DE2739287A1 - Verfahren zum feststellen von bruechen an glasfaeden - Google Patents

Verfahren zum feststellen von bruechen an glasfaeden

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Description

29 651 q/wa
NITTO BOSEKI CO., LTD., FUKUSHIMA/JAPAN
Verfahren zum Feststellen von Brüchen an Glasfäden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen von Brüchen an Glasfäden, die durch die Düsen an einer Düsenplatte abgezogen werden.
Zum Feststellen des Bruchs von einem Spinnfaden, der sich aus einer Vielzahl von Glasfäden zusammensetzt, wurde schon vorgeschlagen, ein piezoelektrisches Element in Berührung mit dem Spinnfaden zu bringen, wobei der Bruch des Spinnfadens zu einer Änderung am Ausgang des piezoelektrischen Elementes infolge des geänderten Berührungsdrucks zwischen Spinnfaden und piezoelektrischem Element führt. Die Anwendung dieser Vorgehensweise auf jeden einzelnen der tausenden von Glasfäden, die aus einer
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einzelnen Düsenplatte abgezogen werden, ist jedoch praktisch nicht möglich. Selbst wenn die Anwendung dieser Vorgehensweise auf jeden Faden möglich wäre, würde die Berührung des Fadens mit dem piezoelektrischen Element selbst eine Quelle für einen Fadenbruch darstellen. Wenn ferner das piezoelektrische Element so angeordnet wird, dass es den Faden nur unter einem minimalen Berührungsdruck beaufschlagt, um die vorgenannte Gefahr zu beseitigen, so würde dies jedoch zu einer nicht zuverlässigen Funktion des piezoelektrischen Elementes führen. Bislang wurde daher noch kein zufriedenstellendes Verfahren zum Feststellen des Bruchs von Glasfäden während deren Abziehens vorgeschlagen, so dass gegenwärtig keine andere Möglichkeit besteht, als die grosse Anzahl an Glasfäden von einer Bedienungsperson einer konstanten visuellen Beobachtung zu unterziehen.
Beim Abziehen von Glasfäden durch extrem dicht angeordnete Düsen einer Düsenplatte bildet sich bei Bruch eines Glasfadens an der Plattenunterseite eine Kugel aus geschmolzenem Glas und zwar an der Düse, bei der der Bruch aufgetreten ist. Im Laufe der Zeit vergrössert sich die Kugel aus geschmolzenem Glas unter Zunahme ihres Gewichtes, so dass sie schliesslich herabfällt und dabei in Berührung mit benachbarten Fäden gelangt, so dass diese ebenfalls brechen. Wenn ferner der Abstand zwischen benachbarten Düsen extrem gering ist und die Glaskugel unter Ausbreitung über die Unterseite der Düsenplatte anwächst, verbindet sie sich mit den benachbarten umgekehrten Glaskonussen. Daher erfolgen mit zunehmender Ausdehnung der Glaskugel Brüche an einer zunehmenden Anzahl von Glasfäden. Der Bruch eines Glasfadens muss daher so früh wie möglich festgestellt werden, um entsprechende Gegenmassnahmen treffen zu können.
Ein Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens, mit dem sich die Brüche von Glasfäden während des Abziehens
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frühzeitig ohne physikalische Berührung mit den Glasfäden feststellen lassen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erzielt, dass man ein Strahlungsthermometer dergestalt anordnet, dass ein Teil eines Glasfadens, der sich wenigstens unmittelbar unterhalb von wenigstens einer Düse befindet, im Blickfeld des Strahlungsthermometers liegt,und dass man die Ausgangsänderung des Strahlungsthermometers feststellt, wenn infolge eines Bruchs des durch die eine Düse austretenden Fadens eine Kugel aus geschmolzenem Glas an der Unterseite der Düsenplatte an der einen Düse anwächst und in das Blickfeld des Strahlungsthermometers kommt.
Wenn die Düsenplatte eine grosse Anzahl in Reihen- und Spaltenform angeordneter Düsen aufweist, kann das Strahlungsthermometer so angeordnet werden, dass die durch irgendeine der Düsenreihen austretenden Glasfäden im Gesichtsfeld des Strahlungsthermometers einander überlappend liegen, wobei das Strahlungsthermometer horizontal in Richtungen senkrecht zu den Düsenreihen hin und her bewegt wird, um sukzessive und nacheinander die durch die betreffenden Düsenreihen austretenden Glasfäden abzutasten und einen Bruch in jeder Reihe festzustellen.
Bei der Erfindung erfolgt das Feststellen eines Bruchs an den durch die Düsen einer Düsenplatte abgezogenen Glasfäden durch Umwandlung der Intensitätsänderung des Strahlungslichtes oder der Wärme, die von einer Kugel aus geschmolzenem Glas abgegeben wird, welche an der Unterseite der Düsenplatte an der Düse, bei der der Bruch auftritt, anwächst, in ein elektrisches Signal unter Vorsehen eines Strahlungsthermometers, das so angeordnet ist, dass es horizontal sowohl parallel zu einer Seite als auch zur Unterseite der Düsenplatte hin und her bewegt werden kann.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine für eine Glasfadenspinnanlage verwendete Düsenplatte,
Fig. 2A eine geschnittene Ansicht längs der Linie II-II nach Fig. 1 mit Darstellung des Zustandes bei einem Abziehen der Glasfäden auf stabile Weise,
Fig. 2B eine Fig. 2A ähnliche Ansicht mit Darstellung einer Kugel aus geschmolzenem Glas, die bei Eintritt eines Bruchs an der Unterseite der Düsenplatte an der betreffenden Düse anwächst,
Fig. 2C eine der Fig. 2B ähnliche Ansicht mit Darstellung der Kugel aus geschmolzenem Glas, die anwächst und sich über die Unterseite der Düsenplatte ausbreitet,
Fig. 3 eine fragmentarische Seitenansicht von einem Glasofen mit einer Düsenplatte und einem erfindungsgemäss angeordneten Strahlungsthermometer,
Fig. 4 eine Unteransicht des Glasofens mit einem längs
der Düsenplatte hin und her beweglich angeordneten Strahlungsthermometer,
Fig. 5A das Blickfeld des Strahlungsthermometers bei in stabilem Zustand abgezogenen Glasfaden,
Fig. 5B das Blickfeld des Strahlungsthermometers bei Eintritt eines Bruchs und Vorliegen einer anwachsenden Kugel aus geschmolzenem Glas, und
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Fig. 6 eine Unteransicht auf den in Fig. 3 gezeigten Ofen mit einem um eine vertikale Achse schwenkbar angeordneten Strahlungsthermometer.
Fig. 1 zeigt eine Düsenplatte 1 mit 800 bis 6000 Düsen oder
öffnungen a, b, c usw. Fig. 2A, 2B und 2C stellen geschnittene Ansichten längs der Schnittlinie II-II in Fig. 1 dar, wobei Fig. 2A den Abzug der Glasfäden in stabiler Weise wiedergibt. Das geschmolzene Glas gelangt durch die öffnungen a, b, c, ... unter dem Gefälledruck der in einem herkömmlichen Glasofen befindlichen Glasschmelze und bildet an der Unterseite
der Düsenplatte 1 umgekehrte Glaskonusse 2, aus denen die Glasfaden 3 in stabiler Weise herausgezogen werden. Da sämtliche
umgekehrte Glaskonusse solange die Glasfäden auf stabile Weise abgezogen werden, die gleiche Grosse haben, werden die an den Düsen hinter der Linie II-II in Fig. 1 gebildeten Glaskonusse von denen längs der Linie II-II gebildeten abgedeckt, so dass erstere nicht erkennbar sind. Zum Beispiel liegen die an den
Düsen längs der Reihe Y-Y1 gebildeten GlaskonusBe in Ausrichtung zueinander, so dass nur der Glaskonus 2 an der vordersten Düse b sichtbar ist.
Nach einem durch eine Betriebsstörung bedingten Bruch des von dem Glaskonus an der Düse b1 abgezogenen Fadens bildet jedoch das geschmolzene Glas, das durch die Düse b1 unter dem Gefälledruck der Glasschmelze hindurchgeht, an der Unterseite der
Düsenplatte 1 ein kugelförmiges Gebilde 4 aus geschmolzenem
Glas. Diese Glaskugel 4 ist hinter dem an der Düse b gebildeten Glaskonus 2, wie in Fig. 2B gezeigt, sichtbar. Im Laufe der
Zeit wächst die Glaskugel 4 allmählich an und fällt schliesslich durch ihr Eigengewicht nach unten. Die Glaskugel 4 fällt wegen der Viskosität des geschmolzenen Glases zu anfang langsam nach unten, doch nimmt mit zunehmendem Gewicht die
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Fallgeschwindigkeit zu. Die Kugel 4 gelangt dabei in Berührung mit den anderen abgezogenen Fäden 3 und führt zu einem Bruch von letzteren.
Abhängig von dem Abstand zwischen benachbarten Düsen und/oder der Benetzung des geschmolzenen Glases bei einer Abziehtemperatur wächst die Glaskugel 4 über die Unterseite der Düsenplatte 1 und verbindet sich schliesslich mit benachbarten Glaskonussen wie in Fig. 2C gezeigt, so dass eine grosse Glaskugel 5 entsteht, Die grosse Glaskugel 5 wächst weiter, so dass ein Faden 3 nach dem anderen bricht.
Durch die Erfindung sollen diese Probleme beseitigt werden. Erfindungsgemäss wird ein Strahlungsthermometer eingesetzt, um die Änderung in der Intensität des Strahlungslichtes oder der Strahlungswärme, die von dem geschmolzenen Glas an der Unterseite der Düsenplatte 1 ausgeht, festzustellen, wenn der Glaskonus 2 nach einem Bruch des aus ihm abgezogenen Glasfadens 3 in eine Kugel 4 oder 5 aus geschmolzenem Glas übergeht und anwächst, wie dies in Verbindung mit Fig. 2B und 2C erläutert wurde; die Änderung in der Intensität des Strahlungslichtes oder der Strahlungswärme wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, um einen Bruch des Glasfaserfadens festzustellen.
Nach Fig. 3 und 4 ist das Strahlungsthermometer an einer Seite der Düsenplatte 1 angeordnet. Das Thermometer befindet sich dabei in einem möglichst geringen Abstand von der Düsenplatte 1, d.h. so, dass die Funktionsweise des Strahlungsthermometers 6 durch die vom geschmolzenen Glas abgestrahlte Wärme nicht nachteilig beeinflusst wird. Das Strahlungsthermometer 6 liegt parallel zur Unterseite der Düsenplatte 1, jedoch so, dass die Unterseite der Düsenplatte 1 aus dem Blickfeld des Strahlungsthermometers 6 steht. Ferner ist das Strahlungsthermometer 6 so angeordnet, dass es durch eine nicht gezeigte, geeignete
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Antriebseinrichtung längs der Seite der Düsenplatte 1 innerhalb eines Bereiches R in den durch den in Fig. 1 gezeigten Doppelpfeil angegebenen Richtungen hin und her bewegt werden kann. Alternativ hierzu kann das Strahlungsthermometer 6 auch an einer mit der Mitte des Bewegungsbereiches übereinstimmenden Stelle 7 schwenkbar angeordnet sein, um die Düsenplatte 1 von einem Ende zum anderen zu überstreichen, vgl. Fig. 6.
Als Strahlungsthermometer 6 kann irgendein geeignetes herkömmliches Strahlungsthermometer, z.B. ein optisches Pyrometer, ein Thermoelement, ein Thermometer auf Basis einer Siliziumzelle, ein Thermometer auf Basis eines Verstärktere oder dergleichen verwendet werden. Um nachteilige Auswirkungen, bedingt durch die hohe Temperatur der Düsenplatte 1 und die hohe Temperatur der die Düsenplatte 1 umgebenden Luft auszuschalten, ist es erforderlich, das Strahlungsthermometer 6 mit einem zylindrischen Gehäuse zu umgeben, das normalerweise durch eine geeignete Kühlflüssigkeit und/oder ein-gas gekühlt wird. Um ferner die Ausgangsänderung bei Vorliegen eines Bruchs zu erhöhen und damit eine bessere Genauigkeit zur Bruchfeststellung zu erhalten, kann vorzugsweise das Blickfeld des Strahlungsthermometers so klein wie praktikabel sein.
Die Erfindung wird nachfolgend im Detail in Verbindung mit einem Thermometer auf Basis einer Siliziumzelle oder einem Thermometertyp"Pyroeye SBX 600-900 der Firma Chino Seisakushi K. K. beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, sondern auch irgendein anderes geeignetes herkömmliches Thermometer, wie erwähnt, verwendet werden kann, sofern seine Empfindlichkeit und seine sonstigen Eigenschaften ausreichen.
Mit dem vorgenannten Strahlungsthermometer wurden Versuche
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durchgeführt, um die Änderung der Ausgangsgrösse des Strahlungsthermometers in bezug auf die Zeit nach Eintritt eines Bruchs zu messen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben .
Tabelle 1
3 4
5 6
7 8 9
10 11 12 13
^^ Versuchs-
Nr.
Zeit ^^^s^		 1 2 3 4 0,3 5 6 0,3 0,35
0 Sekunden 0,25 - 0,26 mV 0,8 1,0 1,0
8 0,3 1,0 -
10 1,0 - 1,0
20 2,5 - 1,2
30 - 0,32 -
35 - 1,0 1,2
40 - - 1,5
45 - 1,8 0,35
50 5,0 3,0 1,2
60
3 4
5 6
10 11 12 13
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273928?
Al
Bemerkungen: (1) Maximales Blickfeld des Strahlungsthermometers : 15 mm
(2) Abstand zwischen der Düsenplatte und der Mitte des Blickfelds des Thermometers:
Versuch Nr. 1 und 4: 10 mm Versuch Nr. 2 und 5: 15 mm Versuch Nr. 3 und 6: 20 mm
(3) Abzugstemperatur: 1.170°C
(4) Lage der Brüche:
Versuch Nr. 1, 2 und 3:
Brüche traten im Bereich zwischen der dem Strahlungsthermometer zugewandten Seitenkante und der Mittellinie der Düsenplatte auf.
Versuch Nr. 4, 5 und 6:
Brüche traten im Bereich zwischen der Mittellinie und der vom Strahlungsthermometer abgewandten Seitenkante der Düsenplatte auf.
Solange die Fäden 3 in stabiler Weise abgezogen werden, liegen der Glaskonus 2 und der Faden 3 im Blickfeld des Strahlungsthermometers 6, wie in Fig. 5A gezeigt. Bei einem Bruch von einem gewissen Faden 3 jedoch ist zusätzlich zu dem Glaskonus 2 und dem Faden 3, gemäss Fig. 5, die Kugel aus geschmolzenem Glas 4 sichtbar. Bei einem Abziehen der Fäden 3 in der in Fig. 5A gezeigten stabilen Weise, bleibt das Verhältnis zwischen der Fläche des Glaskonus 2 und des Fadens 3 im . das Blickfeld des Strahlungsthermometers und der Fläche
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des Blickfeldes unverändert, so dass das Strahlungsthermometer 6 einen konstanten Ausgang abgibt. Sobald jedoch ein Bruch eintritt, wird die in Fig. 5 gezeigte Glaskugel 4 gebildet, wobei im Laufe der Zeit die Kugel 4 weiter anwächst. Daher vergrössert sich das Verhältnis der Fläche der Glaskugel 4 im Bereich des Blickfeldes, so dass die Intensität der von Strahlungsthermoineter 6 empfangenen Strahlungswärme ansteigt und sich folglich der Ausgang am Strahlungsthermometer 6 entsprechend erhöht.
Da die Grösee des Glaskonus 2rdie vom Durchmesser der Düse, der Anzahl an Düsen in der Düsenplatte, und von anderen Faktoren abhängt, gewöhnlich sehr gering ist, ist es ziemlich schwierig den Glaskonus 2 auf das Blickfeld des Strahlungsthermometera zu fokusieren. Daher kann das Strahlungsthermometer 6 so angeordnet werden, dass der Faden 3 unmittelbar unterhalb des umgekehrten Glaskonus 2 im Blickfeld liegt, da die Glaskugel 4 über den umgekehrten Konus 2 hinauswächst und unmittelbar in das Blickfeld des Strahlungsthermoaeters gelangt. Das Auftreten von einem Bruch lässt sich daher in in wesentlichen gleicher Weise wie in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben, feststellen. Bei der Anordnung nach Fig. 6, bei der das Strahlungsthermometer 6 zum überstreichen der Düsenplatte 1 schwenkbar angeordnet ist, sollte das Thermometer weitgehend gezielt so angebracht werden, dass die Glaskonusse aus dem Gesichtsfeld des Thermometers liegen, die unmittelbar unter den Konussen befindlichen Fäden jedoch im Blickfeld angeordnet sind. Hierbei führt die Schwenkbewegung des Thermometers zu einer Änderung der Anzahl an im Blickfeld befindlichen Fäden, doch beeinflusst diese Änderung den Ausgang vom Thermometer solange nicht, wie die Fäden in stabiler Weise abgezogen werden, da sich die Fäden in einem stabilen Zustand befinden, und keine wesentliche Licht- oder Wärmestrahlung abgeben. Bricht
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einer der Fäden, so gelangt die Kugel aus geschmolzenem Glas in das Blickfeld des Thermometers und erhöht den Thermometerausgang. Der gebrochene Faden lässt sich auf einer Linie in Axialrichtung des Thermometers an der Stelle ermitteln, bei der die Zunahme des Thermometerausgangs erfolgt ist.
Im allgemeinen verstreicht eine Zeit von etwa 70 Sekunden vom Eintritt des Bruchs und der Bildung einer Glaskugel 4 bis zu dem Zeitpunkt, bei dem die Kugel aus geschmolzenem Glas durch ihr erhöhtes Eigengewicht herabfällt. Daher sollte die Ausgangsänderung am Strahlungsthermometer innerhalb 60 Sekunden, vorzugsweise 40 bis 50 Sekunden, erfasst werden und entsprechend der ermittelten Änderung ein elektrisches Signal abgegeben werden, das eine geeignete Steuereinrichtung betätigt, die dem Endbruch des Fadens Rechnung trägt.
Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, erscheint mit kürzerem Abstand zwischen Düsenplatte und Mitte des Blickfeldes des Strahlungsthermometers eine raschere Ausgangsänderung am Strahlungsthermometer, so dass vorzugsweise das Strahlungsthermometer so nahe wie praktisch möglich an der Düsenplatte anzuordnen ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das das Auftreten eines Bruchs kennzeichnende elektrische
Signal abgegeben, wenn der Ausgang vom Strahlungsthermometer auf etwa 0,4 mV ansteigt.
Vor Durchführung der Versuche wurde erwartet, dass die Ausgangsänderung aus Strahlungsthermometer bei einem Bruch im Bereich zwischen der dem Strahlungsthermometer zugewandten Seitenkante und der Mittellinie der Düsenplatte von der Ausgangsänderung bei Eintritt eines Bruchs im Bereich zwischen der
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Mittellinie der Düsenplatte und ihrer dem Strahlungsthermometer abgewandten Seitenkante abweicht. Tabelle 1 zeigt jedoch, dass dieser Unterschied extrem gering und praktisch vernachlässigbar ist.
Zusammengefasst wird erfindungsgemäss die Änderung in der Intensität des Strahlungslichtes oder der Strahlungswärme, die von einer Kugel aus geschmolzenem Glas ausgeht, welche an der Unterseite der Düsenplatte an der Düse anwächst, bei der ein Bruch auftritt, in ein elektrisches Signal durch das Strahlungsthermometer umgewandelt, so dass der Bruch festgestellt werden kann. Die Erfindung ist daher insbesondere in Fällen vorteilhaft, bei denen Glasfäden unter Vorsehen einer Düsenplatte mit einer extrem hohen Düsendichte abgezogen werden.
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-4t-
L e e r s e i t e

Claims (10)

  1. 29 651 q/wa
    NITTO BOSEKI CO., LTD., FUKUSHIMA/JAPAN
    Verfahren zum Feststellen von Brüchen an Glasfäden
    PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zum Feststellen von Brüchen an Glasfäden, die durch die Düsen in einer Düsenplatte abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet , dass man
    ein Strahlungsthtrmometer dergestalt anordnet, dass ein Teil von einem Glasfaden unmittelbar unterhalb von wenigstens einer Düse im Blickfeld des Strahlungsthermometers steht, und
    die Ausgangsänderung am Strahlungsthermometer erfasst, wenn infolge eines Bruches des durch die eine Düse abgezogenen Fadens eine Kugel aus geschmolzenem Glas an der Unterseite der Düsenplatte bei der einen Düse anwächst und in das Blickfeld des Strahlungsthermometers gelangt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Strahlungsthermometer so anordnet, dass ein umgekehrter, an der einen Düse gebildeter Konus aus geschmolzenem Glas in dem Blickfeld des Strahlungsthermometers liegt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, unter Vorsehen einer Düsenplatte mit einer grossen Anzahl von Düsen, die in Form von Reihen und Spalten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass man das Strahlungsthermometer so anordnet, dass die durch die Düsen von irgendeiner der Düsenreihen austretenden Glasfäden im Gesichtsfeld des Strahlungsthermometers in sich überdeckender Weise liegen,und man das Strahlungsthermometer in einer horizontalen Ebene senkrecht zu den Düsenreihen hin und her bewegt, um sukzessive und nacheinander die durch die betreffenden Düsenreihen austretenden Glasfäden abzutasten und einen Bruch an jeder Reihe festzustellen.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlungsthermometer schwenkbar angeordnet ist, so dass es in einer horizontalen Ebene um eine vertikale Achse gedreht werden kann, die um einen geeigneten Abstand von der Mitte zwischen den Enden der dem Strahlungsthermometer am nächsten liegenden Seite der Düsenplatte liegt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlungsthermometer auf eine Änderung in der Intensität des Strahlungslichtes oder der Wärme anspricht, die von den im Gesichtsfeld des Strahlungsthermome ters liegenden Objekten abgegeben wird, um ein elektrisches Signal zu erzeugen.
    009813/0722 -3-
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlungsthermometer ein optisches Pyrometer ist.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlungsthermometer ein Thermoelement ist.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlungsthermometer ein solches auf Basis einer Siliziumzelle ist.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlungsthermometer in Verstärkerbauart ausgebildet ist.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlungsthermometer von einem auf gewöhnliche Weise gekühlten Gehäuse eingeschlossen ist.
    809813/0722
DE2739287A 1976-09-28 1977-08-31 Vorrichtung zum Feststellen von Brüchen an Glasfäden Expired DE2739287C3 (de)

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