DE2501216A1

DE2501216A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von glasfasern

Info

Publication number: DE2501216A1
Application number: DE19752501216
Authority: DE
Inventors: Edward Thomas Strickland
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-01-14
Filing date: 1975-01-11
Publication date: 1975-07-17
Also published as: HK25680A; SE7900340L; BE824321A; FR2257552B1; IL46386A; BR7500087A; FI750079A; SU944497A3; IE42038B1; DE2501216B2; IT1028168B; FI58479C; IL46386A0; US3905790A; FR2257552A1; BG28410A3; DE2420650A1; NO750085L; DD115645A5; RO72113A

Description

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

Edward T. Strickland 247/7

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Glasfasern

In neuerer Zeit hat der Verbrauch an Glasfasern (worunter hier nicht nur kürzere Fasern, sondern auch längere Fäden oder ; Filamente verstanden sein sollen) beträchtlich zugenommen, so daß Glasfasern in einer entsprechend großen Menge produziert werden müssen. Dabei hat sich das Hauptinteresse darauf gerichtet, die Produktionsleistung der Herstellungs-Anlagen zu ■ steigern. _;

Zur Herstellung von Glasfasern, und zwar insbesondere zur Herstellung längerer Fäden aus Glas, wird im allgemeinen ' eine Düseneinrichtung mit einer Anzahl von Einzeldüsen verwendet. Dieser Düseneinrichtung ist ein Schmelas-Behälter, z.B. eine kleine Wanne, ein iDrog oder dergleichen, so zugeordnet, daß geschmolzenes Glas, welches sich in dem Schmelze-Behälter befindet, durch die Düsen hindurch nach unten austreten kann,

5 09829/0711

wobei es sich unterhalb der Düsenöffnungen zunächst zu einem Konus aus geschmolzenem Glas formt, der dann in einen Glasfaden übergeht. Die einzelnen Glasfaden können dabei ggfs. auch mit einem mechanischen Zug nach unten gezogen werden.

Bei den bisher verwendeten Düseneinrichtungen sind die einzelnen Düsen durchweg als sogenannte "Spitzendüsen" ausgebildet, d.h. die Düsen besitzen ein über die Ebene der Düseneinrichtung hinaus nach unten vorstehendes isoliertes Mundstück, das ggfs. noch mit Kühlrippen oder anderen Kühlein— richtungen versehen sein kann und das eine ordnungsgemäße Separation der einzelnen Glas-Konen sicherstellen soll. Bei einer solchen Ausbildung der Düseneinrichtung können jedoch nur verhältnismäßig wenig Düsen pro Flächeneinheit der Düseneinrichtung vorgesehen sein, so daß der Durchsatz einer Düsen— einrichtung entsprechend begrenzt ist. Außerdem ist eine solche Düseneinrichtung normalerweise auch ziemlich teuer, weil eine unmäßige Menge an kostbarem Platin (dem üblicherweise verwendeten Metall) benötigt wird, sehr komplexe Düsengestaltungen erforderlich sind, oft unter erhöhtem Druck gearbeitet werden muß und demzufolge Druckerzeugungsmittel und druckbeständige Schmelze-Behälter eingesetzt werden müssen, usw. Mit der Erfindung soll die Herstellung von Glasfasern dahingehend verbessert werden, daß sich pro Düseneinrichtung ein erhöhter Durchsatz ergibt, und daß zugleich die Düseneinrichtung weit weniger teuer und aufwendig gestaltet werden kann als bisher.

Zur Erreichung dieses Ziels wird erfindungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen, welches sich erfindungsgemäß dadurch kennzeichnet, daß als Düseneinrichtung eine im wesent-

509829/071 1

lichen ebene Düsenplatte mit mindestens vier Reihen von Düsenlöchern, die in Überflutungs-Beziehung von einander entfernt sind, verwendet wird und daß ein Strom eines sich rasch bewegenden Gases nach oben gegen das mit den Düsenlöchern versehene Fläehengebiet der Düsenplatte gerichtet wird, welcher die Glas-Konen kühlt, in der Nähe der Düsenplatte eine Gasbewegung in allen Richtungen nach auswärts von dem mit den Düsenlöchern versehenen Flächengebiet weg erzeugt und eine Quelle für mit den Glasfaden nach unten gesaugtes Gas bildet.

Zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens wird weiterhin eine Vorrichtung vorgeschlagen, die eich erfindungsgemäß dadurch kennzeichnet, daß die Düsenlöcher in der Düsenplatte als einfache engständige, in Überflutungs-Beziehung von einander entfernte Durchgangsbohrungen ausgebildet und in mindestens vier Reihen angeordnet sind, und daß unterhalb der Düsenplatte eine Blaseinrichtung zur Erzeugung eines nach oben gegen das mit den Düsenlöchern versehene Flächengebiet der Düsenplatte gerichteten Gasstromes vorgesehen ist.

Die Erfindung vermeidet somit die bisher gebräuchlichen Spitzendüsen und verwendet stattdessen eine einfache ebene Platte mit engständigen Durchgangsbohrungen darin. 3)eshalb lassen sich pro Flächeneinheit der Düsenplatte wesentlich mehr Düsenöffnungen anordnen als bei den bisherigen Spitzendüsen, so daß sich allein schon dadurch eine entsprechende Durchsatzerhöhung einstellt. Derartige ebene Dlisenplatten mit einfachen und engständigen Durchgangsbohrungen konnten bislang für die Herstellung von Glasfasern nicht verwendet werden, weil die Durchgangsbohrungen dabei in Überflutunge-Beziehung zueinander stehen, d.h. auf der Unterseite der DÜ-

509829/071 1

senplatte zu einer Überflutung der gesamten Düsenplatte führen und damit die Ausbildung individueller Glas-Konen verhindern. Durch die Verwendung des aufwärts gerichteten Gasstromes wird eine solche Düsenplatte mit einfachen engständigen Durchgangsbohrungen dagegen hervorragend für die Glasfaser-Herstellung geeignet. Der Gasstrom führt nämlich, neben anderen Wirkungen, durch Kühlung der Glas-Konen zu einer stabilen Konus-Ausbildung und damit zu einer sicheren Separation der Konen, d.h. er verhindert ein Überfluten der Unterseite der Düsenplatte.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vielgestaltig. So läßt sich beispielsweise die Düsenplatte (und damit der Schmelze-Behälter,von dem die Düsenplatte einen Bestandteil bildet) einfach herstellen, wobei sehr viel weniger an dem extrem teuren Platin benötigt wird als bei den bisher gebräuchlichen Düseneinrichtungen mit Spitzendüsen. Im Vergleich zu diesen bisher gebräuchlichen Düseneinrichtungen wird bei der erfindungsgemäß ausgebildeten und betriebenen Düsenplatte auch sehr viel weniger Strahlungswärme an die Umgebung abgegeben, so daß das Bedienungspersonal besser gegen Strahlungswärme geschützt werden kann. Die verminderte Abgabe von Strahlungswärme führt aber auch dazu, daß bei der Erfindung weniger elektrische Energie notwendig ist. Dieser letztgenannte Punkt tritt besonders stark beim Vergleich von Düseneinrichtungen mit gleichem Durchsatz zutage.

Da hohe Flächendichten an Düsenlöchern, also eine große Anzahl von Düsenlöchern pro Flächeneinheit der Düsenplatte, realisiert werden können, ergibt die Erfindung eine verbesserte Produktionsleistung pro Flächeneinheit der Düsenplatte.

509829/0711

Darüberhinaus ergibt sieb aber auch pro Düsenöffnung selbst ein erhöhter Durchsatz, wiederum im Vergleich zu konventionellen Düseneinrichtungen mit Spitzendüsen, und zwar hauptsächlich wegen einer auf einem "Skin Effekt" beruhenden Pumpwirkung beim Kühlen der Glas-Eonen durch das rasch strömende Gas, wegen der kürzeren Länge der Düsenlöcher und auch wegen der höheren Temperatur am Austrittsende der Düsenlöcher. Die erzeugten Glasfasern haben eine gute Gleichmäßigkeit, und weiterhin wird keine komplizierte Herstellungseinrichtung benötigt. Insbesondere entfallen komplizierte Kühlrippen, Kühlflossen und dergleichen, Hauben- und Schacht-Anordnungen, gebogene druckfeste Schmelze-Behälter und entsprechende Düseneinrichtungen sowie Drucksysteme. Weiterhin braucht auch kein nicht-atmosphärisches Gas, das mit Kohlenstoff-Plattierungs-Gasen gemischt ist, um eine nicht-benetzbare Kohlenstoff-Barriere zu erzeugen, verwendet zu werden, und auch die Verwendung von nicht-benetzbaren Legierungen ist für die DÜsenplatte nicht nötig. Überdies wird als Kühlmittel das einfachst nur denkbare Kühlmittel benutzt, nämlich vorzugsweise Luft.

Hinsichtlich der Anzahl der Glasfaden, die mit Hilfe einer Düsenplatte hergestellt werden können, führt die Erfindung zu einer beträchtlichen Flexibilität. Ea lassen eich in jedem Pail mit Hilfe einer einzigen Düsenplatte ohne weiteres diejenige Anzahl von Glasfaden ziehen, die für die spätere Verwendung erforderlich ist, beispielsweise Stränge mit 1600, 2000, 3200, 4000, 20.000 und auch noch mehr !Fäden. Dadurch besteht die Möglichkeit der Eliminierung von Vorspinn-Operatio- , nen.

509829/0711

Eine sehr hohe Flexibilität besteht auch bei der Auswahl der Aufwickel-Gesehwindigkeiten. Geringere Aufwickel-Geschwindigkeiten führen zu einer Verminderung der Gefahr eines Brechens der Fäden. Demgemäß lassen sich mit der Erfindung kommerziell akzeptable Produktionsraten (in kg Glas) dadurch bewirken, daß mehr Düsenlöcher und geringere Aufwickel-Geschwind igkeiten verwendet werden. Aber auch selbst bei höheren Aufwickel-Geschwindigkeiten wurde gefunden, daß das gefürchtete "Snap-Out", nämlich das gleichzeitige Brechen einer großen Anzahl von Fasern zu praktisch der gleichen Zeit, nicht eintritt. Da die Düsenplatte mit dem sich mit hoher Geschwindigkeit aufwärts bewegenden Gas, das sich dann längs der Düsenplatte aus dem Düsengebiet heraus nach außen bewegt, praktisch gegen die äußere Umgebung abgeschirmt ist, kann aus der Umgebung kein Fremdgas (welches Verunreinigungen-tragen kann, die die Fäden verschmutzen und ein Brechen der Fäden verursachen können) in den Bereich der flüssigen Glas-Konen gezogen werden, so daß die Atmosphäre um die Konen herum sauberer ist als bisher.

Die höhere Flächendichte an Düsenlöchern und damit die verhältnismäßig große Anzahl von Fasern, die pro Düsenplatte erzeugt wird, führt weiterhin noch zu Vorteilen bei dem sogenannten "Schmälzen" der Glasfaden. Dieses Schmälzen geschieht normalerweise dadurch, daß die Glasfäden mittels einer Walze oder auch eines Zerstäubers mit flüssiger Schmälze (auch als Dressing, Binder oder Gleitmittel bezeichnet) beschichtet werden. Wegen der großen Anzahl an Fäden ergibt sich bei diesem Schmälzen ein geringerer Verlust und damit ein geringerer Verbrauch an flüssiger Schmälze als bei den herkömmlichen Verfah-

509829/0711

ren. Es scheint auoh so, daß durch eine Art Scheuerwirktrag der Glasfaden aneinander die Aufnahme überschüssiger Schmälze durch die einzelnen Fäden vermieden wird, so daß ein nachträgliches Abtropfen der Schmälze von den Fäden wesentlich vermindert ist. Das wiederum führt zu einer Verminderung einer Verunreinigung sowohl der Umgebungsluft als auch des Arbeitsplatzes durch die Schmälze und damit zu saubereren Arbeitsbedingungen.

In gleicher Richtung wirkt sich auch die Tatsache aus, daß durch das rasche Abschrecken des Glases die Abgabe von verdunstbaren Glasbestandteilen an die Umgebung vermindert wird. Die geringere Menge an abgegebenen verdampfbaren Bestandteilen kann durch das Kühlgas, vrelches von dem mit den Düsenöffnungen versehenen Flächengebiet der Düsenplatte aus seitlich nach außen strömt, leicht vom Arbeitsplatz fortgeführt werden.

Schließlich ist aber auch die Qualität der nach der Erfindung erzeugten Glasfasern höher als bei den herkömmlichen Prozessen. Infolge der raschen Abschreckung des Glases (in der Größenordnung 100 : 1, verglichen mit herkömmlichen Verfahren und Einrichtungen) und infolge der dadurch verminderten Verluste an verdampfbaren Glasbestandteilen bekommen die einzelnen Glasfaden eine Zusammensetzung, die besser der Zusammensetzung des geschmolzenen Glases im Glasbad entspricht· Darüberhinaus führt die beträchtlich größere Kühlung des Glases in den flüssigen Glas-Konen durch Leitung und Konvektion, anstatt durch die bisher übliche Kühlung durch Strahlung, zu besser getemperten Glasfaden.

509829/0711

Im Zusammenhang mit der Erfindung kann ohne weiteres ein konventioneller Glasschmelzofen mit konventionellem Zubehör, wie Heizeinrichtungen für den Schmelze-Behälter, Applikatoren für die Schmälze sowie Aufwickeleinrichtungen, verwendet v/erden. Es ist auch möglich, "bereits existierende Anlagen zur Durchführung der Erfindung umzubauen, indem der Schmelze-Behälter erfindungsgemäß modifiziert wird und indem die erforderlichen Einrichtungen für das Kühlgas vorgesehen werden.

Zur Durchführung der Erfindung genügt es, die Höhe der Säule an geschmolzenem Glas oberhalb der Düsenplatte auf die in üblichen Glasschmelzofen gebäuchliche Höhe einzustellen, d.h. im allgemeinen auf einen Wert von etwa 20 bis 35 cm. Die Erfindung kann aber auch mit Glassäulen von sehr viel geringerer Höhe bis etwa 2,5 cm oder weniger praktiziert werden. Andererseits können auch Druckeinrichtungen vorgesehen sein, obgleich Drücke oberhalb derjenigen, die durch die Höhe der Säule an geschmolzenem Glas erzeugt werden, verhältnismäßig aufwendige Einrichtungen erfordern, die auch im Betrieb zu Schwierigkeiten führen können. Die Temperatur des eingesetzten geschmolzenen Glases hängt naturgemäß von der jeweils verwendeten Glastype ab. Bei dem gebräuchlichen Glas der Type E liegt die Temperatur des geschmolzenen Glasbades im Bereich von etwa 1150 bis 1315 ⁰C. Für andere Glastypen läßt sich die erforderliche Glas-Temperatur leicht routinemäßig ermitteln.

Die bei der Erfindung verwendete Düsenplatte kann aus jeder Legierung bestehen, die zum Betrieb unter den Bedingungen der Glasfaser-rHerstellung akzeptabel ist. Diese Legierung kann benetzbar oder nicht-benetzbar sein. Als geeignet haben sich erwiesen eine übliche Platin-Legierung aus 80 $> Platin und 20 % Rhodium, oder aber auch eine Legierung aus 90 $> Platin und 10 io Rhodium. V/eiterhin können auch mit Zirkonerde-Körnern

509829/0711

stabilisierte Platin-Legierungen, die einen Krieeb-Widerstand
"besitzen, eingesetzt werden.

Die Oberfläche der Diisenplatte sollte weitgehend eben
sein. Ohne Nachteil können aber auch Platten verwendet werden,
die kleine Einbuchtungen haben oder eine leicht konkave und/
oder konvexe Konfiguration. Solche konkaven bzw, konvexen Konfigurationen können beispielsweise durch wärmebedingte Verwerfungen einer ursprünglich ebenen Diisenplatte entstehen,
sie sind aber ohne weiteres tolerierbar. Im Bedarfsfall kann ■ die Diisenplatte aber auch auf der Seite des geschmolzenen Glases (also zum Inneren des Schmelze-Behälters hin) mit Rippen
oder mit einer Wabenstruktur oder dergleichen ausgesteift werden. . '

Bei Düseneinrichtungen mit üblichen- Spitzendüsen ist es :

bekannt, ein Kühlgas (z.B. Luft) zu verwenden, welches die '

Düsen auf einen ϊ/ert beträchtlich unterhalb der Masse-Iempe- ;

ratur der Düseneinrichtung herunterkühlt. Durch diese starke _;

Kühlung der Düsen wird auch das durch die Dösen hindurch ;

fließenden Glas gekühlt, so daß es viskoser wird und weniger \

leicht fließen kann. Damit wirken die Düsen gewissermaßen als \

eine Art "thermisches Yentil", welches den Glas-Durchsatz '

durch die Düsen hindurch vermindert. Bei der Erfindung dagegen ·■

ist die Metalltemperatur im Bereich der Auslaßöffnungen der :

Düsenlöcher nicht nennenswert geringer als die Masse-Eempera- :

tür der Düsenplatte selbst, so daß nachteilige Effekte nach ^!

Art eines "thermischen Tentils" nicht in spürbarem Umfang |

auftreten. ^;

Die Dicke der Düsenplatte ist eine Punktion der Größe des Schmelze-Behälters, der Festigkeit der verwendeten Legierung, <

509829/0711

der Größe der Düsenlöcher, der Flächendichte an Düsenlöchern usw. Im allgemeinen braucht die Düsenplatte nicht stärker als etwa 1,5 mm zu sein, und es wurden sogar auch schon Düsenplatten von etwa 1 mm Stärke erfolgreich eingesetzt. Das mit den Düsenlöchern versehene Flächengebiet der Düsenplatte kann rechteckig, quadratisch, aber auch mit abgerundetem umfang versehen sein. Auf seiner kürzeren Seite kann es eine Dimension von mindestens etwa 1,2 cm besitzen, Dimensionen in dieser Richtung von mindestens etwa 2,5 cm liegen in'einer gut ausführbaren Größenordnung. Aber auch Flächengebiete von 25 x 25 cm sind ohne weiteres möglich.

Wie auch bei der konventionellen Praxis ist bei der Erfindung der Schmelze-Behälter oder die Düsenplatte mit Heizeinrichtungen versehen. Im allgemeinen wird dabei eine elektrische Widerstandsheizung verwendet.

Der Durchmesser der Düsenlöcher in der Düsenplatte ist im allgemeinen geringer als etwa 2,5 mm, es können Durchmesser von nur 0,5 mm und weniger verwendet werden. Das Muster der Anordnung der Düsenlöcher steht normalerweise zur freien -Wahl, die Düsenlöcher können in quadratischem, hexagonalem oder auch jedem anderen gewünschten Muster angeordnet werden. Um das mit den Düsenlöchern versehene Flächengebiet der Düsenplatte optimal ausnutzen zu können, sollten die Düsenlöcher, von Mittellinie zu Mittellinie gemessen, nicht weiter als 2 Durchmesser von einander entfernt sein. Abstände von etwa 1,25 bis etwa 1,7 Durchmesser, wiederum von Mittellinie zu Mittellinie gemessen, sind bevorzugt. Bei den kleineren Düsenlöchern kann das Metall zwischen zwei benachbarten Löchern sehr schmal werden, beispielsweise können sich Stege von nur 0,025 mm Breite ergeben. Im übrigen hängt der Abstand der Düsenlöcher zum Teil auch von der Dicke der Düsenplatte ab. Falls gewünscht, kön-

509829/0711

nen in der Düsenplatte periodische Gebiete ohne Düsenlöcher vorgesehen sein, um die gesamte Anordnung zu verstärken. In einem solchen EaIl muß allerdings sorgfältig darauf geachtet werden, daß kein ungleichmäßiger luftstrom um die Glas-Konen herum entsteht.

Mindestens sind in der Düsenplatte vier Reihen von Düsenlöchern vorgesehen, vorzugsweise sind mindestens etwa zehn oder elf Reihen von Düsenlöchern vorhanden, und noch besser werden mindestens etwa fünfzehn Reihen von Düsenlöchern (in jeder Richtung) verwendet. Infolge des geringen Abstandea zweier benachbarter Düsenlöcher, der sowohl für die Düsenlöcher innerhalb einer Reihe als auch für die Düsenlöcher zwischen zwei benachbarten Reihen gilt, stehen die Düsenlöcher in Überflutungs-Beziehung zueinander, was der gegenwärtigen Praxis diametral entgegengesetzt ist. Eine mit derartig engständigen Düsenlöchern '(ohne Düsenspitzen oder Mundstücke) versehene Düsenplatte wird normalerweise sofort und vollständig von dem aus den Düsenlöchern austretenden Glas überflutet, so daß sich keine für die praktische Produktion notwendige Separation einzelner Glas-Konen einstellt. Mit der Erfindung ist jedoch die Verwendung einer solchen Düsenplatte ohne weiteres möglich, weil, wie schon eingangs erwähnt, der aufwärts gegen die Düeenplatte gerichtete rasche Gasstrom die Ausbildung separater Glas-Konen und deren Aufrechterhaltung sicherstellt. Im übrigen wird die Brauchbarkeit einer solchen Düsenplatte bei der erfindungsgemäßen Praxis auch nicht dadurch beeinträchtigt, daß die Düsenplatte unter den normalen Betriebsbedingungen (Glas-Druck und Glas-Temperatur'kurz oberhalb der Platte) doch einmal überfluten sollte and damit die ungehinderte Produktion unterbricht. Eine Produktions-Effizienz von mindestens 90 % gilt allgemein als sehr wünschenswert, und eine derartige Effizienz, sogar noch eine größere,läßt sich mit der Erfindung sehr leicht erreichen.

509829/071 1

Pur praktische Produktionszwecke ist eine Flächendichte der Düsenlöcher von mindestens etwa 50 Löchern pro

ρ Ο

6,45 cm (ein Loch pro 12,9 mm ) geeignet. Bevorzugt wird eine Flächendichte von mindestens etwa 100 Löchern pro 6,45

ρ p

cm (ein Loch pro 6,45 mm ) und am zweckmäßigsten ist eine

Flächendichte von etwa 200 Löchern pro 6,45 cm (ein Loch

pro 3,23 mm). Bei sehr kleinen Loch-Durchmessern kann die Fläehendichte der Düsenlöcher auch Werte von etwa 500 "bis

2 2

1000 Löchern pro 6,45 cm (ein Loch pro 1,29 - o,65 mm ) annehmen. Die Tatsache, daß die Flächendichte jeweils auf

6,45 cm (entspricht 1 Square Inch im angelsächsischen Maßsystem) bezogen wurde, bedeutet nicht, daß das tatsächlich

ρ von den Düsenlöchern bedeckte Flächengebiet jeweils 6,45 cm betragen muß. Wie schon vorangehend erwähnt, kann das tatsächlich von den Düsenlöchern bedeckte Flächengebiet größer

ρ
oder kleiner als 6,45 cm sein.

Als Kühlgas wird bei der Erfindung im erster Linie Luft verwendet, weil diese billig in beliebigen Mengen zur Verfügung steht. Die Luft kann dabei Umgebungstemperatur haben, sie kann aber auch erwärmt oder gekühlt sein. Weiterhin können Dampf, fein dispergiertes Wasser, andere flüssige Tröpfchen und dergleichen der Luft zugemischt sein, um im Bedarfsfall deren Kühlkapazität zu erhöhen. Auch andere Gase, wie z.B. Stickstoff, Kohlendioxyd o.dgl. können in Kombination mit Luft oder anstelle von Luft verwendet werden. Generell wird ein nicht-reduzierendes Gas bzw. ein nichtreduzierendes gasförmiges Fluidum, welches keine reduzierende Atmosphäre im Bereich der Glas^-Konen und der Düsenplatte erzeugt, bevorzugt. Reduzierende Gase, wie Methan, Äthan o.dgl. werden demgegenüber nicht bevorzugt, sie können im Bedarfsfall aber auch verwendet werden. Da das Gas primär für Kühlzwecke benötigt wird, sind Gastemperaturen im Bereich der Zimmertemperatur und weniger (z.B. etwa 38⁰C oder

509829/071 1

weniger) bevorzugt. Die Vorteile der Erfindung lassen sich grundsätzlich aber auch mit einem wärmeren (Jas mit einer !Temperatur bis zu z.B. etwa 26o C erreichen, vorausgesetzt, daß dann das Gasvolumen entsprechend vergrößert wird, um die notwendige Kühlkapazität zu ergeben. Da Luft das bevorzugte Gas ist, sind alle nachfolgenden speziellen Zahlenangaben auf Luft bezogen. Für die Verwendung anderer Kühlgase gelten entsprechend andere Zahlenangaben, die sich aber unschwer ermitteln lassen.

Zur Inbetriebnahme einer erfindungsgemäße arbeitenden Vorrichtung kann in verschiedener Weiße vorgegangen werden. Wenn beispielsweise sich vom vorhergehenden Betriebsende aus die !Temperatur der Düsenplatte um bis zu 1000° vermindert hat und im übrigen die Glasmasse innerhalb des Schmelze-Behälters auf der Betriebstemperatur von beispielsweise etwa 1150 bis 1315⁰G gehalten wurde, besteht eine Möglichkeit darin, die Düsenplatte auf eine Temperatur etwa im Bereich der Devitrifications-Temperatür des Glases, die für Glas der Type E zwischen etwa 1083 und 1105°C liegt, zu erhöhen. Dadurch wird eine dünne Glasschicht innerhalb der Düsenplatte (also genauer innerhalb der Düsenlöcher) und oberhalb der Düsenplatte auf die gleiche Temperatur gebracht, während die auf Betriebstemperatur gehaltene Masse des Glases innerhalb des Schmelze-Behälters davon nicht beeinflußt wird. Als Folge dieser Temperaturerhöhung der Düsenplatte fließt eine geringe Glasmenge, die zuvor mit der Düsenplatte im Eontakt gestanden hatte, durch die Düsenlöcher aus, und zwar in der Form gesonderter Ströme. Diese ausfließende geringe Glasmenge benetzt und überflutet die Unterseite der Düsenplatte nicht, selbst wenn die Düsenplatte aus einer benetzbaren Legierung hergestellt ist. Es entstehen somit von vorneherein Einzelfäden, die zwar zunächst noch sehr spröde sind, die

509829/0711

H -

sich aber bei sorgfältiger Handhabung langsam abziehen lassen. Wenn danach die Temperatur der Düsenplatte auf Werte oberhalb des Devitrifications-Bereichs erhöht und zugleich die Luftkühlung einjustiert wird, läßt sich die geringe Menge an devitrifiziertem Glas schnell und "vollständig ausspulen, und danach kann das Glas dann in üblicher Weise weiterbehandelt werden.

Eine andere Methode der Inbetriebnahme besteht darin, die Temperatur des Glases in der Fähe der Düsenplatte durch entsprechende Temperaturerhöhung der Düsenplatte selbst so zu erhöhen, daß das Glas gering viskos wird und unter dem Druck der Säule an geschmolzenem Glas innerhalb des Schmelze-Behälters rasch aus den Düsenlöchern der Düsenplatte ausfließt. Infolge der Benetzungsfähigkeit des Glases und der Engständigkeit der Düsenlöcher wird dabei die Unterseite der Düsenplatte überflutet, und es bildet sich auf der Unterseite der Düsenplatte ein immer schwerer werdendes Glasvolumen aus, welches schließlich abreißt und dabei die einzelnen Glasfaden mit sich zieht. Sobald das Volumen des überfluteten Glases schwer genug geworden ist und die anfängliche Abziehkraft liefert, ist es allerdings notwendig, die Strömung des flüssigen Glases durch die Düsenlöcher hindurch zu vermindern, weil sonst keine Separation in einzelne Glas-Konen und damit keine Ausbildung von einzelnen Glasfaden eintritt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird diese Regelung der Strömungsrate des Glases durch eine entsprechende Temperaturregelung der Düsenplatte bewirkt. Bei einem anderen, ebenfalls sehr vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der elektrische Stromfluß zur Düsenplatte konstant gehalten werden, und die Verminderung der Temperatur der Düsenplatte zum Zwecke der Separation der einzelnen Glas-Konen kann dadurch erfolgen,

509829/0711

daß eine stetige Strömung an Kühlluft auf die Platte gerichtet wird. Sobald die Separation eingetreten ist, kann dieser Strom an Kühlluft vermindert werden, damit sich die Düsenplatte aufwärmen und in der vorangehend beschriebenen Weise arbeiten kann.

Die zweitgenannte Methode der Inbetriebnahme ist im allgemeinen etwas schneller als die erstgenannte Methode. Eine weitere Beschleunigung der Separation der einzelnen Glas-Konen läßt sich erzielen, wenn nach dem Überfluten der Unterseite der Düsenplatte die Temperatur der Düsenplatte in den Bereich oder an den Rand des Bereiches der Glas-Devitrifications-Temperatur vermindert wird. Durch diese Temperaturverminderung, die normalerweise eine Temperatur-Verminderung um etwa 50 bis 150⁰C bedeutet, bewirkt, daß die Düsenplatte als eine Art "thermisches Ventil" für die Strömung des geschmolzenen Glases wirkt und praktisch den Glasfluß durch die Düsenlöcher hindurch stoppt. Dadurch wird es leichter möglich, daß überflutete Glas an der Unterseite der Platte zum Abfließen zu bringen oder ggf. (z.B. mit Hilfe eines Glasstabes) von der Unterseite der Düsenplatte abzuziehen, wobei sich dann die gewünschte Separation einstellt.

Die Geschwindigkeit für den Abzug des Glases sollte am Anfang der Inbetriebnahme verhältnismäßig gering sein (generell etwa im Bereich von 1,2 bis 1,3 cm/Sek.)_f um eine zu starke Ausdünnung mit der Folge eines unerwünschten Abrisses der sich bildenden Glasfäden zu verhindern und um zu ermöglichen, daß sich das an der Oberfläohe der Düsenplatte anhaftende Glas langsam in den abgezogenen Hauptetrom hineinzieht. Eine solche bedächtige und langsame Bate für das Abziehen des Glases sollte möglichst so lange aufrecht erhalten bleiben, bis die Unterseite der Düsenplatte frei

509829/071 1

von Glas ist und die Separation der einzelnen Glas-Konen eingetreten ist. Zu diesem Zeitpunkt ist es, um eine Ausdünnung und einen Abriß der Fäden zu vermeiden, notwendig, die Strömungsrate des Glases durch die Düsenlöcher hindurch wieder zu vergrößern, was zweckmäßig durch ein leichtes Anwärmen der Düsenplatte geschieht. Durch das Anwärmen der Düsenplatte auf eine etwas höhere Temperatur spricht das zuvor durch die Temperaturerniedrigung geschlossene "thermische Yentil" in Öffnungsrichtung an, d.h. es stellt sich wieder eine "begrenzte Strömungsrate an geschmolzenem Glas durch die Düsenlöcher hindurch ein. Die sich dabei unterhalb der Mündungen der einzelnen Düsenlöcher ausbilenden Glasfaden können um eine sich sehr langsam drehende Wickelvorrichtung, z.B. eine Spannhülse, aufgewickelt werden. Anschließend können die Drehgeschwindigkeit der Wickelvorrichtung und die Temperatur der Düsenplatte (also die Strömungsrate durch die Düsenplatte hindurch) simultan und gradiell erhöht werden, während zugleich die Luftkühlung durch Absenken des Kühlluftdruckes in angepaßter Weise vermindert wird, bis schließlich eine maximale Abzugsgeschwindigkeit und eine maximale Temperatur erreicht sind.

Während des Betriebs ergibt sich für das durch die einzelnen Düsenlöcher hindurchfließende Glas eine dynamische Saugspannung, und zwar als Folge der beim Abziehen wirksamen Kräfte, denen entgegensteht der Viskositäts-Widerstand des Glases durch die Konen (deren Basen durch Oberflächenspannung an dem Rand der Austritts öffnungen der Düsenlöcher anhaften), die Benetzungsenergie des Glases und das teilweise Vakuum innerhalb der Konen. Durch diese dynamische Saugspannung wird mehr Glas durch die einzelnen Düsenlöcher hindurchgezogen, als unter der Wirkung der Schwerkraft allein durch sie hindurchfließen würde. Es ergibt sich ein stetiger

509829/071 1

Glasfluß zu den einzelnen Fäden hin, und ein Überfluten der
Düsenplatte wird vermieden.

Um eine asymptotische Geometrie der Glas-Konen unter- i

halb der Diisenlöcher und damit eine ordnungsgemäße Separation !

der einzelnen Glasfaden aufrechtzuerhalten, ist es notwen- ;

dig, die einzelnen Glas-Konen und die sich daraus "bildenden j

Fäden im wesentlichen identisch zu kühlen und außerdem eine ■

richtige Korrelation zwischen der Abzugsrate, der iempera- ·

tür der Düsenplatte und der Strömungsrate durch die einzelnen ',

Düsenlöcher hindurch aufrechtzuerhalten. Zur gleiohförmigen ^;

Kühlung der einzelnen Glas-Konen und Glasfäden dient der !

von der Blaseinrichtung aus gegen die Düsenplatte gerichtete .

rasche Gasstrom (vorzugsweise Luft). Datei hängt der Abstand ;

der Blaseinrichtung von der Düsenplatte ab von der Größe !

des mit den Düsenlöchern versehenen Flächengebiets der Düsen— | platte, von der Größe der Luftdüsen und dergleichen. Generell

kann dieser Abstand im Bereich zwischen etwa 2 und 50 cm ;

liegen, er beträgt bei den weiter unten erläuterten Luft- !

düsen etwa 5 bis 10 cm. Bevorzugt wird der sich aufwärts be- j

wegende Luftstrom in einem Abstand von etwa 5 bis 30 cm von c. ,

der Düsenplatte eingeführt. Wenn das mit den Düsenlöohera ;

versehene Flächengebiet der Düsenplatte größer ist, sollte \

die Luftdüse für den sich aufwärts bewegenden Luftstrom j mindestens etwa 10 cm von der Düsenplatte entfernt sein,so daß.

der Luftstrom ohne Schwierigkeiten auf das gesamte mit den j Düsenlöchern versehene Fläohengebiet der Düsenplatte auftreffen kann. Dieser Luftstrom kann sioh dabei ohne weiteres
zwischen den einzelnen Fäden hinduroh zu jedem der hunderte
oder tausende von Glas-Konen bewegen, denn unterhalb der
Düsenplatte ist trotz der Engständigkeit der Düsenlöoher

beträchtlich mehr offener Raum, als Raum von den Glasfaden j

eingenommen wird. !

509829/0711

Trotz des verhältnismäßig geringen Raumes, den die Glasfaden einnehmen, reißen die Fäden, infolge ihrer schnellen Bewegung, Luft mit nach unten und wirken damit als eine Art Luftpumpe. Innerhall) der ersten Bruchteile eines Zentimeters unterhalb der Düsenlöcher ist der Oberflächenwiderstand der Fäden zwar noch nicht in der Lage, die sich nach außen schiebenden Luftwirbel so beschleunigen, daß die Pumpwirkung infolge Mitreißens der Luft spürbar ist. In größerem Abstand von der Düsenplatte jedoch werden die Fäden immer enger aneinander gebracht, und die Luft schiebt sich immer fester und schneller mit den Grenzschichten auf den einzelnen Päden nach unten, d.h. die Pumpwirkung nimmt rapide zu.

Wenn die aufsteigende turbulente Luft die Zwischenräume zwischen den einzelnen Düsenlöchern erreicht, reißt sie nach Art eines hexagonalen Sterns auseinander, wobei ein Teil der Luft direkt zum Gebiet zwischen den Fäden strömt, während der Rest perfekt so proportioniert wird, daß er eine gleichmäßige 36O°-Kühlung der Glas-Konen bewirkt. Diese Kühlluft erwärmt sich dabei und strömt abwärts, wobei sie die Glas-Konen und auch die sich daran anschließenden Fäden auf voller Länge umhüllt und mit den Fäden abwärts gerissen wird. Sie folgt den Fäden in die Zone hoher Pumpwirkung und wird dabei auf eine sehr hohe Geschwindigkeit beschleunigt. Außerdem werden durch den Einfluß der die sich abwärts bewegenden Fäden umgebenden Grenzschichten Luftwirbel erzeugt, in denen eine ständige Durchmischung der aufsteigenden kalten Luft mit der abwärts strömenden warmen Luft stattfindet. Diese ständige Durchmischung führt zu einer gleichförmigen und stabilen Umgebung über die gesamte Länge der gebildeten Päden hinweg.

Der aufwärts gerichtete Luftstrom hat nicht nur den 509829/0711

Zweck, die Oberfläche der Glas-Konen zu kühlen und einen mit den Fäden abwärts gezogenen Luftstrom zu ergeben, sondern dient auch, dazu, Gebiete von stagnierender Luft, die zu lokalen. Überhitzungen und damit zur Gefahr eines Überflutens der Düsenplatte führen können, zu verhindern. Untersuchungen haben gezeigt, daß ein Teil der aufwärts gerichteten Luft nach dem Auftreffen auf die Unterseite der Düsenplatte sich aus dem mit den Düsenlöchern versehenen Gebiet der Düsenplatte seitlich nach allen Richtungen herausbewegt. Dadurch wird insgesamt eine gleichmäßige und wirksame Kühlung sichergestellt, die die Ausbildung und Aufrechterhaltung der Separation der Konen und damit der Fäden gewährleistet.

Genau entgegengesetzt zu dem Verhalten üblicher Düseneinrichtungen mit Spitzendüsen wurde festgestellt, daß bei konstanter Aufwickelgeschwindigkeit und konstanter Temperatur der Düsenplatte eine stärkere Luftkühlung zu Fäden von größerem Durchmesser führt. Offensichtlich wird durch die Oberflächenkühlung in den Glas-Konen eine zusätzliche Pumpwirkung erzeugt, wenn die Fäden aus den Konen gezogen werden.

Im normalen Betrieb ist die Länge der Glas-Konen, die für das bloße Auge stabil ist, nur sehr kurz, generell beträgt sie nicht mehr als etwa das 2,5-fache des Durchmessers der Düsenlöcher, und in jedem Pail sind die Glas-Konen nicht langer als etwa 5 mm. Unter bevorzugten. Betriebsbedingungen ist die Länge der Glas-Konen nur um etwa das 1,5-fache größer als der Durchmesser der Düsenöffnungen. Oftmals führt die Pumpwirkung, die durch die gekühlte Oberfläche der Konen erzeugt wird, dazu, daß sich die Basen der Konen etwas aufwärts zur Seite der Düsenlöcher in der Düsenplatte hin zurückziehen. Die Glastemperatur an der Spitze der

509829/07 1 1

Konen liegt etwa bei der Temper-Temperatur des Glases, d.h. im allgemeinen im Bereich zwischen etwa 760 und 93O⁰C.

Der Winkel, mit dem der Luftstrom nach oben gegen die Düsenplatte gerichtet wird, hängt etwas von der Anzahl der Reihen an Düsenlöchern und von der Flächendichte der Düsenlöcher ab. Generell ergibt sich die beste Prozeßkontrolle, wenn der Luftstrom so vertikal zur Düsenplatte angeordnet wird, wie dies gerade noch mit der Notwendigkeit, die Glasfaden abwärts zu ziehen, verträglich ist. Beispielsweise kann die Luft in einem Winkel von etwa 40° aus der Horizontalen heraus auf die Düsenplatte gerichtet werden. Untersuchungen an einer Düsenplatte mit 17 Reihen und mit 10 Reihen haben gezeigt, daß sich im kommerziellen Betrieb eine realistische Prozeßkontrolle (d.h. die Gewährleistung und Beeinflussung der Separation der Konen) erzielen läßt, wenn der Winkel des Luftstromes bei mindestens etwa 45 bis 46° von der Horizontalen liegt, und wenn er bevorzugt bei mindestens etwa 60° von der Horizontalen liegt. Bei Verwendung von nur wenigen Reihen an Düsenlöchern scheint der Winkel des Luftstromes etwas weniger kritisch zu sein. In jedem Pail werden, soweit möglich, Winkel des Luftstromes von etwa 70 bis 85° bevorzugt. Der Ausdruck "Horizontale" bedeutet dabei die Ebene, in der die Düsenplatte normalerweise liegt.

Als Blaseinrichtung kann jede mechanische Anordnung verwendet werden, die einen Massestrom an aufwärts gerichteter Luft erzeugt, d.h. eine einzige sich aufwärts bewegende Luftsäule, die als solche im Gebiet der Konen und der Düsenplatte ankommt und auf die Düsenplatte auftrifft. In manchen Fällen ist dabei eine einzige Luftdüse ausreichend, in anderen Fällen können Mehrfach-Düsen oder Schlitz-Dtisen zweckmäßiger sein. Auch können Ablenkplatten, die die Luft

509829/0711

au einem aufwärts gerichteten Strömungsweg ablenken, eingesetzt werden. Im allgemeinen genügt es, die Luft von einer Seite der Düsenplatte aus auf das mit den Düsenlöohern versetzte Fläohengebiet der Düsenplatte zu richten, und eine solche Anordnung ist bevorzugt. Palis gewünscht,kann die Luft aber auch von zwei oder mehr Seiten der Düsenplatte aus auf das mit den Düsenlöchern versehene Flächengebiet ; der Düsenplatte geleitet werden. In jedem Fall sollte der Querschnitt des Luftstroms im Augenblick des Auftreffens auf die Düsenplatte mindestens bo groß sein wie das mit den Düsenlöohern versehene Flächengebiet der Düsenplatte. TJm etwas zusätzlichen Platz für die Anordnung der Blaseinrichtung zu schaffen, kann es im übrigen zweckmäßig sein, die Fasern etwas zu einer Seite hin abzuziehen. Der gleiche vorteilhafte Effekt läßt sioh aber auch dadurch erreichen, daß die Fasern senkrecht abgezogen werden und die Düsenplatte selbst etwas schräg angeordnet wird.

Die Drücke der Luft, mit denen der aufwärts gerichtete Luftstrom erzeugt wird, lassen sich für den jeweiligen Bedarfsfall leicht ermitteln, sie können zwischen 5 om Wassersäule bis hinauf zum Bereioh von o,35 bis o,7 atü liegen und ggf. auch noch größer sein, je nach Größe, Anordnung und Positionierung,der Düsen usw. Generell werden Drüoke von ■ etwa o,o7 bis o,35 atü bevorzugt, insbesondere für Düsenplatten mit 10 oder mehr Reihen an Düsenlöohern. Die lineare Geschwindigkeit der die Luftdüsen verlassenden Luft liegt durchweg bei mehr als etwa 30 m pro Sekunde und vorzugsweise bei mehr als 60 m pro Sekunde. Luftgesohwindigkeiten von j 120 m pro Sekunde und höher können im Rahmen der Erfindung ' aber auch angewendet werden, die Luftgeschwindigkeiten hängen ebenso wie die verwendeten Luftdrüoke teilweise von \ i.er Art der Blaseinrichtung ab. Sichergestellt sein muß in j

509829/0711

jedem Pall lediglich, daß der Luftstrom zum Kühlen der Konen und zum Aufrechterhalten einer stabilen Separation der Konen ausreicht, daß er auf die Düsenplatte auftrifft und jegliche stagnierende Luft in der Fähe der Düsenplatte vermeidet,, und daß er eine Quelle für mit den lasern abwärts gesaugtes Gas bildet. Andererseits darf natürlich aber die Kühlung nicht so prononziert sein, daß die Herstellung der Glasfaden nachteilig beeinflußt wird.

Die Verwendung einer einzigen, rasch strömenden Luftsäule ist bei der praktischen Durchführung der Erfindung zwar bevorzugt, aber nicht die einzige Methode zur Stabilisierung der Konen. Ebenso gut kann zum gleichen Zweck auch vorgesehen sein, eine Serie von dünnen Vorhängen an kalter Luft in rascher Aufeinanderfolge über die Düsenplatte streichen zu lassen, und zwar in einem Winkel von 46 bis 90° zur Platte. Auch weitere Modifikationen sind hinsichtlich der Kühlluft möglich, beispielsweise die Verwendung einer Stakkato-Serie von gesteuerten ringförmigen Wirbeln, die sich etwa senkrecht zur Unterseite der Düsenplatte auf diese zu bewegen. Weiterhin können auch spiralige Luftströme eingesetzt werden, deren Wirbel sich etwa in einer Ebene mit der Düsenplatte drehen, ähnlich denjenigen, die durch ein Ventilator-Blatt erzeugt werden.

Die Engständigkeit der Düsenlöcher und die Stabilität der Glas-Konen unterhalb der Düsenlöoher hat noch den besonderen Vorteil, daß eine Selbst-Korrektur einer örtlichen Überflutung eintritt, wenn sich durch Brechen eines Padens während des Betriebs eine solche örtliche Überflutung einstellen sollte. Palis ein Paden bricht, stellt sich an der zugeordneten Düsenöffnung eine Überflutung zum benachbarten Paden hin ein, und dieser benachbarte Paden übt eine zu-

509829/0711

nehmende Abziehkraft auf das überflutete Glas aus, so daß sich die Konus-Ausbildung und damit die Faserbildung auoh an der überfluteten Düsenöffnung wieder einstellt. Im Bedarfsfall kann dabei eine lokalisierte Zusatzkühlung, wie sie als solche bekannt ist, z.B. mit einer Hand-Luftlanze, bei den infolge der Überflutung ineinander geflossenen Fasern angewandt werden, um die Überflutung zu beseitigen und die normalen Betriebsbedingungen wieder herzustellen.

Um sicherzustellen, daß im Falle eines Fadenbruchs das geschmolzene Glas von dem betreffenden Düsenloch aus in kontrollierter Weise flutet, sieht ein Ausführungsbeiepiel der Erfindung kapillare Rillen zwischen den Auslaßöffnungen der Düsenlöcher vor. Diese kapillaren Rillen haben die Wirkung, daß sich die Düsenplatte so verhält, als ob sie eine gesteuerte, aber perfekte Benetzbarkeit hätte. Zweckmäßig wird dabei jedes Düsenloch mit mindestens zwei benachbarten Düsenlöchern verbunden, so daß im Falle eines Fadenbruohs ein kontrolliertes Überströmen des Glases von dem betreffenden Düsenloch aus zu mindestens einem benachbarten Düsenloch sichergestellt ist. Die ^kapillaren Rillen können so breit sein wie die Düsenlöcher selbst, vorzugsweise haben sie aber eine Breite von nur einem Drittel des Durohmessers der Düsenlöcher. Ihre Tiefe kann etwa die Hälfte der Dicke der Düsenplatte betragen.

Im Zusammenhang mit der Inbetriebnahme der Vorrichtung und im Zusammenhang mit der Selbst-Korrektur des Überflutens ist eine Düsenplatte aus einer stark benetzbaren Legierung, die leiohter überflutet, gegenüber einer %eenplatte aus einer sogenannten nicht-benetzbaren Legierung bevorzugt. Natürlioh überfluten aber alle Legierungen, sobald die Temperatur des Glases ausreichend hoch ist und das Glas vollständig leicht flüssig.ist.

509829/0711

Es hat sich gezeigt, daß die Glas-Konen am Umfangsrand des mit den Düsenlöchern "versehenen Flächengebiets der Düsenplatte häufig eine leichte Instabilität zeigen, im Vergleich zu den übrigen Glas-Konen. Dies beruht darauf, daß sowohl die Düsenplatte als auch das Glas infolge von Wärmeverlusten am Umfangsrand des mit den Düsenlöchern versehenen Flächengebietes der Düsenplatte etwas kühler sind. Die Stabilität der Glas-Konen am Umfangsrand des mit den Düsenlöchern versehenen Flächengebiets der Düsenplatte läßt sich aber verbessern, wenn die Düsenlöcher am Umfangsrand etwas größer (beispielsweise um etwa o,o2 mm bis o,o7 mm im Durchmesser) gemacht werden als die übrigen Düsenlöcher in der Düsenplatte. Dadurch ergibt sich ein stabiler Betrieb, ohne daß die Gleichförmigkeit der Fadengrößen spürbar beeinträchtigt wird. Da die Hauptmasse des ausströmenden Glases und nicht gerade nur dessen Oberfläche bei den am Umfangsrand angeordneten Düsenlöchern etwas kühler ist, fließt das Glas durch diese Düsenlöcher etwas weniger leicht hindurch, so daß der etwas vergrößerte Durchmesser .dieser Düsenlöcher die verminderte Fließfähigkeit des Glases kompensiert und im Ergebnis einen Glasfaden von praktisch der gleichen Dicke bildet, wie er auch von den innerhalb gelegenen Düsenlöchern geliefert wird. Im übrigen kann es, alternativ oder zusätzlich zur geringfügigen Vergrößerung des Durchmessers der am Umfangsrand gelegenen Düsenlöcher, auch zweckmäßig sein, der bei den am Umfangsrand gelegenen Düsenlöchern etwas stärkeren Tendenz zum Überfluten dadurch zu begegnen, daß nur diese am Umfangsrand gelegenen Düsenlöcher mit den kapillaren Rillen versehen v/erden.

Die Glasfaden werden nach einer gewissen Abkühlung bei der Erfindung ebenso wie bei allen herkömmlichen Verfahren noch mit einer üblichen Schmälze "beschichtet, was

509829/071 1

mittels einer Walze oder einer Sprüheinrichtung geschehen
kann. Anschließend werden sie dann aufgewickelt. Die ^; Abzieh- und Aufwickel-Geschwindigkeiten der Fasern können
sich in einem weiten Bereich von z.B. etwa?3O m pro Minute
bis zu etwa 4000 m pro Minute oder sogar auch noch mehr
halten. Die Festlegung der Aufwickel-Geschwindigkeiten und > damit der Abzieh-Kräfte läßt sich im Zusammenhang mit den
übrigen Betriebsbedingungen ohne Schwierigkeiten treffen. ' Bei üblichen Verfahren werden Aufwickel-Geschwindigkeiten
von mehr als etwa 1500 m pro Minute verwendet, und entsprechende Geschwindigkeiten sind auch bei der Erfindung
ohne weiteres einsetzbar. Andererseits kann es bei Verwendung
geringerer Abzieh-Geschwindigkeiten leichter möglich sein,
die Glasfaser-Produktion an die Verbrauchsrate der Glasfasern anzupassen, so daß bei der Herstellung eines bestimmten Produktes stets ein Glasfaser-Bündel so erzeugt
wird, daß es unmittelbar für das betreffende Produkt weiter- ' verarbeitet werden kann. In Hinsicht auf die große Flächendichte an Düsenlöchern in der Düsenplatte ist auch eine
Arbeitsweise mit geringen Abzieh-Gesohwindigkeiten durchaus ·' noch im Bereich der mit der Erfindung erzielbaren Vorteile i und auch im Bereich praktischer Durchführbarkeit. Die
Schmälze-Applikatoren (Walzen oder Zerstäuber), die jeweils ! verwendeten Schmälzen selbst sowie auch die Abzieh- und
Aufwickel-Einrichtungen sind konventionell und werden des- ! halb hier nicht mehr näher erläutert. !

• · i

Es wurde bereits erwähnt, daß die Qualität der er- _:

findungsgemäß hergestellten Glasfasern ausgezeichnet ist ,

und daß infolge der raschen Kühlung des geschmolzenen Glases !

unterhalb der Düsenlöcher weniger verdampfbare Bestandteile j

des Glases verloren gehen und damit die Zusammensetzung der j

Glasfasern näher an der Zusammensetzung des Glases im Glas- ;

^J I

bad liegt. Darüber hinaus ergibt die Erfindung aber auch j

509829/0711

die Herstellung getemperter Fasern. Mit der sehr raschen, geradezu abschreakangsartigen Abkühlung des Glases durch die aufwärtsströmende luft wird die Oberfläche des Glases sehr viel rascher gekühlt als dessen Inneres, und der Temperaturgradient liegt stärker oberhalb der Temper-Temperatur des Glases als darunter. Als Ergebnis davon steht die Oberfläche der erzeugten Glasfäden unter Kompression. Bei üblichen Verfahren unter Verwendung von Spitzendüsen dagegen tritt genau der gegenteilige Effekt ein, der Temperaturgradient ist stärker unterhalb der Temper-Temperatur als darüber.

Im übrigen tritt bei herkömmlichen Verfahren öfter das sogenannte "Snap-Out" auf, d.h. eine große Anzahl von Pasern bricht bei Temperaturen unterhalb der Temper-Temperatur praktisch zur gleichen Zeit, was eine empfindliche Störung des Produktionsprozesses verursacht. Dieses "Snap-Out" wird in Umfangsrichtung und auch in Längsrichtung wirkenden temporären Zugkräften zugeschrieben. Wie schon weiter vorn erwähnt, ist ein "Snap-Out" bei der Praktizierung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht beobachtet worden, und es ist nunmehr verständlich, warum dem so ist.

Es wurde auch schon erwähnt, daß bei der Praktizierung des erfindungsgemäßen Verfahrens jeder übliche Glasschmelzofen mit dem üblichen Zubehör verwendet werden kann. In manchen Fällen kann es aber zweckmäßig sein, eine Vorrichtung zu verwenden, bei der die Höhe der Säule an geschmolzenem Glas im Schmelze-Behälter unabhängig vom Pegel des geschmolzenen Glasbades konstant gehalten werden kann.

509829/0711

Nachfolgend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei stellen dar:

Pig. 1 schematisch im Längsschnitt eine

erfindungsgemäße Torrichtung zur Herstellung von Glasfasern mit einer zusätzlichen Einrichtung zur Konstanthaltung der Höhe der Glassäule im Schmelze-Behälter,

Fig. 2 im vergrößerten Maßstab Sohnitt-

ansichten der Düsenplatte und des Schmelze-Behälters "bei der Vorrichtung· gemäß Pig. 1 und

Pig. 3 im vergrößerten Maßstab ein De- !

tail der Pig. 1. j

509829/0711

Die in Fig. 1 im schematischen Querschnitt dargestellte Vorrichtung 10 enthält einen kleinen büchsenartigen Schmelze-Behälter 16, innerhalb dem sich eine Säule aus geschmolzenem Glas 14 befindet. Dieser Behälter 16 setzt sich zusammen aus einem oberen Hülsenteil 18 von beispielsweise rechteckigem, quadratischen, kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt, einem demgegenüber im Querschnitt vergrößerten unteren Basisteil 20 und einer am unteren Ende des Basisteils angeordneten ebenen Düsenplatte 22, in der sich zahlreiche eng beieinander stehende, als einfache Durchgangsöffnungen ausgebildete Düsenlöcher 24 befinden. Beispielsweise kann die Düsenplatte bei einer quadratischen Fläche von 6,85 x 6,85 cm insgesamt 2000 Düsenlöcher 24 enthalten, wobei jedes Düsenloch einen Durchmesser von 0,1 cm besitzt und wobei der Abstand zweier benachbarter Düsenlöcher, von Mittellinie zu Mittellinie gemessen, etwa 0,15 cm beträgt. Die Länge der Düsenlöcher in der Düsenplatte liegt normalerweise im Bereich von etwa 0,07 cm bis 0,15 cm.

Um die Düsenplatte 22 zu verfestigen und gegen Verwerfungen und Verbiegungen zu sichern, können oberhalb der Düsenplatte noch Aussteifungselemente angeordnet sein, beispielsweise, wie zeichnerisch dargestellt, T-förmige Aussteifungsschienen oder aber (was nicht dargestellt ist) eine bienenwabenförmige Aussteifungsstruktur. Unbedingt notwendig ist die Verwendung solcher Aussteifungselemente aber nicht, in zahlreichen Fällen kann die Düsenplatte auch ohne zusätzliche Aussteifungselemente verwendet werden.

Oberhalb des Behälters 16 befindet sich ein Vorrat an geschmolzenem Glas. Weiterhin ist am oberen Ende des Behälters 16 ein Ventilsitz 39 angeordnet, der mit einem Ventil zusammenwirkt, welches im geöffneten Zustand eine Verbindung

509829/0711

cry —

zwischen dem Glas-Vorrat 30 und dem Inneren des Behälters 16 herstellt. Durch entsprechende Betätigung des Ventils 28 kann der Glaszufluß vom Torrat 30 zum Inneren des Behälters 16 so geregelt werden, daß die Glassäule 14 innerhalb des Behälters 16 eine vorbestimmte und praktisch konstante Höhe hat. Durch die Höhe der Glassäule 14 läßt sich der Durchmesser der einzelnen Glasfaden beeinflussen, indem eine größere Höbe der Glassäule 14 zu etwas größeren Fäden führt·

TJm eine einfache Regelung der Höhe der Glassäule 14 innerhalb des Behälters 16 zu ermöglichen, ist vom Inneren des Behälters 16 aus ein längliches Platinrohr 32 nach oben geführt. Dieses Platinrohr 32 erstreckt sich durch das Ventil 28 hindurch und trägt an seinem oberen Ende ein Echolot 34» Das Echolot 34 seinerseits ist mit einem Ventil-Regulator 36 gekoppelt, der im Ansprechen auf die vom Echolot gelieferten Ausgangssignale das Ventil 28 entweder nach oben in die geöffnete Stellung oder nach unten in die geschlossene Stellung bewegt und damit den Glaszufluß zum Inneren der Hülse 16 hin öffnet oder sperrt. i

Im Ausführungsbeispiel der Pig. 1 ist das Ventil 28 _: mechanisch mit dem Regulator 36 verbunden, und zwar über eine Gewindestange 37. Durch Drehen dieser Gewindestange 37 wird das Ventil 28 vertikal zu seinem Sitz 39 bewegt, so daß es je nach Drehrichtung und nach dem Ausmaß des Drehens «der Ge- ■ ·· windestange entweder in die geschlossene oder aber in eine mehr oder weniger geöffnete Stellung gelangt. Auf diese Weise läßt sich während des Betriebs die gewünschte konstante Höhe der Glassäule 14 innerhalb des Behälters 16 gewährleisten·

509829/0711

Weiterhin ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 eine aus Platin "bestehende Stromschiene 38, die an eine Stromquelle von etwa 3 T und 1000 A angeschlossen ist, mit der Düsenplatte 22 verbunden, um die Düsenplatte zu beheizen. Oberhalb dieser Platin-Stromschiene befindet sich eine weitere, aus Kupfer bestehende Stromschiene 40, die den elektrischen Eontakt zwischen der Stromschiene 38 und der Stromquelle her-r stellt und dadurch die notwendige länge der Stromschiene 38 vermindert, also durch Einsparung an Platin die Kosten vermindert. Diese Kupfer-Stromschiene 40 ist wassergekühlt, um die Temperatur im Kontaktbereich der beiden Stromschienen und damit eine mögliche Korrosion des Kupfers zu vermindern. Der Abstand der Kupfer-Stromschiene 40 von der Düsenplatte 22 beträgt mindestens 3,8 cm, so daß die Stromschiene 40 praktisch keinen Einfluß auf die Temperatur der Düsenplatte selbst hat. Durch entsprechende Einstellung des elektrischen Stromflusses, beispielsweise mittels einer nicht weiter dargestellten Regeleinrichtung, läßt sich die Temperatur der Düsenplatte 22 innerhalb sehr genauer Grenzen regeln, wobei die Betriebstemperatur normalerweise im Bereich von etwa 1120 ⁰C bis etwa 1260 ⁰C liegt. Alternativ zu der in Pig. 1 dargestellten Methode der Beheizung läßt sich die Temperatur der Düsenplatte aber auch durch Induktionsheizung regeln, wobei dann die beiden Stromschienen 38 und 40 nicht notwendig sind.

Aus der Düsenplatte 22 tritt ein Glasfaser-Bündel 12 aus. Im Abstand unterhalb der Düsenplatte 22 ist eine Blaseinrichtung 44 vorgesehen, die einen aufwärts gerichteten Luftstrom 49 erzeugt. Die Blaseinrichtung 44 besteht beispielsweise aus einer mit einer Zufuhrleitung 47 verbundenen Düse 45 oder aber auch aus einer Reihe solcher Düsen, die so angeordnet sind daß praktisch ein einziger Luftstrom entsteht. Der Luftstrom

509829/0 711

trifft auf die Unterseite der Düsenplatte 22 auf und kühlt
die in diesem Bereich noch konischen Glasfaden, um die Konen
in einer stabilen Konfiguration zu halten. Das Abziehen der
Glasfaden wird durch eine Drehtrommel 42 bewirkt.

Wie sich am deutlichsten aus Fig. 3 ergibt, ist der >

Basisteil 20 des Behälters 16 von einem keramischen Support i

46 umgeben, der zur !Festigkeit des Basisteils beiträgt und I

außerdem dessen Außenseite isoliert. Um den Support 46 herum ;

ist ein weiterer Isolier-Mantel 48 angeordnet, der sich bis j

in den Bereich zwischen den beiden Stromschienen 38 und 40 I

und dem Glas-Vorrat 30 hinein erstreckt und damit auch den . i Hülsenteil 18 des Behälters 16 umgibt. Im Bereich des Hülsen- : teils 18 läßt der Isolier-Mantel 48 dabei aber einen Hing- j spalt 50 frei, in dem eine Heizspule 52 angeordnet ist, die ! die WärmeVerluste infolge Wärmeleitung durch die Isolation | hindurch kompensiert. Mit der Heizspule 52 kann beispiels- \ weise ein Tbermokreuz oder ein entsprechender Temperatur- j fühler gekuppelt sein, um den Stromfluß durch die Heizspule j und damit die von der Heizspule erzeugte Kompensationswärme
zu regeln. Im übrigen ist im Abstand oberhalb des Torrates
30 an flüssigem Glas noch eine Deckschicht 54 aus Isolationsmaterial angeordnet, welche einen Isolier-Zwisehenraum 56 begrenzt.

Die in Fig. 1 gezeigten Maßnahmen zur Isolation und
zur zusätzlichen Beheizung stellen nur ein exemplarisches
Ausführungsbeispiel dar. Ebenso gut können auch andere Maß«
nahmen angewendet werden, es kommt nur darauf an, daß die
erforderlichen Temperaturen hergestellt sind. Beispielsweise
kann zur Kompensation der Wärmeverluste infolge Wärmeleitung
auch eine Widerstands-Beheizung der Hülse 16 erfolgen, indem

509829/0711

die Hülse als Wiäerstandselement in einen geschlossenen Schaltkreis eingeschaltet wird. In einem solchen Pail hat sich ein Generator mit 4-00 Hz als ausgezeichnete Energiequelle erwiesen.

Schließlich sei noch erwähnt, daß in dem Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 1 ein Schmalze-Zerstäuber 58 vorgesehen ist, der die einzelnen Fäden des Glasfaser-Bündels 12 mit einer üblichen Schmälze wie z.B. Stärke überzieht, um den Abrieb zwischen benachbarten Fasern zu vermindern und um die Benetzbarkeit der Fäden z.B. durch Kunstharz zu verbessern. Anstelle eines Schmalze-Zerstäubers kann auch eine Schmälze-Walze vorgesehen sein, bei der der Verbrauch an Schmälze meistens etwas geringer ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger ausgewählter Zahlenbeispiele weiter erläutert.

Beispiel I

Aus einer 1,0 mm starken Platte aus einer Platin-Rhodium-Legierung (80 io Pt und 20 # Rh) wurde eine mundstücklose Düsenplatte hergestellt. Dazu wurden in die Platte insgesamt 804 Löcher von 1,32 mm Durchmesser gebohrt. Diese Löcher wurden in einem hexagonalen Muster mit 1,78 mm Abstand der Mittellinien angeordnet, und zwar innerhalb eines rechteckförmigen Plächengebietes von etwa 3,12 cm Breite und etwa 7,24 cm Länge. Auf diese Weise ergaben sich Loch-Reihen, die in der einen Richtung 46 Löcher und in der anderen Richtung abwechselnd 17 und 18 Löcher aufwiesen.

509829/071 1

In einem Glasschmelzofen wurde ein Glas der Slype E so.aufgeschmolzen, daß sich ein Glas-Bad mit einer !Temperatur von etwa 1260 ⁰C und mit einer Tiefe von etwa 25,4 cm ergab. Aus diesem Glas-Bad wurden mit Hilfe der vorangehend "beschriebenen Düsenplatte Glasfaden hergestellt. Dazu wurde die Düsenplatte mit einer Heizeinrichtung versehen und auf einer !Temperatur von etwa 1150 ⁰C gehalten. Auf die erzeugten Glasfäden wurde mittels einer Walze eine Standard-Schmalze aufgetragen, und die Glasfäden wurden mit einer Geschwindigkeit von etwa 915 m pro Minute aufgewickelt.

Auf die Unterseite der Düsenplatte wurde ein aufwärts gerichteter Luftstrahl geleitet, und zwar von der langen Seite der Düsenplatte aus in einem Winkel von etwa 15 ° zur Vertikalen. Dieser Luftstrahl wurde durch sechs Luftdüsen von 6,1 mm Durchmesser erzeugt, die in einer Reihe auf der einen Seite des die Düsenlöcher enthaltenden Flächengebietes etwa 12,7 cm unterhalb der Düsenplatte angeordnet waren. Der verwendete Luftdruck lag im Bereich von etwa 0,2 bis 0,35 a tu.

Die Glasfaden wurden erfolgreich in stabiler Operation gezogen , und eine ordnungsgemäße Separation der Fäden blieb aufrechterhalten.

Während des Betriebs ergab sich eine gewisse Verwerfung der Düsenplatte, die sowohl zu konkaven als auch zu konvexen Plächenbereichen führte. Diese Verwerfung behinderte · jedoch die Herstellung der Glasfasern nicht.

Beispiel II

Die Wirksamkeit der Düsenplatte gemäß Beispiel I wurde verglichen mit der Wirksamkeit zweier konventioneller, mit

509829/0711

Düsenmundstücken und Rippen-Kühlung versehener Düseneinrichtungen (nachfolgend als Typ A und Typ B bezeichnet). Die Gesamtfläche der Düsenplatten war in allen Fällen die gleiche, aber bei der Düsenplatte gemäß Beispiel I befanden sich die Düsenlöcher nur auf einem Fläehengebiet von weniger als einem Viertel der Gesamtfläche. In allen Fällen wurde wiederum ein Glas der Type E benutzt.

Es wurden die folgenden Daten ermittelt:

, Düseneinrichtung: B< Anzahl der Düsenlöcher: Loch-Durchmesser (mm): Durchsatz (kg/h):

Querschnittsfläche eines einzelnen Loches (mm2)

Loch-Flächen-Verhältnis:

Mit Düsenlöchern versehenes
Flächengebiet der Düsenplatte (cm2) ungefähr 23 101 101

Spezifischer Durchsatz

(kg/h χ cm²): 1,282 0,176 0,232

Anzahl der Düsenlöcher pro

cm2 des mit Düsenlöchern

versehenen Flächengebiets

der Düsenplatte 35 4 4

Aus der vorangehenden Zusammenstellung ist zu ersehen, daß durch die Erfindung ein höherer Durchsatz pro Flächeneinheit des Düsengebietes des Schmelze-Behälters erreicht wird als bei der konventionellen Praxis. Dies wird besonders deutlich bei einem Vergleich der Werte für den spezifischen Durchsatz, d.h. dem auf das mit Düsenlöchern versehene Flächengebiet bezogenen Durchsatz. Wenn die Düsenplatte gemäß Beispiel I vollständig (d.h. in dem gleichen Flächenge-

509829/0711

spiel I	Typ A	Typ B
804	390	390
1,32	1,98	2,29
29,5	17,7	23,4
1,37	3,08	4.10
1	2,25	3

biet wie "bei den !Dypen A und B) mit JDiisenlöchern versehen gewesen wäre, würde sie 3527 Päden mit einem Durchsatz von 129 kg/h erzeugt haften.

Beispiel III ^;

Aus einer 1,52 mm starken Platte einer Platin-Rbodium-Legierung (80 % Pt und 20 # Rh) wurde eine Düsenplatte hergestellt, in die 1670 Düsenlöcher eingebohrt wurden, und zwar wiederum in einem hexagonalen Muster mit 1,78 mm Abstand der Mittellinie. Das mit den Düsenlöchern versehene Flächengebiet der Düsenplatte war etwa 2,86 cm breit und etwa 16,51 cm lang. Die am Umfangsrand liegenden Düsenlöcher besaßen einen Durchmesser von 1,245 mm, die übrigen, nicht am Rand gelegenen Düsenlöcher hatten einen etwas kleineren Durchmesser von 1,19 mm.

Es wurde wie in den vorangehenden Beispielen ein Glas der Type E verwendet, das zu einem Glas-Bad mit einer liefe von etwa 25,4 cm und einer Temperatur von etwa 1260 ⁰C aufgeschmolzen wurde. Zur Herstellung der Pasern wurde die vorangehend beschriebene Düsenplatte benutzt, diese wurde mit einer Heizeinrichtung versehen und auf einer Temperatur von etwa ' 1230 ⁰O gehalten. Die erzeugten Glasfasern wurden mit einer Geschwindigkeit von etwa 760 m pro Minute aufgewickelt und ; zuvor mittels einer Walze mit einer Standard-Schmalze versehen.

Auf die Unterseite der Düsenplatte wurde von der langen j

Seite des Düsengebietes aus ein aufwärts gerichteter Luft- ;

strahl geleitet, und zwar in einem Winkel von etwa 20 ° i

Vertikalen. Dieser Luftstrahl wurde durch zwölf Luftdüsen !

509829/0 711

von 6,1 mm Durohmesser erzeugt, die in einer Reihe auf der einen Seite des Düsengebietes etwa 12,7 cm unterhalb der Düsenplatte angeordnet waren. Der verwandte Luftdruck lag wie beim Beispiel I im Bereich von 0,2 bis 0,35 atü.

Die Glasfaden wurden in stabiler Betriebsweise gezogen, und die Separation der Fäden blieb aufrecht erhalten. Insbesondere waren auch die am Umfangsrand des Düsengebietes befindlichen Konen sehr stabil.

—Patentansprüche-

KRE / dm

509829/071 1

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Glasfasern unter Verwendung einer Düseneinrichtung mit darin angeordneten Düsenlöchern, wobei an jedem Düsenloch ein Konus aus geschmolzenem Glas ausgebildet wird, aus dem jeweils ein Glasfaden nach unten gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß. eine im wesentlichen ebene Düsenplatte mit mindestens vier Reihen von Düsenlöchern, die in Überflutungs-Beziehung voneinander entfernt sind, verwendet wird, und daß ein Strom eines sioh rasch bewegenden Gases nach oben gegen das mit den Düsenlöchern versehene Flächengebiet der Düsenplatte gerichtet wird,, der die. Glaskonen kühlt, in der Nähe der Düsenplatte eine Gasbewegung in allen Richtungen nach auswärts von dem mit den Düsenlöchern versehenen Flächengebiet weg erzeugt und außerdem eine Quelle für mit den Glasfäden nach unten gesaugtes Gas bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom in einem Winkel von mindestens etwa 60° ai die Düsenplatte gerichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom in einem Winkel

die Düsenplatte gerichtet wird.

daß der Gasstrom in einem Winkel von mindestens etwa 70° auf

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Änsprüohe, dadurch gekennzeichnet, daß ein nioht-reduzierendes Gas verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, daß das Gas von einer einzigen Seite

509829/071 1

- 58 -

des mit den Düsenlöchern versehenen Flächengebietes aus gegen die Düsenplatte gerichtet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas aus einem Abstand von mindestens etwa 2,5 cm aus aufwärts gegen die Düsenplatte gerichtet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas aus einem Abstand von mindestens etwa'5 cm aus aufwärts gegen die Düsenplatte gerichtet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaskonen nicht mehr als etwa 3,2 mm lang gehalten werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Glaskonen auf nicht mehr als- etwa dem 2,5-fachen des Düsenloch-Durchmessers gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aufwärts gegen die Düsenplatte gerichtete Gasstrom auf einen solchen Durchmesser eingestellt wird, daß er beim Auftreffen auf die Düsenplatte mindestens das mit den Düsenlöchern versehene Flächengebiet der Düsenplatte voll überdeckt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Glas zunächst mit solcher Temperatur und Strömungsrate durch die Düsenlöcher in der Düsenplatte hindurchgeleitet wird, bei der eine Überflutung der Unterseite der Düsenplatte auftritt, und daß dann die Strömungsrate vermindert und das überflutete Glas von der Unterseite der Düsenplatte abgezogen wird, um separate

509829/0711

Glaskonen an der Mündung eines jeden Düsenloches und sich daran anschließende Einzelfäden auszubilden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung der Strömungsrate des geschmolzenen Glases die Temperatur des durch die Düsenlöcher hindurohgeleiteten Glases bis in die Nähe der Glas-Devitrifioationstemperatur erniedrigt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erniedrigung der Temperatur des durch die Düsenlöoher geleiteten Glases Kühlluft gegen die Düsenlöcher gerichtet wird.

14· Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des geschmolzenen Glases von dem Bereich von 1150 bis 1315⁰C aus um etwa 50 bis 150⁰C gesenkt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die duroh das Abziehen des tiberfluteten Glases von der Düsenplatte sioh ausbildenden Einzelfäden zunächst mit einer Rate von etwa 1,27 cm pro Sekunde abgezogen werden.

16. Verfahren naoh einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß naoh dem Abziehen des überfluteten Glases von der Unterseite der Düsenplätte und der Ausbildung der Einzelfäden die Glasströmung durch die Düsenlöoher hindurch wieder erhöht und zugleioh der aufwärts gerichtete Gasstrom gegen das mit den Düsenlööhern versehene Pläohengebiet der Düsenplatte gerichtet wird.

509829/0711

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Glasströmung durch die Düsenlöcher hindurch die Temperatur der Düsenplatte erhöht wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rate für den Abzug der Pasern auf einen Wert oberhalb etwa 1500 m pro Minute erhöht wird, und daß der Druck des aufwärts gerichteten Gasstromes während der Erhöhung der Temperatur der Düsenplatte öorrelativ gesteuert wird, um eine asymptotische Konfiguration der Glaskonen aufrechtzuerhalten.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aufwärts gegen das mit den Düsenlöchern versehene Flächengebiet der Düsenplatte gerichtete Gas in Form dünner Gasvorhänge eingesetzt wird, die die Düsenplatte in rascher Aufeinanderfolge überstreichen und die in einem Winkel von 46 bis 90° zur Platte gerichtet sind.

20. Vorrichtung zur Herstellung von Glasfasern aus einer Masse an geschmolzenem Glas, enthaltend eine Düseneinriohtung mit darin angeordneten Düsenlächern, die an der Unterseite eines Schmelze-Behälters angeordnet ist, sowie Mittel zum Abziehen der an den Düsenlöchern ausgebildeten Glasfäden nach unten, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenlöcher (24) in der Düsenplatte (22) als einfache engständige, in Überflutungs-Beziehung voneinander entfernte Durchgangsbohrungen ausgebildet und in mindestens vier Reihen angeordnet sind, und daß unterhalb der Düsenplatte eine Blaseinrichtung (44) zu Erzeugung eines nach oben gegen das mit den Düsenlöchern versehene Flächengebiet der Düsenplatte gerichteten Gasstromes vorgesehen ist.

509829/07 11

250121b

21. Vorrichtung nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Blaseinrichtung (44) eine Düsenanordnung (45) enthält sowie eine Zuführleitung (47) für Druckgas, und daß die , Düsenanordnung etwa 2,5 bis 50 cm unterhalb der Düsenplatte ' (22) angeordnet ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 2o oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Düsenplatte (22) eine Stromschienen-Anordnung (38, 4o) im elektrischen Kontakt steht, und daß zur Steuerung der Temperatur der Düsenplatte Mittel zur Regelung des Stromflusses durch die Stromschienen-Anordnung vorgesehen sind.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2o Ms 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelze-Behälter (16) ein Hülsenteil (18) besitzt, innerhalb dem sich eine Säule (14) aus geschmolzenem Glas befindet, und daß unterhalb des Hülsenteils im Übergang zur Düsenplatte (22) ein Basisteil (2o) angeordnet ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß um den Schm«lze-33ehalter (16) herum eine Isolierung (46, 48) angeordnet ist, die im Bereich des Hülsenteils (18) des Schmelze-Behälters einen Ringspalt (5o) um den Hülsenteil herum bildet, und daß innerhalb des Ringepalts eine Heizeinrichtung (52) mit zugeordneter Regeleinrichtung angeordnet ist, um Wärmeverluste an der Außenseite des Sehne elze-Behälters zu kompensieren.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Schmelze-Behälters (16) ein Ventil (28, 39) angeordnet ist, welches das Innere des Schmelze-Behälters mit einem Vorrat (3o) an geschmolzenem Glas verbindet, und daß dem beweglichen Ventilteil (28) des

509829/07 11

Ventils ein Regulator (36) zugeordnet ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (34) zur Ermittlung der Höhe der Glassäule (14) innerhalb des Schmelze-Behälters (16) vorgesehen ist, welche ein die jeweilige Höhe anzeigendes Signal erzeugt, auf das der Ventil-Regulator (36) anspricht, um die Höhe der Glassäule konstant zu halten.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand oberhalb des Vorrates (3o) an geschmolzenem Glas eine weitere Isolierung (54) angeordnet ist, und daß sich der Ventil-Regulator (36) oberhalb dieser weiteren Isolierung befindet.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenplatte (22) mit dem Basisteil (2o) des Schmelze-Behälters (16) verbunden ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2o bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenplatte aus einer Platin-Legierung besteht.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2o bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenlöcher am Umfangsrand des mit den Düsenlöchern (24) versehenen Flächengebietes der Düsenplatte (22) einen etwas größeren Durchmesser haben als die übrigen Düsenlöcher.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2o bis 3o, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenlöcher (24) in einer Dichte von mindestens etwa 5o Düsenlöi der Düsenplatte (22) angeordnet sind.

Dichte von mindestens etwa 5o Düsenlöchern pro 6,45 cm in

509829/0 7 11

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2o "bis 3o, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenlöcher (24) in einer

w _

Dichte von mindestens etwa 100 Düsenlöchern pro 6,45 cm in der Düsenplatte (22) angeordnet sind.

33- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2o his 3o, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenlöcher (24) in einer Dichte von mindestens etwa 200 Düsenli der Düsenplatte (22) angeordnet sind.

Dichte von mindestens etwa 200 Düsenlöchern pro 6,45 cm in

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2ο bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des mit Düsenlöcaern (24) versehenen Flächengebietes der Düsenplatte (22) mindestens etwa zehn Reihen von Düsenlöchern in jeder Richtung angeordnet sind.

35· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2o bis 34» dadurch gekennzeichnet, daß das mit den Düsenlöchern (24) versehene Flächengebiet der Düsenplatte (22) mindestens etwa 1,25 om breit ist.

36. Vorrichtung nach Anspruch 35» dadurch gekennzeichnet, daß das mit den Düsenlöchern (24) versehene Fläohengebiet der Düsenplatte (22) mindestens etwa 2,5 om breit ist.

37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2o bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenplatte (22) eine im wesentlichen ebene Platte ist, auf deren Unterseite sich kapillare Rillen befinden, die einander benachbarte Diieenlöcher (24) miteinander verbinden.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet. daß jedes Düsenloch (24) mittels der kapillaren ^aillen mit mindestens zwei benachbarten Düsenlöchern verbunden ißt.

509829/0711

39. Vorrichtung nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, daß nur die am Umfangsrand des mit den ^üsenlöchern (24) versehenen Plächengebiets der Düsenplatte (22) gelegenen Düsenlöcher durch die kapillaren Rillen miteinander verbunden sind.

KRE/so

509829/071 1

L e e r s e i t e