DE2634281B2 - Düsenplatte zum Ziehen von Glasfasern - Google Patents
Düsenplatte zum Ziehen von GlasfasernInfo
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Description
Zum Ziehen von Glasfasern werden mit Düsenöffnungen versehene Düsenplatten verwendet, die an der
Unterseite eines die Glasschmelze enthaltenden Behälters angeordnet sind und durch elektrische Beheizung
auf der erforderlichen Betriebstemperatur gehalten werden. Das geschmolzene Glas tritt durch die
Düsenöffnungen hindurch nach unten aus und verformt sich unterhalb jeder Düsenöffnung zu einem Glaskonus,
aus dem dann eine Glasfaser abgezogen wird. Dabei ist es erforderlich, die Glaskonen in der Abzugszone zu
kühlen. Nach dem Abziehen werden die Glasfasern im allgemeinen noch mit Schmälze gehandelt und anschließend
aufgewickelt
Es sind bereits Düsenplatten mit einfachen Düsenlöchern in Form vorsprungfrcier Durchgangsbohrungen
bekannt. Diese haben gegenüber den ebenfalls bekann-Un
Düsenplatten mit Spitzendüsen den Vorteil, daß sie wesentlich einfacher, billiger und auch robuster sind, und
daß die Düsenlöcher in größerer Flächendichte angeordnet werden können, aber andererseits ist es bei
ihnen auch schwieriger, unterhalb der einzelnen Durchgangsbohrungen stabile Glaskonen aufrechtzuerhalten,
denn das geschmolzene Glas neigt bei einer
vorsprungfreien Düsenplatte dazu, die Plattenunterseite zu überfluten.
Die DE-OS 25 01 216 lehrt, bei einer mil vorsprungfreien
Durchgangsbohrungen versehener. Düsenplatte von unten gegen die Plattenunterseite e>nen kühlenden
Gasstrom (normalerweise Luft) zu richten. Diese Maßnahme hat der vorsprungfreien Düsenplatte zum
großtechnischen Durchbruch verholfen, denn sie ermöglicht es, auch bei sehr engständigen Durchgangsbohrungen separate Glaskonen stabil zu halten, d. h.
einer Überflutung der Plattenunterseite wirksam entgegenzuwirken. Damit werden alle einer solchen
Düsenplatte vom Prinzip her innewohnenden Vorteile voll nutzbar gemacht, und überdies stellt sich auch noch,
als Folge der starken Kühlwirkung des Gasstromes, eine verbesserte Qualität der abgezogenen Fasern ein.
Die hohe Flächendichte der Düsenlöcher hat allerdings den Nachteil, daß eine ». jlrhe Düsenplatte
weniger formstabil ist und sich unter Betriebsbedingungen (hohe Temperatur plus Druck des Glases)
verhältnismäßig leicht durchbiegen oder auch sonstwie verformen kann und dann unbrauchbar wird. Das ist
wegen der hohen Kosten der Düsenplatte (sie besteht aus Platin oder einer Platin-Legierung) und wegen der
mit einer Betriebsunterbrechung einhergehenden Probleme höchst unerwünscht. Demgemäß sieht bereits die
DE-OS 25 01 216 vor, die Oberseite der Düsenplatte (also die nach innen zum Glas hinweisenden Seite) mit
nebeneinanderliegenden, im Querschnitt T-förmigen Versteifungsrippen oder alternativ mit sich bienenwabenförmig
kreuzenden Versteifungsrippen zu verbinden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit derartigen
Versteifungsrippen, insbesondere bei größeren Belastungen eine Deformation der Düsenplatte nicht mit
ausreichender Sicherheit vermieden werden kann. Auch eine aus der US-PS 34 92 104 bekannte V-förmige
Versteifung der Düsenplatte reicht nicht aus, um diese bei größeren Belastungen deformationsfrei zu halten.
Ausgehend davon ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Düsenplatte zum Ziehen von Glasfasern insbesondere
der aus der DE-OS 25 01 216 bekannten Art dahin zu verbessern, daß sie auch bei größter Wärme- und
Druckbeanspruchung weitgehend deformationsfrei bleibt, also die Dicke der Düsenplatte klein und/oder die
Flächendichte der Düsenlöcher groß gehalten werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß auf den Versteifungsrippen oberhalb des die
Düsenlöcher aufweisenden Bereichs der Düsenplatte eine mit einer Vielzahl von öffnungen versehene
Versteifungsplatte befestigt ist, deren Gesamtströmungswiderstand
geringer ist als der der Düsenlöcher. -5
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 — 7.
Die erfindungsgemäße Düsenplatte ist gegenüber Deformationsemcheinungen auch bei größten Belastungen
außerordentlich betriebssicher. Dies liegt daran, daß in
sich durch die Verbindung der Düsenplatte mit den Versteifungsrippen und der zusätzlichen Versteifungsplatte
eine Kastenstruktur ergibt, die eine erhebliche Formstabilität besitzt. Diese Kastenstniktur hat aber
noch weitere wesentliche Vorteile. So läßt sie sich in ι >
einfacher Weise derart ausbilden, daß die Öffnungen in der Versteifungsplatte als eine Art Sieb wirken, welches
irgendwelche von dem geschmolzenen Glas mitgeführte Blasen, Klumpen oder sonstige Fremdkörper an einem
Eindringen in die Düsenlöcher der Düsenplatte hindert. iu
Weiterhin ergibt sich innerhalb der Kasicrsstrukiur ein
Kammersystem, das mit einer elektrische:.- Widerstands-Beheizung verbunden und zur Konditionierung
sowie gleichmäßigen Erwärmung des geschmolzenen Glases unmittelbar vor dessen Eintritt in die Düsenlö- ?■>
eher nutzbar gemacht werden kann. Außerdem läßt sich die Kastenstruktur in einem sehr einfachen und kleinen
Düsenblock anordnen, der mit einem engen Zuflußkanai
bei der das geschmolzene Glas liefernden Vorrichtung auskommt und bequem abnehmbar unterhalb dieses jn
Zuflußkanals angebracht werden kann, wodurch er leicht und schnell zur Reinigung und Inspektion
zugänglich ist.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachfolgend anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter r>
Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es bedeuten
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer
Ziehanlage mit einer erfindungsgemäßen Düsenplatte,
Fig. IA eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,eines
Details (Glasuüsenstock) der F i g. 1,
Fig. 2 eine Frontansicht der Ziehanlage (um 90°
gegenüber F i g. 1 gedreht),
F i g. 3 im vergrößerten Maßslab eine Querschnittsansicht des Düsenblocks und des zugehörigen Zuflußkanals
bei der Ziehanlage gemäß F i g. 1, -n
Fig.4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in
Fig. 3,
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig.4.
Fig.6 im vergrößerteil Maßstab eine Querschnitts-
>o ansicht des Düsenblockes und des zugehörigen Zuflußkanals bei der Ziehanlage gemäß F i g. 2,
F i g. 7 eine Draufsicht auf die Unterseite des Düsenblockes, teilweise im Schnitt, entlang der Linie 7-7
in Fig. I, ;-,
Fig. 8 eine Querschnittsansicht ähnlich Fig.4 eines
weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig.9 eine Schnittansicht entlang der Linie 9-9 in
Fig. 8 und
Fig. 10 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels m>
der Erfindung im Zusammenhang mit einem herkömmlichen Glas-Vorherd.
Die in Fig. 1 dargestellte Anlage zum Ziehen von Glasfasern enthält eine das geschmolzene Glas 10
liefernde Einrichtung (z. B. einen Vorherd), dessen »,■-,
Unterseite t2 zweischichtig ausgebildet ist. Die mit dem geschmolzenen Glas in Kontakt stehende Innenschicht
14 besteht dabei im wesentlichen aus einem hochgradig hitze- und glasbeständigem Material, wie z, B. Zirkon,
während die Außenschicht 16 aus einem Material mit großer Unempfindlichkeit gegenüber schroffen Temperaturänderungen
hergestellt ist, wie z. B. Mullii. Durch
diese beiden Schichten hindurch verläuft ein Zuflußkanal 18, der in einen Düsenblock 26 mündet und mit
einem Belag 20 aus Platinfolie ausgekleidet ist. Der Platinbelag 20 bedeckt den Zuflußkanai 18 vollständig
und erstreckt sich auch über die peripheren Randzonen 22 und 24 (Fig.3) am oberen und unteren Ende des
Zuflußkanals. Dadurch wird der Zuflußkanai 18 vor Erosion und anderen Zerstörungen geschützt, die
anderenfalls durch das durchfließende heiße Glas verursacht werden können. Dies gilt insbesondere für
die der Außenschicht 16 aus Mullit (oder einem entsprechenden Material) zugeordneten Bereich des
Zuflußkanals 18.
Wegen der hohen Düsendichte innerhalb des (weiter unten noch näher erläuterten) Düsenblockes 26 braucht
der Zuflußkanai 18 nur sehr geringe Abmessungen zu haben. Dies begünstigt die Verwendung c'ncs so teueren
Materials wie Platin vom wirtschaftlichen Standpunkt her. Darauf hingewiesen sei in diesem Zusammenhang,
daß der Begriff »Platin«, der zur Spezifizierung des Belags ?0 benutzt ist und nachfolgend auch noch für
andere Teile der Vorrichtung benutzt wird, allgemein zu verstehen ist und reines Platin ebenso umfaßt wie
Legierungen aus Platin (z.B. eine Platin-Rhodium-Legierung, die gegebenenfalls durch Zir'conerdegranulat
stabiliser! ist).
Durch die geringe Abmessung hat das geschmolzene Glas in dem Zuflußkanai 18 eine höhere Fließgeschwindigkeit
als bei den größeren öffnungen für die Düseneinrichtung in herkömmlichen Anlagen. Dadurch
wird die Bildung von stehendem oder nur langsam fließendem Glas, welches zur Kristallisation neigt,
vermieden. Außerdem bleibt das Glas dadurch thermisch homogener als bei den größeren Öffnun-»en in
herkömmlichen Anlagen. Beispielsweise beträgt der Durchmesser des Zuflußkanals 18 ungefähr 5 cm. was
eine Querschnittsfläche von ca. 19 cm2 entspricht, wohingegen ein typischer Kanal herkömmlicher Art
eine Durchtrittsöffnung von 5 χ 36 cm aufweist, was einer Querschnittsfläche von ungefähr 180 cm2 entspricht.
Ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, das von einem Vorherd ausgeht, der für eine herkömmliche
Düseneinrichtung vorgesehen ist, zeigt die Fig. 10. Es ist zu erkennen, daß der übliche untere Block des
Vorherdes entfernt und durch eine spezielle, mit dem Glas in Kontakt stehende Schicht 16a ersetzt ist. In
dieser Schicht 16a befindet sich ein relativ kleiner Zuflußkanal 18a, der mit einem Platinbelag 20a
ausgekleidet ist. Die Innensicht Ka der Unterseite des Vorherdes weist die übliche, große Durchtrittsöffnung
auf, durch die das Glas zu dem wesentlich kleineren, platinbelegten Zuflußkanal 18a in der unteren Schicht
16a und dann weiter zum Düscnblock 26 (Fig. 1) gelangt. Die Schid.i 16a deckt somit die relativ große
Durchtrittsöffnung in der Innenschicht 14a ab. Sie besteht, ebenso wie die Außenschicht 16 in Fi ρ I, aus
einem gegen schroffe Temperatufänderuagen unempfindlichen Material, wie z. B. Mullit.
Der Düsenblock 26 ist lösbar unter der Vorherd-Unterseite 12 befestigt, und zwar unmittelbar an die
Außenschicht 16 (bzw. die Schicht 16a) angrenzend. Das geschieht mit Hilfe eines Winkelrahmens 28, der die
Seitenflächen und die Unterseite des Düsenbloikcs 26
umfaßt und diesen ausgerichtet /.u dem Zuflußkanal 18
hält. Gebildet ist der Düscnblock 26 aus dem einen Blockkörper 30, in dem sich eine Fließkammer 32
befindet, die an der Oberseite und an der Unterseite des Blockes geöffnet ist. Diese Fließkammer 32 ist mit dem
Zuflußkanal 18 ausgerichtet, wenn der Düsenblock 26 sich in seiner funktionsgemäßen Lage befindet. Die
Suilenwände der Kammer verlaufen in der Blickrichtung
gemäß den Fig. I und 3 in Richtung von der Oberseite zur Unterseite des Blockkörpers 30 divergierend,
während sie in der Blickrichtung gemäß den F i g. 2 und b (um 40 gegenüber der Blickrichtung gemäß den
F i g I und 3 gedreht) in Richtung von der Oberseite zur
Unterseite des Blockkörpers 30 konvergierend verlaufen. Das Innere der Fließkammer 32 ist mit einem Belag
34 aus Pkitinfolic ausgekleidet, der über das obere,
offene Fnde der Kammer hinausreicht und insbesondere die Oberseite des Blockkörpers 30 teilweise in Form
eines Kragens W> bedeckt. Rri drr fiinklinnsjjpni;ilii"n
Lage des Duscnblockcs 26 unter der Vorhcrd-llnterscite
12 wirkt der Kragen 36 als flach aufliegende Dichtung mit der unteren, peripheren Randzone 24 des Belages 20
(Fig. 3) zusammen. Das offene untere linde der Kammer 32 wird durch die erfindungsgemäße Düsenplatte
38 abgedeckt, die aus Platin besteht und am unteren Rand des Belages 34 ringsherum flüssigkeitsdicht
und elektrisch leitend befestigt ist.
Die Düsenplatte 38 weist eine ebene Form auf. die dem offenen, unteren Ende der Fließkammer 32
entspricht, und ist innerhalb eines Ziehbereichs 40 mit zahlreichen Düsenlöchern in Form vorsprungfreier.
engständiger Durchgangsbohrungen versehen. Der Zichbereieh 40 erstreckt sich dabei annähernd über die
gesamte Breite der Düsenplatte. wie in F i g. 2 und b gezeigt, und über den größten Teil der Länge der
Düsenplatte. gezeigt in den F i g. I und 3. Wie am besten aus F i g. 3 zu erkennen ist. besitzt die Düsenplatte an
den Seiten des Ziehbereiches 40 noch einen von Düsenlöchern freien Bereich 42. der nachfolgend auch
als Sammelbereich bezeichnet wird.
Zur Versteifung ist die Düsenplatte 38 an ihrer Innenseite mit einer kastenförmigen Versteifungsstruktur
fest verbunden. Diese Struktur besteht im dargestellten Beispiel aus durchbohrten Versteifungsrippen 44.
die sich quer über die gesamte Düsenplatte erstrecken. und einer durchlöcherten Versteifungsplatte 46. die mit
dem Ziehbereich 30 deckungsgleich ist und auf den Versteifungsrippen 44 parallel zur Oberfläche der
Düsenplatte liegt. Die Versteifungsrippen 33 und die Versteifungsplatte 46 sind aus demselben Material wie
die Düsenpiatte 38 (also Platin) gefertigt und alle Teile sind an ihren Beruhrungsstellen durch Schweißen oder
ein anderes Verbindungsverfahren so miteinander verbunden, daß die Düsenplatte mit der Versteifungsstruktur einer Fertigung aus einem Stück gleicht.
Deshalb sind in der Fig. 5 die Düsenplatte 38, die Versteifungsrippen 44 und die Versteifungsplatte 46 als
eine integrale Einheit ohne Verbindungsstellen gezeigt. Der F i g. 4 ist zu entnehmen, daß die Versteifungsrippen
44 in derselben Weise auch noch an dem Platinbelag 34 befestigt sind, der die Seitenwande der Fließkammer
32 bedeckt. Das ergibt insgesamt eine außerordentlich steife Konstruktion, die darüber hinaus elektrisch
leitend ist. so daß eine Widerstandsheizung der Düsenplatte und der Versteifungsplatte möglich ist wie
im folgenden noch näher ausgeführt wird.
In Fig. 5 ist die Düsenpfatte 38 mit ihrer Versteifungsstruktur
in größeren Einzelheiten gezeigt, um den Fluß des geschmolzenen Glases zu veranschaulichen. F.!
ist zu erkennen, daß zahlreiche Düsenlöcher 48 in dei
Diiscnplatie 38, ebenfalls zahlreiche öffnungen 50 in dci
Versteifungsplatte 46 und schließlich wenige, abei
■> relativ große Durchbrüche 52 in den Versteifungsripper
44 angeordnet sind. Weiterhin ist schematisch angedeu tet. wie sich das Glas beim Ziehen durch die
Düsenlöcher48 zu Konen bildet und als feine Glasfaserr
10a abgezogen wird. Die Düsenlöcher 48 in dei
κι Düsenplatte 38 und die öffnungen 50 in det
Versteifungsplatte 46 sind dabei so ausgelegt. daC sichergestellt ist, daß das geschmolzene Glas ir
mindestens so großer Menge durch die Versteifungsplatte hindurchfließt wie durch die Düsenplatte
ι < fintsprechend der Durchsatz-Formel
Q =r
NKIT1H
17.
17.
in flpr
" Q den Durchsatz an geschmolzenem Glas.
N die Anzahl der Öffnungen bzw. Düsenlöcher.
K eine Konstante,
D den Durchmesser der Öffnungen bzw. Düsenlöcher.
// die Höhe zur Glasoberflächc.
' V die Viskosität des geschmolzenen Glases und
' V die Viskosität des geschmolzenen Glases und
/. die Länge der öffnungen bzw. Düsenlöcher (also die
Plattcndicke)
bedeuten, kann dies sehr einfach durch entsprechende
in Abstimmung der Werte für /V und D (Anzahl und
Durchmesser der Öffnungen 50 bzw. der Düsenlöcher 48) unter Berücksichtigung des jeweiligen Wertes für /.
(also der Dicke der Versteifungsplatte 46 bzw. der Düsenplatte 38)geschehen, denn die Werte für K. //und
r> Vkönnen als konstant außer Betracht bleiben.
Die Durchbrüche 52 gestatten ein realtiv ungehindertes
Fließen des geschmolzenen Glases durch die Versteifungsrippen 44. Dadurch ist sichergestellt, daß
alle zwischen den Versteifungsrippen 44 gebildeten
■in Einzelabschnitte des Ziehbereichs 40 der Düsenplatte 38
ausreichend selbst dann mit geschmolzenem Glas versorgt werden, wenn einer der entsprechenden
Einzelabschnitte der Versteifungsplatte 46 sich zugesetzt haben sollte. Es ist dabei zweckmäßig, die
4-, Durchbrüche52 etwas kleiner zu bemessen als die Höhe
der Versteifungsrippen 44. so daß die Rippen nicht unterbrochene Kanten behalten und mit einer stetig
durchgehenden Verbindungsnaht an der Düsenplatte 38 sowie der Versteifungsplatte 46 befestigt werden
Vi können, wie wenn es sich um ein einziges Teil handelt.
Damit wirken die Rippen als Träger und erzeugen .ine beträchtliche Versteifung der Düsenplatte gegen
Verformung. Weiterhin ist es zweckmäßig, die Düsenplatte 38 und die Versteifungsplatte 46 an den Stellen, an
denen sie mit den Rippen verbunden sind, nicht zu perforieren. Dadurch wird die Versteifungswirkung der
Rippen zusätzlich erhöht.
Die vorangehend beschriebene Versteifungsstruktur dient auch zum Abschirmen der Düsenplatte 38 gegen
ein Eindringen von Blasen, Knoten, abgelösten Belägen und anderen Fremdkörpern in die Düsenlöcher 48. Das
ist besonders vorteilhaft, da solche in die Düsenlöcher eingedrungenen Fremdkörper mit Sicherheit zu einem
Abriß der aus diesen Düsenlöchern gezogenen Fasern und dann zum Überfluten der Unterseite der Düsenplatte
führen. Die Yersteifungsstruktiir hat außerdem der.
Vorteil, daß sie oberhalb der Düsenplatte 38 eine Aufbereitungskammer bildet, die das geschmolzene
Glas unmittelbar vor seinem Eintritt in die Dosenlocher
48 konditioniert. Diese Aufbereitungskammer wirkt der
Tendenz des Glases entgegen, innerhalb des Düsenblokkes ungleichmäßige Slromfäden zu bilden. Außerdem
stellt sie eine Art Erwärmungskammer in unmittelbarer Nachbarschaft /um Ziehbereich 40 dar, weil an die
Düsenplatte 38 über Elektrodenanschlüsse 54 ein elektrii.-..ier Heizstrom angelegt wird. Insgesamt sorgt
die Aufbereitungskammer also dafür, das das in die Düsenlöcher 48 der Düsenplatte 38 eintretende Glas
verglcichmäBigt und auf eine genau kontmlicrte
Temperatur gebracht wird.
Der /iigeführte Heizstrom durchfließt nicht nur die
DUsenplalte 38. sondern auch die Versteifungsrippen 44
und die Versteifungsplatte 46. Er bewirkt, daß diese Teile in erster Linie durch Widerstands-Heizung
erwärmt werden. Das Maß der Erwärmung der Düscnplatic und der Versteifungsplatte kann durch
Waiil uei Dii/ke der beireiieiiiieM Planen an die
Erfordernisse angepaßt werden.
Die Elcktrodenanschlüssc 54 sind direkt auf beiden Seiten der Düsenplattc 38 so angebracht, daß der
Heizstrom die Düsenplattc in deren Längsrichtung durchfließt, jeder Elektrodenanschluß ist dabei in
Wirklichkeit sogar eine Verlängerung der Düsenplatte 38. Der Zweck dieser Maßnahme besteht darin, den
größeren Anteil des Heizstromes durch die Düsenplattc 38 und die Versteifungsplatte 46, aber nur einen
kleineren Teil durch den Platinbelag 34 auf den Seitenwänden der Fließkammer 32 zu schicken. Bei den
herkon.,nlichen Düseneinrichtungen sind die Elektrodenanschlüsse
dagegen in der Mitte der Stirnseiten angebracht, so daß der größere Teil des Heizstromes
durch den oberen Bereich der Fließkammer geleitet wird, und manchmal sind sogar auch in dem oberen
Kammerbereich Heizstränge angeordnet, um das Glas dort und nicht so sehr im Bereich der Düsenplatte zu
erwärmen. Der hier beschriebene Düsenblock mit einer ebenen Düsenplatte 38 erfordert jedoch die größere
Hitze in der Nähe der Düsenplatte, um die Wärmeverluste auszugleichen, die durch den Kühleffekt des auf die
Düsenplatten-Temperatur sehr schnell auf Temperaturverstellungen während des Anfahrens reagieren können.
In rig. 8 und 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Versteifungsstruktur für die Düsenplatte dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem
vorhergehend beschriebenen darin, daß sich eine zusätzliche Versteifungsrippe 44a in Längsrichtung über
den Ziehbereich der Düsenplatte erstreckt. Die Rippe 44a ist von ähnlichem Aufbau wie die Versteifungsrippen
44, und sie weist auch Durchbrüche 32a auf, die ein ziemlich ungehindertes Fließen des Glases durch die
Rippe hindurch gestatten. Diese Durchbrüche 52a erstrecken sich ebenso wie die Durchbrüche 52
zweckmäßig nicht in den Kantenbereich der Rippe hinein. Im übrigen sind bei der Düsenplatte 38 und der
Versteifungsplatte 46 auch diejenigen Bereiche, die mit der Versteifungsrippe 44a fest verbunden sind, zweckmäßig ohne jegliche Öffnungen.
Innerhalb des Düsenblockes 26 ist ein Abweiser 56 vorgesehen, der vor dem Eintritt in die Fließkammer 32
liegt und sich etwas unterhalb des unteren Endes des Zuflußkanals 18 befindet Dieser Abweiser 56, der durch
den Platinbelag 34 auf den Seitenwänden der Kammer 32 gehalten ist, ist durchlöchert und leicht dachförmig
ausgebildet Wegen seiner Dachform leitet er das in die Kammer 32 eintretende Glas seitlich in Richtung der
Sammelbereiche 42. Damit sorgt er dafür, daß weniger Glas beim Eintritt in die Kammer direkt auf die
Versteifungsplatte 46 aufprallt und daß mitgeführtc Fremdkörper bevorzugt in den Raum oberhalb der
Sammelbereiche 42 gelangen. Dazu sind zweckmäßig diejenigen Rippen der Verstcifungsstruktur, die unmittelbar
neben den Sammelbereichen 42 liegen und mit dem Bezugszeichen 45 bezeichnet sind, ohne jegliche
Durchbrüche. Auf diese Weise werden Fremdkörper, die sich in dem Raum oberhalb der Sammelbereiche
angesammelt haben, von dem Zichbcreich der Düsen
platte ferngehalten.
Der Aufbau des Diisenblockes 26 wird durch Wärmeaustauschleitungen 58 (Fig. 7) vervollständigt,
die sich durch den Blockkörper 30 um den oberen Abschnitt der Fließkammer 32 herumziehen. Diese
Leitungen weisen eine weitgehend konventionelle Konstruktion auf und dienen dazu, das Auslaufen von
'"•ras zwischen der Vorhcrd-iJnicrscitc \i und dem
dar,in anliegenden Düsenblock 26 zu verhindern.
Ein besonderer Vorteil des vorangehend beschriebenen Diisenblockes 26 besteht noch darin, daß er für
Überholungsarbeiten und Inspektionen sehr leicht abgebaut werden kann. Zum Abbau ist es lediglich
notwendig, das Glas innerhalb des Zuflußkanals 18 erstarren zu lassen, /.. B. durch Spülen der Unterseite des
Düsenblockcs mit einem Kühlmedium, wie z. B. Wasser,
und dann den Düsenblock abzubrechen. Das Abbrechen bereitet keine besonderen Probleme, weil die Fläche des
abzubrechenden Glases relativ klein ist und kein Bauteil des Düsenblockes in den Zuflußkanal 18 hineinragt. Das
Kühlmedium, mit dem das Glas zum Erstarren gebracht wird, hat auch keinen schädlichen Einfluß auf die
Anlage, da alle diejenigen Bereiche, die dem Kühlmedium ausgesetzt sind, aus einem Material hergestellt sind,
das gegen schroffe Temperaturänderungen unempfindlich ist. In diesem Zusammenhang sei noch darauf
hingewiesen, daß die Innenschicht 14 der Vorherd-Unterseite durch die Außenschicht 16 vor dem Kühlmedium
geschützt ist.
Die Betriebsweise einer mit der erfindungsgemäßen Düsenplatte versehenen Anlage ergibt sich am besten
aus den F i g. 1 und 2. Die unter den Düsenlöchern 48 der Düsenplatte 38 gebildeten Glasfasern 10a (vgl. auch
Fig. 5) werden durch eine Vorrichtung 60 zum Aufbringen von Schmälze und Binder gegeben, von wo
sie über einen Sammelschuh 62 gezogen und dann zu einer Wickeleinrichtung 64 gelenkt werden. Eine
Traverse 66 führt die Fasern hin- und hergehend über die Breite der Wickeleinrichtung 64. Hinsichtlich der
Vorrichtung 60, des Sammelschuhs 62, der Wickeleinrichtung 64 und der Traverse 66 werden konventionelle
Wegß beschritten.
Während des Ziehvorganges wird ein Gasstrom von unten gegen die ebene Unterseite der Düsenplatte 38
gelenkt und zwar mit Hilfe eines Gasdüsenstockes 68. Wie aus der DE-OS 25 01 216 bekannt ist, dient der
Gasstrom dazu, die Fasern zu kühlen und einzuschnüren. Der hier vorgesehene Gasdüsenstock ist jedoch
insofern von besonderer Konstruktion, als er eine Lenkung des Gasstromes vorsieht Er besteht wie sich
aus F i g. 1A ergibt aus einem Düsenkörper mit einem
länglichen Auslaßkanal 70 und einer Vielzahl von individuellen Einlassen 72, die in den Ausiaßkanal
münden. Innerhalb des Gasdüsenstockes 68 sind Führungselemente 74 angeordnet die eine divergierende Öffnung von jedem der Einlasse 72 aus zu dem
Auslaßkanal 70 bilden. Zu dem Gasdüsenstock 68
gelangt das Gas über einen Verteiler 76, der seinerseits das Gas durch eine Zuleitung 78 erhalt und über Rohre
80 den entsprechenden Einlassen 72 zuführt. |edes Rohr 80 ist an dem Verteiler 76 mit Hilfe eines einstellbaren
Ventils 82 befestigt. Auf diese Weise kann jedes Ventil 82 einzeln zur Regulierung des Gasstromes zu den
entsprechenden Einlassen 72 verwendet werden. Ein Manometer 84 ist mit dem Innenraum des Verteilers
verbunden und zeigt den darin vorherrschenden Druck an.
Mit llilfc eines derartigen Gasdüscnstockcs mit
Verteiler kann der Gasstrom auf die Unterseite der Düsenplatte 38 wahlweise über der Breite der Platte so
verändert werden, daß die erforderliche Vereinzelung der von der Düsenplatte abgezogenen Glaskonen
erhalten bleibt. Außerdem kann die Wirkung des auf die Unterseite der Düsenplatte aufprallenden Gasstromes
mit Hilfe einer Befestigung beeinflußt werden, mit der
10
.... i«iem.ej
der Platte auftrifft, verstellbar ist. Diese Befestigung
besteht aus zwei an den beiden Seiten des Gasdüsenstockes 68 angeordneten, etwa halbkreisförmigen
Platten 86, an denen der Gasdüsenstock 68 um eine Achse 88 schwenkbar gelagert und mit Hilfe von
Klemmschrauben 92 in stufenlos wählbaren Winkelpositionen festgeklemmt ist. Die Klemmschrauben 92
greifen jeweils in Gewinde an den Seiten des Düsenkörpers ein und erstrecken sich durch bogenförmige
Schlitze 90 in den Platten 86 hindurch. Zur Finstellung des Neigungswinkels des Düsenstockes ist
es lediglich nötig, die Klemmschrauben 92 zu lösen und den Düsenkörper um die Schwenkachse 88 in die
gewünschte Position zu schwenken. Nach [irreichen der
gewünschten Position werden die Klemmschrauben 92 wieder gegen die Platten 86 geschraubt, wodurch di"·
Winkelposition des Düsenstockes fixiert ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger
Beispiel Λ
1. Legierung für die
Düsenplatte
Düsenplatte
für alles übrige
2. Düsenplatte
Durchmesser der
Düsenlöcher
Durchmesser der
Düsenlöcher
Mittenabstand der
Düsenlöcher
Düsenlöcher
Plattendicke
Anordnung der
Düsenlöcher
Düsenlöcher
Ziehbereich
Plattenabmessung
Plattenabmessung
3. Versteifungsplatte
Durchmesser der
Öffnungen
Öffnungen
Plattendicke
Rippen
Rippen
Mittenabstand der
Rippen
Rippen
4. Leistung
eingestellte Temperatur
Durchsatz
eingestellte Temperatur
Durchsatz
90% Platin. 10% Rhodium
dto.
795 Düsenlöcher
0,119 cm
0,119 cm
0,178 cm
0,152 cm
0,152 cm
80% Platin, 20% Rhodium
20% Platin, 10% Rhodium
798 Düsenlöcher 0,119 cm
0.190 cm 0,152 cm
80% Platin, 20% Rhodium
90% Platin, 10% Rhodium
810 Üüsenlöcher
0,119 cm
0,119 cm
0,203 cm
0,152 cm
0,152 cm
5 Abschnitte mit je II Reihen 6 Abschnitte mit 15x9 Düsen- 6 Abschnitte mit 15 x 9 Düsen-
mit wechselweise 14 und 15 löchern abzüglich 12 Ecken, löchern, Quadratmuster
Düsenlöchern, insgesamt 159 Quadratmuster Düsen pro Abschnitt
2,61 cm x 8,89 cm 2,84 cm x 10,79 cm
3,81 cm x 15,24 cm 3,81 cm x 16,51 cm
1200 Öffnungen
1130 Öffnungen
0,119 cm
0,119 cm
0,119 cm 3,05 cm x 11,43 cm
3,81 cm x 16,51 cm
1200 Öffnungen
0,119 cm
3,81 cm x 16,51 cm
1200 Öffnungen
0,119 cm
0,038 cm O,O38cm 0,381cm
0,102 cm x 0,787 cm x 3,81 cm 0,102 cm x 0,635 cm x 3,81 cm 0,102 cm x 0,635 cm x 3,81 cm
1,78 cm 1,80 cm 1,90 cm
1210 C bis 1260 C
14,5 kg/h bis 23,4 kg/h
14,5 kg/h bis 23,4 kg/h
C bis 1266 C
kg/h bis 25,8 kg/h
kg/h bis 25,8 kg/h
1221 C bis 1293 C
12,2 kg/h bis 22,2 kg/h
12,2 kg/h bis 22,2 kg/h
Bei allen Beispielen A-C betrug die Dicke des
Platinbelages 34 auf den längsseitigen Seitenwänden der
Fließkammer 32 (im Querschnitt gezeigt in Fig.2) 0,051 cm und auf den stirnseitigen Seitenwänden der
Fließkammer 32 (im Querschnitt gezeigt in Fig. 1) 0,102 cm. Die Elektrodenanschlüsse 54 waren 0318 cm
dick und die periphere Randzone 24 wies eine Dicke von 0,038 cm auf.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Düsenplatte zum Ziehen von Glasfasern, die Düsenlöcher in Form vorsprungsfreier Durchgangsbohrungen
aufweist und an ihrer Oberseite mit Versteifungsrippen verbunden ist, dadurch gelee
anzeichnet, daß auf den Versteifungsrippen (44,* 44a, 45) oberhalb des die Düsenlöcher (48)
aufweisenden Bereichs (4Oi der Düsenplatte (38) eine in
mit einer Vielzahl von öffnungen (50) versehene Versteifungsplatte (46) befestigt ist, deren Gesamtströmungswiderstand
geringer ist als der der Düsenlöcher.
2. Düsenplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Versteifungsplatte (46) mehr öffnungen (50) angeordnet sind als Düsenlöcher (48)
in der Düsenplatte (38), wobei der Öffnungsquerschnitt
der einzelnen öffnungen nicht größer isx als
der der einzelnen Düsenlöcher. in
3. Düsenpiatte nach Ansprach 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß einzelne Versteifungsrippen (45) einen den Bereich (40) der Düsenlöcher (48) in
der Düsenplatte (38) umgebenden Rahmen bilden und die übrigen Versteifungsrippen (44, 44a)
innerhalb dieses Rahmens quer oder längs und quer in einander kreuzenden Richtungen verlaufend
angeordnet sind, wobei alle Versteifungsrippen an ihren Stoßstellen und Kreuzungspunkten fest miteinander
verbunden sind, il)
4. Düsenpiai'^ nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß einige oder alle der innerhalb des Rahmens angeordneten Versteifungsrippen (44,44a)
mit Durchbrochen (52) zum freien Durchtritt der Glasschmelze versehen sind. r>
5. Düsenplatte nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Rahmen bildenden
Versteifungsrippen (45) ganz oder teilweise ersetzt sind durch die seitliche Auskleidung (34) einer nach
unten durch die Düsenplatte (38) abgeschlossenen w Fließkammer (32), die in einem lösbar an der
Unterseite (12) einer die Glasschmelze liefernden Vorrichtung befestigten Düsenblock (26) gebildet ist.
6. Düsenplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Düsenlöcher (48) aufweisende 4r>
Bereich (40) der Düsenplatte (38) kleiner ist als die durch die Düsenplatte abgeschlossene untere öffnung
der Fließkammer (32) und auf mindestens einer Seite in einen keine Düsenlöcher aufweisenden
Bereich (42) der Düsenplatte übergeht, wobei in der Fließkammer oberhalb der Versteifungsplatte (46)
ein Abweiser (56) angeordnet ist, der die in die Fließkammer einströmende Glasschmelze in Richtung
auf den keine Düsenlöcher aufweisenden Bereich der Düsenplatte ablenkt.
7. Düsenplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenplatte (38), die Versteifungsrippen (44, 44a, 45), die
Versteifungsplatte (46) sowie die Auskleidung (34) der Fließkammer (32) aus Platin oder einer bo
Platin-Legierung bestehen und die Verbindung dieser Teile elektrisch leitend ausgebildet ist.
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