DE2834753B2 - Vorrichtung zum Anfahren einer nippellosen Düse zum Ziehen von Glasfasern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anfahren einer nippellosen Düse zum Ziehen von Glasfasern, deren Unterseite mit einem Kühlluftstrom beaufschlagt ist.

Wenn Glasfasern aus einer Düsen-Bodenplatte mit einer großen Anzahl von in einer ebenen Fläche ausgebildeten Düsenöffnungen gesponnen werden, und wenn der Abstand zwischen den Offnungen zu gering ist, fließen die sich bildenden benachbarten Glaskonen zusammen, wenn das geschmolzene Glas durch die Düsenöffnungen an der Unterseite der Bodenplatte fließt, so daß das Spinnen unterbrochen werden muß. Folglich ist der Abstand zwischen den Düsenöffnungen begrenzt Es ist ein Verfahren bekannt (US-PS 05 790), bei dem Luft nach oben gejen die

ίο Bodenplatte geblasen wird, wodurch ein Zusammenfließen der Glaskonen zwischen den nur durch einen geringen Abstand entfernten Düsenöffnungen verhindert wird. Vor Inbetriebnahme, oder wenn alle Fasern während des Betriebs gebrochen sind, haftet jedoch auch mit diesem Spinnverfahren geschmolzenes Glas als eine zusammengeschmolzene Glasmasse an der Unterseite der Bodenplatte und tropft in einem Strang oder mehreren Strängen geschmolzenen Glases herunter. Es sollen jedoch Glasfasern von den Düsenöffnungen der Bodenplatte völlig getrennt voneinander abfließen. Diese sogenannte Trennung wurde bisher von Hand in folgender Weise durchgeführt

1. Die Bodenplattentemperatur wurde gegenüber der normalen Spinntemperatur um 20^c bis 60⁰C vermindert

2. Die durch Luftdüsen unterhalb der Bodenplatte ausgeblasene i.uftmenge wurde um ungefähr '/3 der während des normalen Betriebs verwendeten Luftmenge vermindert

3. Mit einer Beißzange oder einem ähnlichen Werkzeug wurde die von der Bodenplatte abfließende Glasmasse ergriffen.

4. Die Beißzange wurde langsam nach unten gezogen, während sie die Glasmasse einklemmte.

5. Das Trennen begann von den hinteren Düsenöffnungen auf der Seite der Luftdüsen und beim weiteren Herabziehen schritt die Trennung stückweise vorwärts.

6. Wenn die Trennung die Vorderseite der Bodenplatte erreichte, wurde die Flußrate des durch die Düsenöffnungen fließenden Glases erhöht, wodurch die Glaskonen dazu neigten, wieder zusammenzufließen. Entsprechend mußte die Luftmenge erhöht werden. In diesem Fall war die Bodenplatte dem Luftstrom ausgesetzt, so daß die Kühlung der Bodenplatte fortschritt. Aus diesem Grund mußte die Temperatur so erhöht werden, daß die Flußrate des Glases nicnt erneut vermindert wurde.

7. Wenn die Trennung über alle Düsenöffnungen durchgeführt wurde, wurde die Temperatur und Luftmenge auf die normalen Betriebsbedingungen erhöht. Dabei mußte von Hand mit einer Geschwindigkeit von 3 bis 70 cm/Min, weitergezogen werden und gleichzeitig die Luftmenge und Temperatur eingestellt werden.

Um diese oben beschriebene Trennung störungsfrei durchzuführen, mußten die folgenden Bedingungen eingehalten werden:

I. Die Bodenplatte durfte nicht mit geschmolzenem Glas benetzt werden. Um eine derartige Benetzung zu erschweren, war es notwendig, die Temperatur abzusenken.

M. Eine geeignete Glasmenge mußte durch die Öffnungen zugeführt werden. Wenn das Glas gekühlt wurde und die Flußrate zu sehr vermindert

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wurde, wurde die durch das Glas übertragene Wärmemenge vermindert, so daß die Kühlung weiter gesteigert wurde. Entsprechend wurde der Glasfluß unterbrochen und die Fasern brachen, so daß die Trennung unmöglich wurde. Aus diesem Grunde mußte, wenn die Kühlung gesteigert wurde, die Temperatur der Lochscheibe gesteigert werden.

Die Einstellung der Luft und Temperatur während der oben beschriebenen Trennung wurde üblicherweise durch einen Facharbeiter durchgeführt, der die Bedingungen sehr sorgfältig beobachtete. Besonders der Schritt kontinuierlich dar Glas von Hand abzuziehen, erforderte eine äußerst hohe Aufmerksamkeit und Geduld und war von häufigen Fehlern begleitet Wenn das Abziehen mißlang, mußte in den meisten Fällen die Trennung noch einmal von vorn begonnen werden.

Ein Fehler beim Abziehen wurde hauptsächlich unter den folgenden Bedingungen bewirkt:

i) Wenn das Gias unmittelbar nach dem Beginnen des Abziehens nach unten gezogen wurde, Tloß eine gewisse Menge Glas durch die Düsenöffnungen, so daß das Gewicht des von Hand durch den Arbeiter gehaltenen Glases anstieg. Wenn der Arbeiter die Hände von dem Glas nahm, tropfte das Glas mit hoher Geschwindigkeit, was ein Brechen der Glasfasern zum Ergebnis hatte. Der Arbeiter mußte aus diesem Grunde das Gewicht des Glases versuchen abzustützen, statt es herunterzuziehen und gleichzeitig eine geeignete Zugkraft auf das Glas aufbringen. Bei einer Bodenplatte mit einer großen Anzahl Düsenöffnungen, z. B. 3000 bis 4000, hat das durch die Düsenöffnungen fließende Glas _J5 ein beachtliches Gewicht, so daß beim Überführen von einer Hand in die andere schon eine sehr kleine Bewegung des Arbeiters auf das Glas eine Spannung aufbringt, indem die thermische Beanspruchung so verbleibt, daß ein Teil oder das ganze Glas zerstört wird. Wenn das Glas bricht, nimmt die Zugkraft und die Flußrate des Glases ab, so daß die Lochscheibe weiter abkühlt und entsprechend die Trennung nicht weiter durchgeführt werden kann.
II) Wenn die Zugkraft verloren geht, wenn das herausgezogene. Glas mit den Luftdüsen und der Schlichte-Applikatorrolle verwächst.

III) Wenn die Steigung der Luftmenge während dieser Arbeit zu schnell vor sich geht, was eine zu starke Abkühlung zur Folg? hat.

IV) Wenn das Glas von einer Hand in die andere bewegt wird, wird keine Kraft nach unten, sondern nur eine Kraft in horizontaler Richtung aufgebracht.

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In diesen Fällen zerbricht das getrennte Glas sofort.
Die oben aufgeführten Fehler werden meistens durch Nachlässigkeit, Müdigkeit und Unerfahrenheit eines Arbeiters bewirkt. Während der Arbeit muß der Arbeiter die Armkraft so beibehalten, daß das Glas sehr bO langsam und sehr sorgfältig bei einer konstanten Geschwindigkeit in einer vorbestimmten Richtung unter den Bedingungen gezogen wird, bei denen der Arbeiter der Strahlungswärme und der von der Lochscheibe reflektierten warmen Luft ausgesetzt ist. Weiter kann der Arbeiter das Glas nicht aus den Händen lassen, wodurch er ziemlich schnell ermüdet. Die Fehler treten insbesondere dann auf, wenn der Arbeiter die ermüdete Hand mit der anderen abwechselt, so daß die Zugrichtung ein klein wenig geneigt wird. Es ist eine sehr schwere und anstrengende Arbeii für einen Arbeiter, eine vollständige Trennung unter diesen erschwerten Bedingungen zu erreichen.

Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die den bisher von Hand durchgeführten Trenn- oder Abziehvorgang automatisch und gleichzeitig die bei der Trennung bisher aufgetretenen Fehler vermindert und die Produktivität erhöht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch eine auf die Unterseite der Düse ausrichtbare Stange, einen auf dieser Stange verfahrbaren Schlitten und einen am Schlitten befestigten Greifer, mit dem die beim Überfluten der Düse an deren Unterseite entstehende Glasfaser abziehbar ist.

Erfindungsgemäß erfolgt das Trennen und Ziehen vollständig automatisch, wodurch Fehler beim Trennvorgang ausgeschaltet und Personalkosten eingespart werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 und 2 eine Seiten- und Vorderansicht des Geräte:» zum Ziehen von Glasfasern, mit der erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 3 bis 5 Seiten-, Auf- und Vorderansichten in vergrößertem Maßstab, die im Schnitt die wesentlichen Teile des in F i g. 1 gezeigten Gerätes zeigen,

F i g. 6 und 7 Seiten- und Vorderansichten in vergrößertem Maßstab, die im Schnitt die wesentlichen Teile eines Mechanismus zum Einstellen des Neigungswinkels einer Stange zur Führung der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung zum Anfahren einer Düse zeigen, und

F i g. 8a, 8b, 8c und 8d die einzelnen Trennschritte des erfindungsgemäßen Greifers.

F i g. 1 und 2 zeigen die gesamte Anordnung des Gerätes zur Glasfaserherstellung mit einer Trennvorrichtung und einer mit geschmolzenem Glas 2 gefüllten Düse 1. Eine Loch-Bodenplatte 3 mit einer ebenen Unterseite ist am Boden der Düse 1 angebracht und mit einer großen Anzahl, z. B. 4000 bis 6000, voneinander mit einem Abstand von weniger als 3 mm angeordneten Düsenöffnungen ausgebildet. Der Abstand zwischen den Düsenöffnungen ist so, daß die auf der Unterseite der Bodenplatte 3 durch das durch die einzelnen Düsenöffnungen fließende Glas ausgebildeten Glaskonen normalerweise zusammenfließen, daß jedoch die gegen die Bodenplatte 3 durch Luftdüsen 11, von denen jede aus einem Rohr besteht und die unterhalb des Spinnofens 1 angeordnet sind, geblasenen Luftströme db Claskonen kühlen und sie voneinander trennen. Jeder Konus wird kontinuierlich in eine Faser 4 gezogen und nachdem er an einem Rollenapplikator ü mit einer Schlichte versehen wurde, durchlaufen die Fasern 4 eine Sammelrolle 6, um in einen oder mehrere Stränge 7 ausgebildet zu werden. Der Strang 7 durchläuft eine Querführung 8 und wird auf eine Spindelwelle 9 mit einer Geschwindigkeit von 500 bis 2000 m/Min, aufgewickelt, so daß eine Faserspule 10 ausgebildet wird. Ein Schlauch 12 ist mit den Luftdüsen 11 verbunden, durch den Druckluft, mit niedrigem Druck von einem Gebläse, r"as mit dem Schlauch 12 verbunden ist, zugeführt wird. Mehrere Rohre, die die Luftdüsen 11 darstellen, sind fest in einer Reihe auf einem Traggestell 13 angeordnet, daß wiederum an einer Einstelleinrich-

Hing 14' befestigt ist, die vertikal längs eines Ständers 14, der sich vertikal vom Boden des Spinnraums erstreckt, beweglich ist. Auf diese Weise können die Düsen 11 nach oben und unten, nach rechts und links und nach vorne und hinten optimal eingestellt werden.

Eine Trenneinrichtung 15 ist so ausgelegt und konstruiert, daß sie sich längs einer Stange 16 nach oben und unten bewegen kann, wobei die Stange wiederum so angeordnet ist, daß sie sich relativ zur Düse in einer Stellung außerhalb der Unterseite der Düse 1 unmittelbar unterhalb derselben schräg zu dieser erstreckt. Wie man am besten in den F i g. 3 bis 5 sieht, umfaßt die Trenneinrichtung 15 einen Greifer 17, der aus einem Paar Klemmbacken aus einer hitzebeständigen Legierung mit Sägeblattkanten an den oberen Enden besteht, wobei die Klemmbacken an einem längs der Stange 16 nach oben und unten beweglichen Schlitten 18 befestigt sind. An einer Seite des Schlittens 18 ist ein reversibler Motor 19 mit veränderbarer Geschwindigkeit und ein direkt mit dem Motor 19 verbundenes Untersetzungsgetriebe 20 angeordnet. Ein Kegelzahnrad 22 ist fest mit der Ausgangswelle 21 des Untersetzungsgetriebes 20 verbunden und ein Kegelrad 23, das mit dem Kegelrad 22 kämmt, ist fest auf einer Schneckenwelle 25 befestigt, die wiederum in einem Paar von Lagern 24 im Schlitten 18 gelagert ist. Eine Schnecke 26 ist auf der Schneckenwelle 25 vorgesehen und kämmt mit einem Schneckenrad 29, das fest auf einer Vorgelegewellc 28 befestigt ist, die in einem Paar von Lagern 27 im Schlitten 18 rechtwinklig zur Schneckenwelle 25 gelagert ist (siehe Fig. 4). Der Schlitten 18 hat eine einteilig, zylindrisch ausgebildete Halterung 30 mit einer die Stange 16 umgebenden Bohrung und ist längs der Stange 16 durch eine Metallbüchse 31, die an der Innenseite der Halterung 30 angeordnet ist. gleitend bewegbar und gegen Drehung mittels eines Keils 32, der in der Gleitstange 16 eingepaßt ist, befestigt. Ein Stirnrad 33 ist fest mit der Vorgelegewelle 28 verbunden und das Stirnrad 33 kämmt mit einer Geradverzahnung 34, die auf der Stange 16 ausgebildet ist, durch einen in der Halterung 30 gegenüber der Geradverzahnung 34 ausgebildeten Schlitz. Mit dieser Anordnung wird eine Drehung des Motors 19 über das Untersetzungsgetriebe 20 auf das Stirnrad 33, die Kegelzahnräder 22 und 23, die Schnecke 26 und das Schneckenrad 27 übertragen. Hierdurch bewegt sich der Schlitten 18 längs der Stange 16 nach oben oder unten, wenn das Stirnrad 33 sich kämmend mit der Geradverzahnung 34 dreht.

Jede Klemmbacke des Greifers 17 ist über Schrauben 37 mit einem Finger 36 verbunden, der ein sogenannter Solenoidfinger eines elektromagnetischen, automatischen Betätigungsschalters 35 ist, wobei, wenn der Schalter 35 erregt wird, der Greifer 17 geschlossen wird. In Fig.5 ist der elektromagnetische automatische Betätigungsschalter 35 in aufrechter Stellung auf der Lagerplatte 38 gezeigt die auf einem Elektromagneten 41 fest mittels Schrauben 40 an dem führenden Ende eines Dreharms 39 befestigt ist, der sich von dem Schlitten 18 erstreckt und der fest mit dem Elektromagneten 41 während der Erregung des letzteren verbunden ist. Wenn der Elektromagnet 41 entregt wird, kann der elektromagnetische automatische Betätigungsschalter 35 und entsprechend der Greifer 17 von dem Dreharrn 39 entfernt werden. Der Dreharm 39 ist fest mittels Schrauben 46 von dem oberen Ende des Zahnrades 45 befestigt, das über Lager 44 um eine fest in einer Grundplatte 42 des Schlittens 18 angeordneten Welle 43 drehbar ist. Das Zahnrad 45 kämmt mit einem fest an der Ausgangswelle 49 eines Untersetzungsgetriebes 48, das direkt mit einem auf der Unterseite der Grundplatte 42 des Schlittens 18 befestigten Motors ^r) verbunden ist, befestigten Ritzel 50. Wenn der Motor 47 in geeigneter Weise angetrieben wird, wird der Dreharm 39 in die durch den doppelten Pfeil in Fig.4 angezeigten Richtungen in die gewünschte Stellung gedreht.

ίο In F i g. 6 und 7 sieht man, daß die Stange 16 an ihrem unteren Ende einen integral mit ihr ausgebildeten Flansch 51 aufweist und mittels Schrauben 54 mit einem Flansch 53' verbunden ist, der am oberen Ende einer Halterung 53 mit einer Schneckenwelle 52 verkeilt,

π ausgebildet ist. Die Schneckenwelle 52 wird mittels eines Paars von Lagern 57 in einem Paar von Lagerstützen 56, die sich von einer in dem Boden des Spinnraumes verankerten Grundplatte nach oben erstrecken, gelagert, und ein Schneckenrad 58 ist fest mit dem einen Ende der Schneckenwelle 52 verbunden. Auf der Grundplatte 55 ist ein Gestell 59 auf einer Seite des Paares von Lagerstützen 56 angeordnet und eine Schneckenwelle 61, die mit einer mit dem Schneckenrad 58 kämmenden Schnecke 60 versehen ist und sich vertikal erstreckt, ist mittels einem Paar von Lagern 62 in derr. Gestell 59 gelagert. Wenn das obere Ende der Schneckenwelle 61 mit einem Universalschlüssel oder einem ähnlichen Werkzeug gedreht wird, wird die Schneckenwelle 58 so gedreht, daß die Stange 16 sich in den durch die Pfeile angezeigten Richtungen, abhängig von der Richtung der Drehung des Schneckenrades 58, dreht, wodurch der Neigungswinkel der Stange 16 verändert werden kann. In diesem Fall hat die Schnecke eine selbstfeststellende Eigenschaft, so daß. wenn die

)5 Schneckenwelle 61 nicht gedreht wird, die Stange 16 in dem vorbestimmten Neigungswinkel verharrt.

Im folgenden soll die Arbeitsweise der Trennvorrichtung beschrieben werden. Die Stange 16 wird bei einem vorbestimmten Neigungswinkel durch die Betätigung der Schneckenwelle 61 eingestellt. Während des normalen Spinnbetriebes ist der Schlitten 18 auf der Stange 16 an einer relativ unteren Stellung (siehe Fig. 1) eingestellt, während der Dreharm 39 sich in einer winkligen Stellung befindet, bei der der Greifer 17

den von den öffnungen kommenden Faserstrang nicht stört. Wenn ein Brechen der Fasern oder des Faserstranges durch eine geeignete Einrichtung festgestellt wird, wird der Motor 19 zum Anheben des Schlittens 18 erregt, so daß dieser sich längs der Stange

so 16 nach oben bewegt und gleichzeitig der Motor ^f" zum Drehen des Dreharms erregt wird, so daß der Greifer 17 an eine Stelle unterhalb der Mitte der Düse gebracht wird. Wenn der Greifer 17 eine Stelle erreicht hat, an der er die Spitze des von der Bodenplatte in Form eines großen Kegels (siehe Fig.8a) herabhängenden geschmolzenen Glasmasse erreicht, wird ein nicht gezeigter Begrenzungsschalter betätigt, so daß der Schlitten 18 angehalten wird und gleichzeitig der elektromagnetische automatische Betätigungsschalter 35 betätigt wird, so daß die Glasmasse eingeklemmt wird (siehe F i g. 8b). Daraufhin wird der Motor 19 des Schlittens 18 umgeschaltet, so daß sich der Schlitten 18 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit nach unten bewegt, um dadurch die eingeidemmte geschmolzene Glasmasse nach unten zu ziehen (siehe F i g. Sc). Sobald die Abwärtsbewegung des Schlittens 18 begonnen hat, wird die Menge und der Druck der durch die Luftdüsen 11 ausgegebenen Luft und die Temperatur der

Budenplatte so eingestellt, daß das Abtrennen der geschmolzenen Glasmasse in Fasern beginnt. Wenn der Greifer 17 bis zu einer bestimmten Stellung nach unten bewegt wird, sinJ die Fasern vollständig getrennt (siehe Fig.8d). Wenn man feststellt, daß die Fasern vollständig voneinander getrennt sind, wird der elektromagneti-

sehe automatische Betätigungsschalter 35 entregt, und die an den Spitzen der Fasern zusammengeschmolzene Glasmasse entfernt und der Greifer 17 in seine anfängliche Wartestellung zurückbewegt. Daraufhin kann das Spinnen der getrennten Fasern wieder begonnen werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Anfahren einer nippellosen Düse zum Ziehen von Glasfasern, deren Unterseite mit einem Kühlluftstrom beaufschlagt ist, gekennzeichnet durch eine auf die Unterseite (3) der Düse (1) ausrichtbare Stange (16), einen auf dieser Stange (16) verfahrbaren Schlitten (18) und einen am Schlitten (18) befestigten Greifer (17), mit dem die beim Überfluten der Düse (1) an deren Unterseite (3) entstehende Glasfaser abziehbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite der Stange (16) eine Geradverzahnung (34) ausgebildet ist und der Schlitten (18) gleitend auf die Stange (16) aufgepaßt ist. und ein Stirnrad (33), das mit der Geradverzahnung (23) kämmt, und einen reversiblen Motor (19) zum Antrieb des Stirnrades (33) über ein Untersetzungsgetriebe (20) aufweist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (17) an den freien Enden eines Dreharms (39) schwenkbar mit dem Schlitten (18) so befestigt ist, daß sie um eine Achse parallel zur Stange (16) verschwenkbar ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm mittels eines am Schlitten (18) befestigten reversiblen Me;ors (47) über ein Untersetzungsgetriebe (48) schwenkbar ist

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer zwei zangenartige Klemmbacken (17) aufweist, die aus einer hitzebescändigen Legierung bestehen.

6. Vorrichtung nach Ansprv .h 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkanten der Klemmbacken (17) mit Sägezähnen versehen sir. i.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Abschnitte der Klemmbacken (17) fest mit jeweils einem Finger (36) verbunden sind, die an dem oberen Ende eines elektromagnetischen Schalters (35) in aufrechter Stellung am freien Ende des Arms (39) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (41) am freien Ende des Arms (39) angeordnet ist, und daß der elektromagnetische automatische Schalter (35) auf dem Elektromagnet (39) lösbar befestigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (16) mit dem unteren Ende ortsfest am Boden aufsteht und aus der Senkrechten verschwenkbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschwenkeinrichtung (58, 60) für die Stange (16) eine Welle (52) umfaßt, an der das untere Ende der Stange (16) befestigt ist und die horizontal relativ zum Boden gelagert ist, und daß ein Schneckenrad (58) fest auf der Welle (52) befestigt ist und eine Schnecke (60) mit dem Schneckenrad (58) kämmt.