DE3321389A1

DE3321389A1 - Schlichte-aufbringvorrichtung

Info

Publication number: DE3321389A1
Application number: DE19833321389
Authority: DE
Inventors: David W. French; Samuel Richard 80120 Littleton Col. Genson; Paul R. Castle Rock Col. Van Gunten
Original assignee: Manville Service Corp
Current assignee: Johns Manville
Priority date: 1982-06-28
Filing date: 1983-06-14
Publication date: 1983-12-29
Also published as: IT1167637B; IT8348534A0; US4579078A

Description

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Schlichte-Aufbringvorrichtung

Die Erfindung betrifft die Bildung kontinuierlicher Glasstränge und zwar insbesondere eine Aufbringvorrichtung zur Zumessung von Schlichte auf kontinuierliche Glasfaden vor deren Zusammenfassung zu Strängen.

Ein typisches Strangbildungsverfahren ist in der US-PS 3 414.956 beschrieben. Glasfaden werden von einer mit Düsen versehenen Buchse ausgezogen, Schlichte wird aufgebracht, die Fäden werden zu einer Anzahl von vielfädigen Strängen zusammengefaßt und dann können die Stränge (1) auf eine Sammeltrommel gemäß der Darstellung in der Patentschrift gewickelt oder (2) abgezogen und in kurze Segmente zerhackt werden, um als Verstärkung für verschiedene Materialien zu dienen, wie Beton, Papier, Glasmatte und Kunststoffe. Die Schlichte erfüllt eine wesentliche Funktion, sie verhindert nämlich ein Abschleifen der Fäden gegeneinander aufgrund eines Reibens in den Strängen. Ein solcher Abrieb kann die Zugfestigkeit der Stränge um 50% oder mehr verringern.

Viele Arten von Schlichte-Aufbringvorrichtungen sind entwickelt worden. Der hauptsächliche Nachteil der meisten Aufbringvorrichtungen besteht darin, daß sie eine ziemlich genaue Beobachtung und Einstellung erfordern, um sicherzustellen, daß geeignete Mengen an Schlichte ohne übermäßigen Verbrauch aufgebracht werden. Einige Aufbringvorrichtungen besitzen keine Einstellmöglichkeit und sind somit so ausgebildet, daß sie einen übermäßigen Auftrag bewirken. Da das Bedienungspersonal damit beschäftigt ist, die richtige Streckung der Fäden sicherzustellen, machen sie kaum die notwendigen Einstellungen an den Aufbringvorrichtungen, welche die Einstellmöglichkeit beinhalten. Um einen Ausschuß des hergestellten Materials

als Folge eines zu geringen Schlichteauftrags zu vermeiden (der sich aus Zugversuchen ergibt), stellt das Bedienungspersonal zumeist diese Schlichte-Aufbringvorrichtungen auf maximale Aufbringrate, wodurch eine wesentliche Menge an Schlichte vergeudet wird, überschüssige Schlichte resultiert in einer feuchteren Faser, wodurch Dränage und Trocknung erforderlich werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben.

Diese·Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet sind.

Die Aufbringvorrichtung nach Maßgabe der Erfindung überwindet die oben bezeichneten Schwierigkeiten. Der Aufbau ermöglicht es, die Vorrichtung weniger anfällig gegenüber Betriebsveränderuncen zu machen. Folglich sind nur wenig oder keine weiteren Einstellungen erforderlich, sobald die Aufbringvorrichtung richtig eingestellt worden ist. Zusätzlich erlaubt die Aufbringvorrichtung gemäß der Erfindung einen Größenbereich an "geeigneten" Einstellungen. Somit wird eine geeignete Menge an Schlichte aufgebracht, ohne daß hierzu ein übermäßiges Aufbringen und Verbrauch erforderlich wäre, und wird eine trockenere Faser erzeugt.

Die Schlichte-Aufbringvorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt eine Aufbringwalze, welche in Richtung der Bewegung der Glasstränge bei variabler Geschwindigkeit gedreht wird, eine nachgiebige Auftrageinrichtung, die sich in Kontakt mit der Aufbringwalze befindet, um die Schlichte darauf zuzumessen, wobei die Kombination des Drucks, der durch die Auftrageinrichtung auf die Aufbringwalze ausgeübt wird, und die Drehgeschwindigkeit der Aufbringwalze die Menge an Schlichte steuert, die auf die sich bewegenden Glasstränge aufgebracht wird.

In einer Ausfuhrungsform der Erfindung umfaßt die Auftrageinrichtung eine zweite Walze, welche mit einer Schaumschicht oder einer Schwammschicht bedeckt ist. Diese Walze wird in derselben Drehrichtung wie die Aufbringwalze gedreht und die Drehgeschwindigkeit der Aufbringwalze und der Druck/ der durch die mit Schaum bedeckte Auftragwalze auf die Aufbringwalze ausgeübt wird, bestimmen die Größe einer Lache aus Schlichte, die im Spalt zwischen den Walzen gebildet wird, welche ihrerseits die Menge an aufgebrachter Schlichte bestimmt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel.ist die nachgiebige Auftrageinrichtung durch einen im wesentlichen rechteckförmigen Speicher aus Urethan od. dgl. gebildet, welcher im allgemeinen oberhalb der Aufbringwalze sitzt. Die Fläche, welche sich in Kontakt mit der Aufbringwalze befindet, besitzt eine Anzahl von Zumeßschlitzen. Durch Einstellung des Drucks, der durch den Speicher auf die Aufbringwalze ausgeübt wird, können die Breite der Schlitze und die Menge an Schlichte, die aus den Schlitzen austritt, gesteuert werden.

In beiden Ausführüngsbeispielen wird überschüssige Schlichte durch eine geschlossene Schleife gepumpt, um Temperatur und Viskosität der Schlichte genauer steuern zu können. Dies ermöglicht die Menge an Schlichte, welche auf das Glas aufgebracht wird, genauer zuzumessen als es ansonsten möglich ist.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher Teile der Übersichtlichkeit halber gebrochen dargestellt sind,

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Fig. 2 eine Schnittansicht aus der Sicht der Bruchstelle in Fig. 1 in Richtung auf den Motor,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform sowie

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht der Umgebung, in welcher die Schlichte-Aufbringeinrichtung gemäß der Erfindung verwendet wird.

Die bevorzugte Ausführungsform der Schlichte-Aufbringvorrichtung ist in den Fig. 1 und 2 allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Aufbringwalze 12 kann aus einem keramischen Material oder rostfreiem Stahl, beschichtet mit Teflon (Warenzeichen) oder einem gefüllten teflonartigen Polymer, hergestellt sein, ist jedoch vorzugsweise aus Kohlenstoff-Bronze hergestellt. Eine nachgiebige Austeileinrichtung in Form einer Walze 14 mit einer Schaum— umhüllung berührt die Aufbringwalze und mißt die Menge an flüssiger Schlichte 18 zu, welche vom Behälter 20 abgezogen und in der nachfolgend beschriebenen Weise auf die Aufbringwalze 12 übergeben wird.

Jedes Ende des Walzenschafts 22 der Walze 14 ist in einem Gleitlager 24 angeordnet. Der durch die Walze 14 auf die Walze 12 ausgeübte Druck kann durch Drehung von Gewindestangen 26 eingestellt werden, welche Gleitlager 24 gegen die feststehende Walze 12 oder von dieser weg bewegen. Eine angelenkte Abdeckung 28 erstreckt sich über die Walze 12, die Walze 14 und den Behälter 20 und schützt diese vor einer Verschmutzung von Fremdkörpern einschließlich Glasschmelze.

Der Motor 30 treibt unmittelbar die Walze 12 in Uhrzeigerrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 an, was der Abwärtsrichtung der Glasfasern 40 entspricht, die von Buchsen 42 (Fig. 4) abgezogen werden. Eine Kette 32 wirkt mit einem

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am Schaft der Walze 12 befestigten ersten Kettenrad 34 und einem am Schaft der Walze 14 befestigten zweiten Kettenrad 35 zusammen. Entsprechend wird die Walze 14 in derselben Drehrichtung angetrieben wie die Aufbringwalze 12. Ersichtlich kann auch eine andere Triebverbindung verwendet werden, wie etwa ein Rädergetriebe mit einem zwischengeschalteten Reversierrad.

Die Funktion eines solchen Antriebs ist am besten aus Fig. 2 ersichtlich. Bei vielen Aufbringvorrichtungen wird lediglich eines der beiden Elemente unmittelbar angetrieben, wobei entweder die Auftragwalze oder die Aufbringwalze durch Reibschluß durch das unmittelbar angetriebene Element angetrieben wird. Bei einem solchen Antrieb ergeben sich zwei Schwierigkeiten: Die Flüssigkeit wird auf die Seite des Walzenspalts auf der stromabwärtigen Seite der Aufbringung aufgebracht, derart, daß anstelle dem Aufbringen einer gleichmäßigen Schicht auf die Aufbringwalze eine Walzspalt die Flüssigkeit von der Aufbringwalze abquetscht und die Flüssigkeit in den Behälter zurückzwängt. Sowohl die Auftragwalze wie auch die Aufbringwalze drehen vom Walzspalt weg, wodurch die Flüssigkeit in entgegengesetzten Richtungen bewegt wird.

Im Gegensatz dazu absorbiert die mit Schaum bedeckte Walze 1 4 die Schlichte 18 aus dem Behälter 20 und hebt diese in Richtung auf die Aufbringwalze 12. Wenn die Schlichte in den Spalt 15 zwischen Walze 14 und Walze 12 (Fig. 2) gebracht wird, wird die Schlichte von der Schaumschicht 16 so abgequetscht, daß sich eine durch die Walze 14 und Walze 12 aufgenommene Lache 17 bildet. Diese Lache 17 bildet einen winzigen Speicher, der sich in direktem Kontakt mit der Aufbringwalze 12 befindet. Wenn sich die Walze 12 dreht, wird aufgrund der Lache 17 darauf ein dünner Film 19 für die Aufbringung auf die Glasfäden 40 ausgebildet. Die Größe der Lache 17 und damit die Dicke des Filmes 19 wird durch den durch die Walze 14 auf die

Aufbringwalze 12 ausgeübten Druck bestimmt, d.h. die Größe der Kompression der Schaumschicht 16, und auch durch die Drehgeschwindigkeit der Aufbringwalze 12 (d.h. ist die Kraft der Adhäsion zwischen der Schlichte 18 und der Walze 1 2 ausreichend für die besondere Drehgeschwindigkeit, um den Schwerkraftszug und die Kohäsion der Lache 17 zu überwinden).

Das Niveau der Schlichte 18 im Behälter 20 wird durch ein Einlaßrohr 36 und einen Überlauf 37 aufrechterhalten. Schlichte wird in den Behälter 20 in einer Menge eingepumpt, die mehr als ausreicht, um das zuzuführen, was auf das Glas aufgebracht wird. Der Überschuß strömt über den Überlauf 37 und strömt aus einem Abzug 38 und wird wieder zurückgeführt. Da die Schlichte in einem geschlossenen Kreis gepumpt wird, werden die Temperatur und die Viskosität der Schlichte gleichmäßiger aufrechterhalten, wodurch sich eine gleichmäßigere Schichtausbildung auf der Aufbringwalze 12 ergibt. Für eine Schlichte, deren Viskosität im wesentlichen gleichmäßig gehalten wird, brauchen der Druck am Walzenspalt 15 und die Drehgeschwindigkeit der Walze 12 nicht so oft verändert werden. Änderungen können darauf beschränkt sein, den Verschleiß oder eine Änderung der Art der Schlichte für verschiedene Produktionsdurchgänge aufzunehmen. Hinsichtlich des Verschleißes ist anzumerken, daß nach einem Einsatz von drei Monaten bei im wesentlichen kontinuierlicher Verwendung die mit Schaum bedeckte Walze keine Verschleißerscheinungen zeigte.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausfuhrungsform, die mit 110 bezeichnet ist. Die Aufbringwalze 112 besitzt eine nachgiebige Auftrageinrichtung, die sich im Kontakt mit der Aufbringwalze befindet, und zwar in Form eines Speichers 114 mit Rechteckguerschnitt. Vorzugsweise ist der Speicher 114 aus einem elastomeren Material, wie etwa Urethan, hergestellt, wobei die Fläche 115, welche in Kontakt mit der Walze 112 steht, durch einen Formvorgang hergestellt

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ist, um der Walze zu entsprechen und mit dieser einen dichten Abschluß zu bilden. Die Verschlußfläche 115 besitzt eine Anzahl von Schlitzen 116 (vorzugsweise fünf oder mehr) über ihre Länge, wobei die Schlitze sich lediglich auf der Seite der Glasfaden öffnen. Eine Platte 121 aus rostfreiem Stahl erstreckt sich über die Aufbringvorrichtung 110 und schützt den Speicher vor einem Kontakt mit den Glassträngen. Schlichte wird durch den Speicher 114 durch eine nicht dargestellte Einrichtung in einem geschlossenen Kreislauf gepumpt, um in Übereinstimmung mit dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel Temperatur und Viskosität der Schlichte .aufrechtzuerhalten. Druckeinstellschrauben 123 und Druckfedern 125 regulieren die durch den Speicher 114 auf die Aufbringwalze 112 ausgeübte Kraft, was wiederum die Breite der Schlitze 116 und den Betrag der dadurch freigegebenen Schlichte steuert. Entsprechend dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel stellt die Drehgeschwindigkeit der Aufbringwalze 112 einen Faktor für die Bestimmung der Aufbringmenge an Schlichte auf die Glasfäden dar.

Die Umgebung, in welcher die Schlichte-Aufbringvorrichtung verwendet wird, ist schematisch in Fig. 4 dargestellt. Glasfäden 40 werden von einem Bad aus Glasschmelze in der Buchse 42 ausgezogen. Diese Fäden werden über erste und zweite Aufbringeinrichtungen 10, 10' gezogen, wo flüssige Schlichte auf jeden Faden in der oben beschriebenen Weise aufgebracht wird. Die Aufbringvorrichtungen 10, 10' sind auf nicht dargestellten Gelenkstützen angeordnet, wodurch diese leichter außer Kontakt mit dem Glas bewegt werden können und zwar zum Zwecke der Wartung oder Austausch. Die Fäden werden dann zu einer Anzahl von Strängen 44 mittels mit Nuten versehenen Walzen 46 zusammengefaßt. Diese Stränge können zwischen 50 und 200 Fäden enthalten und werden durch Führungen 48 und 50 mit Abstand gehalten und schließlich auf eine Trommel 52 in zwei nebeneinander liegenden Wicklungen gewunden. Wahl-

weise können die Stränge zu einer oder mehreren Sahneidwalzen geführt und auf kurze Längen geschnitten werden, um als Verstärkung für Materialien wie Beton, Papier, Glasmatte und Kunststoff zu dienen.

Die zwei Ausführungsformen der Schlichte-Aufbringvorrichtung verwenden dieselben Betriebskonzepte. Jede besitzt eine nachgiebige Auftrageinrichtung, welche in Kontakt mit einer angetriebenen Aufbringwalze steht. Jede kontrolliert die Menge an auf die Glasfäden aufgebrachter Schlichte durch Regelung zweier Betriebsvariablen, nämlich den durch die nachgiebige Auftrageinrichtung auf die Aufbringwalze ausgeübten Druck und die Drehgeschwindigkeit der Aufbringwalze. Schließlich pumpt jede die Schlichte durch eine geschlossene Schleife, um die Temperatur und Viskosität und damit die Schlichteaüfbringung gleichmäßiger zu halten. Der Schlichteeinsatz unter Ausnutzung der Erfindung ist auf 1,5 Gallonen pro Stunde pro Aufbringvorrichtung gegenüber 6 Gallonen pro Stunde pro Aufbringvorrichtung eines Systems reduziert worden, welches es ohne nachträgliche Auswirkungen auf das Glas ersetzt. Zusätzlich kann die Aufbringvorrichtung mit nur etwa einem Sechstel der Kosten der Aufbringvorrichtung, die durch diese ersetzt wird, hergestellt werden. Schließlich wird durch Ausschaltung einer übermäßgen Aufbringung an Schlichte ein trockener verarbeiteter Strang erzeugt, wodurch die zur Entfernung eines übermäßigen Feuchtegehalts erforderliche Energie reduziert wird.

Claims

Patentansprüche

1. ) Aufbringvorrichtung zum Aufbringen einer gewünsch-

h Menge an flüssiger Schlichte auf sich bewegende Stränge, wie etwa Glasfaden od. dgl., gekennzeichnet

durch eine Aufbringwalze (12), eine Einrichtung für den Drehantrieb der Ausbringwalze in Richtung der Bewegung der Stränge mit einer variablen Drehgeschwindigkeit, eine nachgiebige Auftrageinrichtung (14) in Kontakt mit der Aufbringwalze (12) für die Zumessung der Menge an flüssiger Schlichte, welche auf die Fläche der Aufbringwalze aufgebracht wird, eine Einrichtung zur Veränderung des Drucks, welcher durch die nachgiebige Auftrageinrichtung auf die Aufbringwalze ausgeübt wird, derart, daß die gewünschte Menge an flüssiger Schlichte auf die sich bewegenden Stränge aufbringbar ist, indem der variable Druck der Auftrageinrichtung und die variable Drehgeschwindigkeit der Aufbringwalze eingestellt werden.

2. Aufbringvorrichtung nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet,

daß die nachgiebige Aufbringeinrichtung eine mit Schaum bedeckte Walze (14) in Kontakt mit der Aufbringwalze (1|) beinhaltet.

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3. Aufbringvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die mit Schaum bedeckte Walze teilweise in einen Behälter mit flüssiger Schlichte eingetaucht wird.

4. Aufbringvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Behälter (20) einen überlauf (37) und einen Abzug (38) aufweist.

5. Aufbringvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die flüssige Schlichte kontinuierlich durch ein geschlossenes System zirkuliert wird, welches den Behälter (20) und den Abzug (3 8) beinhaltet.

6. Aufbringvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die mit Schaum bedeckte Walze in derselben Drehrichcung gedreht wird wie die Aufbringwalze (12).

7. Aufbringvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Drehgeschwindigkeit der Aufbringwalze (12) und der durch die mit Schaum bedeckte Walze (14) auf die Aufbringwalze ausgeübte Druck die Größe einer Lache (17) bestimmen, welche zwischen den Walzen gebildet wird, welche ihrerseits den Betrag an Schlichte bestimmt, der auf die Stränge aufgebracht wird.

8. Aufbringvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die nachgiebige Auftrageinrichtung einen im wesentlichen rechteckförmigen Speicher (114) aufweist, der sich in Kontakt mit der Aufbringwalze (112) befindet, wobei die Fläche (115) , die sich in Kontakt mit der Walze befindet, eine Anzahl von Verteilschlitzen (116) aufweist.

9. Aufbringvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß der rechteckförmige Speicher (114) aus einem elastomeren Material, wie Urethan, hergestellt ist.

10· Aufbringvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß durch Veränderung des durch die nachgiebige Auftrageinrichtung auf die Aufbringwalze (114) ausgeübten Drucks die Breite der Schlitze (116) verändert wird.