meiall-Kontakt zu vermeiden.

Wesentlich sind hier auch die Form und die Abmessung der Einsätze. Die Ecken oder Schultern 11 der Einsätze sind abgerundet um es der Platte zu ermöglichen, leichter in den Abstand 22 zwischen dem

P'reßstempel und den Einsätzen eingeführt und hineingepreßt zu werden. Die von den Schultern gebildete Öffnung muß notwendigerweise breiter sein als die anfängliche Dicke des hindurchzutreibenden Metalls. F' ii g. 7 zeigt die abgekantete Form des Schulterbereichs 11 der Druckfläche. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Ecke bzw. Schulter 11 in einem Winkel A von 45' abgeschnitten. In Abhängigkeit von dem zu verformenden Metall ergibt sich ein Winkel im Bereich zwischen 30 bis 60° als zufriedenstellend. Beträgt der Winkel A weniger als 30°, wird die öffnung, die zu den Gegendruckflächen 13 führt, langer und enger, was zu nachteiligen Reibungskräften zwischen den Oberflächen führen kann. Ist der Winkel A größer als 60°, dann kann die Schulteroberfläche sich in der Weise auswirken, daß sie das Metall eher abschneidet und zurückschält, als daß ein Einführen zwischen die Druckflächen erfolgt. Weiterhin sind sämtliche mit der Metallplatte in Kontakt kommende Ecken und Kantenbereiche abgerundet, um in dieser Weise ebenfalls eine Beschädigung der Platte zu vermeiden. F i g. 8 zeigt die Verwendung einer abgerundeten Kante oder Ecke, die größer als die ursprüngliche Dicke der Metallplatte 30 ist, um eine weichere und störungsfreiere Einführung des Metalls zwischen den Oberflächen der Druckeinlagen 14a und dem Preßstempel 20 zu ermöglichen.

Jede Schulter 11 der Einsätze 14 bildet einen aiilmählich kleiner werdenden Dimensionsbereich in der Gegend der Einlaßöffnung, um zur Druckwirkung auf <die Metallplatte 30 zwischen der Preßstempeloberfläche 20 und der verformenden Gegendruckfläche 13 der Einsätze 14 beizutragen. Indem ein konvergierender Bereich für die Druckanwendung zur Verfügung gestellt wird, hilft die abgerundete Schulter oder Einlaßöffnung 11. die dicke Metallplatte 30 zwischen den engeren Flaum zwischen dem Preßstempel 20 und den vorspringenden, stegartigen Gegendruckflächen 13 der Eünsätze 14 einzupressen.

Bei diesen Gegendruckflächen 13 handelt es sich um erhabene Teile der Einsätze 14. die den tatsächlichen Preßvorgang auf die Metallplatte ausüben, um sie auf ihre gewünschte Dicke zu bringen. Um den gewünschten Abstand oder Freiraum zu erzielen, können zwischen die Einsätze und den Halteblock nicht dargestellte Abstandsscheiben oder Ausgleichsscheiben eingelegt werden. Die Gegendruckflächen 13 werden so klein wie möglich gehalten, um die Reibungskräfte zu reduzieren. Als erfolgreich haben sich dabei Gegendruckflächen 13 erwiesen, die nicht größer als 0,64 cm sand. Es ist jedoch möglich, den Bereich der Gegendruckflächen 13 noch stärker zu reduzieren.

Wenn ein die Widerstandskraft des Gegenpreß-Ktempels 16 übersteigender Druck von dem Preßstempel ausgeübt wird, wird die Platte 30 zwischen dem IPreßstempel 20 und den Gegendruckflächen 13 des Einsatzes 14 gedrückt und unter Druckwirkung auf die gewünschte Dicke verformt Die Formänderung der Platte 30 ist jedoch nicht der beim üblichen Tiefziehen entstehenden ähnlich. Bei üblichen Tiefziehprozessen ist eine konstante Wanddicke erwünscht In idealer Weise verändert die Platte ihre Form, jedoch nicht ihre Dicke. Daher tritt beim Tiefziehen eine Durchmesser- oder Längen- und Breitenreduzierung in einer Richtung stets auf mit einem Anstieg der Höhe oder Breite in einer anderen Richtung. Tritt eine Dickenänderung auf, dann erfolgt dies unkontrolliert und kann zu einem Bruch des Teils führen. Ein Anwachsen in der Höhe ist nahezu vollständig abhängig von dem Betrag einer Reduzierung in einer anderen Richtung. Im Gegensatz hierzu ist bei der Druckverformung nach der vorliegenden Erfindung eine Dickenänderung oder eine Verjüngung der Wand erwünscht. Der Durchmesser bzw. die Breite der Platte wird nicht wesentlich geändert. Der Höhenanstieg der Spinndüsenwände hängt vollständig ab von dem Betrag der Querschnittsreduzierung ihrer Dicke.

Der Betrag der Verjüngung der Platte wird im

,o wesentlichen kontrolliert durch die Form oder die Verjüngung der Preßstempels. Der in den F i g. 2, 3 und 5 gezeigte Preßstempel verjüngt sich gleichförmig. Daher ist die aufgrund eines solchen Preßstempels hergestellte Spinndüsenwand am Boden dicker und verjüngt sich gleichförmig zu einem dünneren Querschnittsbereich nahe dem Oberteil. Diese Verjüngung nähert sich der Form der Spinndüsenwand an, wie sie üblicherweise verwendet wird.

Um die geformte Metallplatte 30 aus der Matrize 10 zu entnehmen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die geformte Platte vollständig an den Gegendruckflächen 13 vorbei zu pressen, wie dies in F i g. 5 gezeigt ist. Da die inneren Wände der Druckeinsätze von den enger aufeinander zu stehenden Gegendruckflächen aus divergieren, läßt der Druck auf die Seitenwände 17 der geformten Platte 30 nach, und der Preßstempel kann leicht entfernt werden. F i g. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, bei dem Mittel vorgesehen sind, die zur Freigabe dieses Teils beitragen. Wie der Fig.9 entnommen werden kann, können in dem Halteblock 12 Abstreifer 25 angeordnet und aus ihrer zurückgezogenen Position eingesetzt werden, um die geformte Platte 30 von dem Preßstempel abzustreifen und dazu beizutragen, daß der Preßstempel aus der geformten Platte und der Matrize zurückgezogen werden kann.

1st der Preßsternpc! zurückgezogen, dann kann das hydraulische System des Gegenpreßstempeis aktiviert werden, wodurch sich der geformte Teil, d. h. die Spinndüse nach oben und aus der Matrize 10 auswerfen läßt. Andererseits kann jedoch der Gegenpreßstempel 16 dann, wenn sich die geformte Platte nicht ohne weiteres nach oben ausstoßen läßt, noch über die in F i g. 5 dargestellte Position hinaus zurückgezogen werden, so daß sich die geformte Platte von dem offenen Ende der Matrize 10 unterhalb derselben entnehmen läßt.

Bevor die Metallplatte 30 zu einer Spinndüse 4C umgeformt wird, kann es erforderlich sein, die Platte zu glühen. Die Art oder das Ausmaß des Glühens odei Temperas hängt von der Reduzierung der Querschnittsdicke pro Durchgang und von der Art der verwendeter Legierungsmischung ab. Es hat sich herausgestellt, daC für eine Legierung, die in der Hauptsache aus Platin unc Rhodium besteht, ein Glühen bei 1010⁰C für 10 Minu ten, gefolgt von einer zehnminütigen Abkühlperiode, zi einer Platte führt, die eine ausreichende Zugfestigkei aufweist um ein Zerreißen zu vermeiden, jedocr gefügig und ausreichend verformungsfähig ist um ohne

Reißen durch den Verformvorgang zu gehen. Der erfindungsgemäße Form- und Preßvorganj

begünstigt auch ein Kornwachstum in einer unter schiedlichen Richtung als die, die normalerweise be früheren Walz- und Spinndüsenfertigungsverfahrei

. h5 auftritt

In den Fig. 10 und 11 sind vollständige Formen voi einheitlichen einstückigen Ausbildungen mit Bodenwän den 44 und Seitenwänden 47 dargestellt Die gezeigt«

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Dickenänderung wird dadurch erreicht, daß man das Metall mindestens zweimal durch die Druck- und Verformvorrichtung hindurchführt. Allerdings kann es für einige Sipinndüsenentwürfe und Legierungsmischungen ausreichend sein, nur einen einzigen Durchgang vorzunehmen. Ist die Platte einmal auf ihre vorbestimmte Dicke zusammengepreßt, dann werden die Seitenwände 47 und die Flansche 49, wie in Fig. Π gezeigt, abgebogen und durch übliche Metallbearbeitungstechniken zur endgültigen Form umgeformt. Danach werden die dickeren Stirnwände 43, die elektrischen Anschlüsse 42 und die anderen erforderlichen Teile durch übliche Schweißverbindungstechniken angebracht.

Durch die vorliegende Erfindung gelingt es, wenn nicht sämtliche Schweißungen bei einer Spinndüse zu vermeiden, so doch den größten Teil derselben zu beseitigen. Von besonderer Bedeutung ist die Beseitigung der langen Schweißnähte, die bis jetzt erforderlich waren, um die Bodenwand 44 mit den Spinndüsenseitenwänden 47 zu verbinden sowie die Schweißnähte, die erforderlich waren für die Verbindung der oberen und dünneren Seitenwandteile mit den unteren und dickeren Seitenwanclbereichen, die die Seitenwände nunmehr als einheitliches Ganzes sich verjüngend herstellbar sind.

Wesentliche Vorteile vorliegender Erfindung sind auch darin zu sehen, daß hier ein besonderer Spinndüsenentwurf geschaffen wird, wobei die Bodenwand 44 und die Seitenwände 47 nahezu identisch und wiederholt hergestellt werden können. Es ergeben sich wesentlich geringere Variationen bei einer solchen Spinndüsenart im Vergleich zu Unterschieden, die früher durch die Schweißmaschinen oder durch die Fähigkeiten des die Spinndüsen herstellenden Personals verursacht wurden.

Die vorliegende Erfindung ist zwar im Hinblick auf die Verarbeitung von Platin-Rhodium-Legierungen beschrieben worden, es ist jedoch offensichtlich, daß Spinndüsen in Übereinstimmung mit den erfindungsgemäßen Schritten auch hergestellt werden können unter Verwendung anderer biegsamer, dehnungsfähiger und ausziehbarer, hochtemperaturwiderstandsfähiger Metalle.

Weiterhin sind sehr viele Veränderungen hinsichtlich der Dicke der Spinndüsenseitenwände möglich, indem unterschiedliche Formen und Abmessungen von Preßstempeln und Matrizeneinsätzen verwendet werden. Auch ist es möglich, die anfänglich verwendete Metallplatte 30 zu walzen oder ihr eine andere Gestalt durch Formung zu verleihen, wobei beispielsweise die Metallplatte, im Gegensatz zu den F i g. 2 und 3, wo sie eine gleichförmige Dicke aufweist, mit ungleichförmiger Dicke ausgangsmäßig verwendet wird.

Darüber hinaus ist es möglich, die Kontur des Preßstempels 20 bzw. der Einsätze 14 in Längsrichtung von einem Ende zum anderen zu verändern. Bisher wurde die Dicke von Spinndüsenwänden im wesentlichen in der vertikalen Richtung verändert. Dickenveränderungen über die Spinndüsenlänge waren zu schwierig, um diese herzustellen. Unter Verwendung der vorliegenden Erfindung sind auch Veränderungen in der Seitenwanddicke der Spinndüse über die Länge gesehen praktisch, ohne weiteres realisierbar und reproduzierbar. Daher ist es auch möglich, für eine gegebene Spinndüse, die in charakteristischer Weise in ihrem Mittelbereich mit höheren Temperaturen arbeitet, den Preßstempel und die Matrize in der Weise zu modifizieren, daß die Wanddicke in diesem typisch heißeren Bereich geändert wird, so daß man eine Spinndüse erzielt, die von einem Ende zum anderen mit gleichmäßigeren Temperaturen arbeitet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Spinndüse, vorzugsweise zum Ausziehen von Glas zu Fäden, die im Querschnitt nach oben sich verjüngende, von einem Boden ausgehende Seitenwände aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Metallplatte mittels eines Preßstempels durch eine öffnung einer Matrize gepreßt wird. ι ο

2. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß das nach Anspruch 1 hergestellte Teil mehrmals dem gleichen. Formvorgang unterworfen wird

3. Verfahren nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte durch einen Gegenpreßstempel fixiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Formvorgang im Bodenbereich der Metallplatte die Glasaustrittsöffnungen angebracht werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßstempel (20) der inneren Form der Spinndüse (40) entspricht und die formenden Teile der Matrize (10) schmale Gegendruckflächen (13) sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die formenden Teile der Matrize (10) von einem Einsatz (14) in dnem Halteblock (12) gebildet sind, wobei der Einsatz (14) sich zunächst in Preßrichtung verjüngt und nach den Gegendruckflächen (13) wieder erweitert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenpreßstempel (16) Aussparungen (17) für an der Metallplatte (30) angebrachte vorspringende Düsenspitzen (45) aufweist und hydraulisch betrieben ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenpreßstempel einen Zentrierdorn (27) aufweist und im Preßstempel (20) eine entsprechende Ausnehmung (26) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Preßstempel (20) im unteren Teil verjüngt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Preßstempel (20) und den Gegendruckflächen (13) gebildete Freiraum (22) in Längsrichtung der Spinndiisenwändc gesehen unterschiedlich breit ist. derart, daß sich eine Dickenänderung in Längsrichtung der Spinndüsenwände ergibt.

11. Vorrichtung nach einem odo: mehreren der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Einsätze (14) in dem diese aufnehmenden Haiteblock (12) Abstreifer (25) für das geformte Teil angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einen' evr Ansprüche ^r> bis II. dadun. ..'ekennzeichnet. da!' die Breite der Druckflächen (13! in !>rcÜHchu_ä u; vnnuler als '.27 cm ist

i I. Spinndüse, dadurch gCKCMi·'."!*.! : .:i. daß du Mirnwände (43) an das nach ccr A;i:-.i)ri:, .■■ η ^! bis J einstückig hergesKr'i'·-"i eil angeschweißt ·.:-■.;