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Die Erfindung betrifft allgemein
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen von Endlosglasfasern
und speziell eine Düsenmundstückplatte-Stützanordnung
für eine
Düse in
einer Faserformvorrichtung. Die Erfindung ist bei der Erzeugung
von Endlosglasfasern nützlich.
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Zur Herstellung von Endlosglasfasern
wird Glas in einem Glasschmelzofen zum Schmelzen gebracht und fließt durch
einen Vorschmelzraum zu einer oder mehreren Düsen in einer Faserformvorrichtung.
Jede Düse
hat mehrere Düsenmundstücke, durch
die Ströme
von Glasschmelze fließen.
Die gekühlten
Glasströme
werden von einer Wickeleinrichtung mechanisch von den Düsen abgezogen,
um Endlosglasfasern zu bilden.
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Herkömmliche Düsen können entweder eine Kugelschmelzdüse oder
eine Direktschmelzdüse sein.
Eine Kugelschmelzdüse
erschmilzt kaltes Glas in Form von Kugeln oder anderer Gestalt in
ihrem oberen Abschnitt und konditioniert dann das Glas und leitet
es durch die Düsenmundstücke, aus
denen das geschmolzene Glas verfeinert wird. Einer Direktschmelzdüse wird
flüssiges
Glas mit der gewünschten
Temperatur von einem kontinuierlichen Vorrat zugeführt, der über der
Düse in
einem Kanal fließt,
der als Vorschmelzraum bezeichnet wird. Die Direktschmelzdüse braucht
die Glasschmelze nur auf eine gleichmäßige Temperatur zu bringen,
bevor es verfeinert wird.
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Eine herkömmliche Faserformvorrichtung
5 mit
einer Düse
ist in
1 gezeigt und
in der
US-PS 3 920 430 von
Carey beschrieben. Fasern
20 werden aus einer Vielzahl
von Düsenmundstücken
12 gezogen,
die von einer Bodenplatte
14 der Düse
10 nach unten verlaufen,
und werden von einer Rolle
42 zu einem Faden
22 zusammengefaßt. Schlichte
wird mit einem Schlichteapplikator
40 aufgebracht, um die Fasern
zu beschichten. Eine hin- und hergehende Einrichtung
32 führt den
Faden
22, der in einer Wickeleinrichtung
30 um
einen rotierenden Spulenkopf
34 gewickelt wird, um einen
zylindrischen Wickelkörper
24 zu
bilden.
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Die elektrisch beheizte Düse 10 liegt
unter einem Vorschmelzraum 50 und ist damit in Verbindung; dieser
erhält
aus einem Schmelzofen 52 verfeinertes, durch Wärme erweichtes
oder geschmolzenes Glas. Die Düse 10 ist
in Verbindung mit einer Öffnung
im Boden des Vorschmelzraums 50 angebracht.
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Herkömmliche Düsen weisen Seitenwände, Endwände und
eine Bodenplatte auf, die zwischen sich einen Düsenkörper definieren. Die Bodenplatte kann
mehr als 4000 Düsenmundstücke aufweisen, die
bevorzugt sämtlich
die gleiche oder nahezu gleiche Temperatur haben. Die Bodenplatte
kann auch als Düsenplatte
oder Düsenmundstückplatte
bezeichnet werden.
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Düsen
konditionieren die Glasschmelze auf eine gleichmäßige Temperatur, so daß die Fasern
mit gleichmäßigem Durchmesser
verfeinert werden. Die Temperatur der Glasschmelze muß ausreichend hoch
sein, um das Glas im flüssigen
Zustand zu halten. Daher sind Düsen
während
ihrer Betriebslebensdauer hohen Temperaturen ausgesetzt.
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Während
die Fasern Wärme
an die Umgebung verlieren, werden sie aus den Düsenmundstücken von einer Wickeleinrichtung
verfeinert, die gleichzeitig ein oder mehr Wickelkörper aufwickelt. Um
einer Wickeleinrichtung eine ausreichende Menge an Fasern zuführen zu
können,
sind die Düsen größer gemacht.
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Größere Düsen sind infolge ihrer Größe mit diversen
Probleme behaftet. Es ist schwierig, die Düsenplatte einer großen Düse auf einer
gleichmäßigen Temperatur
zu halten und Fasern mit gleichförmigem Durchmesser
zu erhalten. Ferner ist es schwierig, ein Verziehen der Düsenplatte,
hervorgerufen durch hohe Betriebstemperaturen und das Gewicht der Glasschmelze
in der Düse
oberhalb der Platte, zu minimieren und unter Kontrolle zu halten.
Größere Bodenplatten
unterliegen einer größeren Gesamtbelastung
und tendieren dazu, sich früher
als kleinere Bodenplatten durchzubiegen oder zu kriechen. Heißere Betriebstemperaturen
bei den heutigen Verfahren beschleunigen außerdem das Hochtemperatur-Kriechen
der Legierungen von Düsenplatten.
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Diese Probleme führen zu einem Kriechen und
Verziehen der Bodenplatte, wodurch die Standzeit einer Düse begrenzt
wird. Kriechen ist die Verformung der Düsenplatte unter Belastung und
ist eine Funktion der Temperatur und der auf die Platte wirkenden
Beanspruchung. Verziehen resultiert, wenn keine ausreichende Toleranz
für die
Wärmeausdehnung
der Platte bei steigender Temperatur in der Düse vorgesehen ist.
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Es sind verschiedene Versuche gemacht worden,
diese Probleme zu lösen.
Eine vorgeschlagene Lösung
betrifft das spezielle Material der Düse. Platinwerkstoffe können verwendet
werden, weil sie gegenüber
Oxidation und Korrosion durch das Glas beständig sind und daher das Glas
nicht kontaminieren. Platinlegierungen sind auch gegenüber Kriechen bei
erhöhten
Temperaturen beständig.
Reinplatin ist jedoch weich und verzieht sich rasch bei hohen Temperaturen.
Die Zugabe eines Legierungsmaterials wie etwa Rhodium zu dem Platin
hat sich zwar als günstig
erwiesen, aber das spezielle Material der Düse allein ist nicht ausreichend,
um Kriechen und Verziehen der Düsenbodenplatte
zu eliminieren.
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Eine andere Lösung ist die Verwendung verschiedener
Konstruktionen zur Abstützung
der Bodenplatte der Düse.
Die Abstützungen,
die bei einer herkömmlichen
Edelmetall-Glasfaserdüse
verwendet werden, weisen drei Hauptkomponenten auf: eine zentrale
Abstützung,
ein äußeres Stützsystem und
ein inneres Verstärkungssystem.
Jede dieser Komponenten dient der Vermeidung von Durchbiegen oder
Hochtemperatur-Kriechen der Edelmetallegierung in unterschiedlichen
Bereichen der Düse. Jede
Komponente stützt
individuell einen anderen Teil der Düse ab, und es wird bevorzugt,
daß alle
drei Komponenten vorgesehen sind, um die maximale Lebensdauer einer
Düse zu
erzielen.
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Eine herkömmliche Düse mit jeder dieser Stützkomponenten
ist in 3 gezeigt. Die
Düse 10 hat
eine zentrale Abstützung 70 und
ein äußeres Stützsystem
mit äußeren Stützlaschen 60 und äußeren Stützhalterungen 62.
Die Düse
hat ferner ein inneres Stützsystem,
das Düsenplattenverstärkungen 44 aufweist.
Die in 3 gezeigte Düse umfaßt einen
Rahmen 11, Seitenwände 16, 18,
Flansche 17, 19 und eine V-Abdeckung 15,
durch die Glasschmelze fließt.
Fasern aus geschmolzenem Glas werden aus Düsenmundstücken 12 an der Bodenplatte 14 verfeinert.
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Die zentrale Abstützung
70 ist ein abgeflachtes,
wassergekühltes
Rohr aus Nickel oder rostfreiem Stahl, das unter dem Mundstückabschnitt
und außerhalb
der Düsenmundstückplatte
angebracht ist. Ein Beispiel einer zentralen Abstützung ist
im einzelnen in der
US-PS 4 055
406 von Slonaker et al. beschrieben. Die Funktion der zentralen
Abstützung
ist es, eine Abstützung
zwischen den zwei Mundstückplatten
bei einer doppelten Bodenplattendüsenkonfiguration zu bieten.
Bei einer einzelnen Bodenplattendüse ist die zentrale Abstützung die
einzige der drei Komponenten, die nicht zur Abstützung der Düsenbodenplatte erforderlich
ist.
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Die zentrale Abstützung erstreckt sich über die
Gesamtlänge
der Düsenplatten
und ist von der Düse
durch einen dazwischen befindlichen Keramikisolator getrennt. Die
Beziehung zwischen der zentralen Abstützung und einer doppelten Düsenbodenplatte
ist in 3 gezeigt.
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Slonaker zeigt eine zentrale Abstützung, die einen
rohrförmigen
Körper
aufweist, der unter dem Bodenabschnitt der Düse längs angeordnet ist. Kühlfluid
wird durch das Rohrelement umgewälzt,
um ein Verziehen oder Durchbiegen der zentralen Abstützung und
der Bodenplatte der Düse
zu minimieren oder zu verringern.
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Es wird nun auf das äußere Stützsystem
Bezug genommen. Das äußere Stützsystem
verlagert die mechanische Abstützung
des Außenumfangs
einer Düse
von dem Feuerfestbetonmaterial, das die Düse umgibt und isoliert, zu
einem Düsenrahmen, der
eine dimensionsmäßig steifere
Komponente ist. Ein Beispiel des äußeren Stützsystems ist ebenfalls in 3 gezeigt.
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Das äußere Stützsystem besteht aus U-Bügeln, die
an jeder unteren Düsenseitenwand
angebracht sind, Isolierplatten aus Keramik sowie Stützlaschen 60 aus
rostfreiem Stahl, die von den U-Bügeln zu der unteren Oberfläche des
Düsen rahmens 11 verlaufen.
Das äußere Stützsystem
soll die Dimensionsstabilität
des Mundstückabschnitts
entlang dem Umfang der Düse
aufrechterhalten.
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Die zentrale Abstützung und das äußere Stützsystem
sind äußere Systeme,
die die Düse
entlang dem Umfang jeder Bodenplatte abstützen. Eine Abstützung muß auch entlang
dem Inneren der Bodenplatte vorgesehen sein.
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Der innere Bereich der Bodenplatte
ist mit Mündungsöffnungen
für das
Zumessen von Glasschmelze ausgestattet. Manche herkömmlichen
Düsen werden
mit äußeren Kühllamellen
verwendet, die zwischen den Düsenmundstücken positioniert
sind, um die für
die Faserbildung erforderliche Wärmeumgebung
zu gewährleisten.
Aufgrund des Raumbedarfs der Mundstücke und der Kühllamellen
muß die Spannweite
der Düsenplatte
zwischen dem Umfang und dem Bereich zwischen den beiden Düsenplatten mit
einem Stützsystem
innerhalb der Düse
gehaltert werden.
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Innere Stützkomponenten sind das dritte Element
des Düsenplatten-Stützsystems
und sind als Düsenplattenverstärkungen
bekannt. Die Verstärkungen
sind vertikale Versteifungen aus einer Edelmetallegierung, die an
die innenseitige Oberfläche der
Düsenplatte
zwischen den Reihen von Mundstücken
angeschweißt
sind, die sich an der Düsenplatte befinden.
Die Verstärkungen
gewährleisten
eine maximale Düsenplattenbeständigkeit
gegen Durchbiegen oder Auslenken nach unten zwischen den außen abgestützten Umfangsabschnitten
der Düsenplatte. Ein
Beispiel der Position von Düsenplattenverstärkungen 44 und
ihrer Beziehung mit der zentralen Abstützung und den äußeren Stützsystemen
ist in 3 zu sehen.
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Carey hat das Problem eines stärkeren Durchbiegens
und Verziehens der Düsenbodenplatten
mit größer werdenden
Düsen erkannt.
Carey zeigt eine Modifikation der dritten Art von Abstützung (der
inneren Abstützung)
durch Verfestigen der Verstärkungen
in einer Düse.
Verstärkungen
bestehen aus einer Edelmetalllegierung, da sie an der Düsenplatte
angebracht und im Inneren der Düse
positioniert sind. Die Fähigkeit
der Verstärkung,
die Planheit der Düsenplatte
auf rechtzuerhalten, steht in direkter Beziehung dazu, wie dimensionsmäßig starr
die Form der Verstärkung
unter Betriebsbedingungen von Zeit und Temperatur gehalten werden
kann.
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Das innere Stützsystem 80 bei Carey,
das in den 2A und 2B zu sehen ist, umfaßt ein langgestrecktes,
innen hohles Element 82, das sich zwischen Seitenwänden der
Düse und über der
Bodenplatte erstreckt. Platten 90 sind mit den langgestreckten
Elementen 82 und mit der Bodenplatte 14 der Düse unterhalb
der Elemente 82 an Schweißstellen 92 verschweißt. Die
Platten 90 sind mit der Düsenbodenplatte 14 zwischen
den Reihen von Düsenmundstücken 12 verschweißt. Stäbe 86 aus
hochfeuerfestem Keramikmaterial verlaufen durch Kanäle 84 in den
langgestreckten Elementen 82, um die Elemente zu verstärken. In
die unteren Düsenseitenwände sind an
jedem Ende einer Verstärkung
Löcher
gebohrt. Die Stäbe 86 verlaufen
durch die Löcher
in den Düsenseitenwänden und
bilden eine zusätzliche
Abstützung
für die
Verstärkungen.
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Ein Nachteil der Stützanordnung
von Carey besteht darin, daß heutige
Düsen Mundstückplatten haben,
die länger
und breiter als frühere
Düsen sind. Aufgrund
der größeren Breite
und Länge
müssen
in eine einzige Düse
zahlreiche Verstärkungen
eingebaut werden. Die große
Zahl von Verstärkungen macht
zusätzliche
Fertigungszeit und -kosten erforderlich, um Löcher für jeden Keramikstab zu bohren. Außerdem sind
die Löcher
sowohl für
die Steifigkeit der Düse
als auch die Wärmestruktur
der Düse
nachteilig. Die Standzeit einer Düse mit zahlreichen Löchern wäre auch
im Hinblick auf den Austritt von Glas um diese Löcher und Schweißstellen
herum stärker eingeschränkt.
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Ein weiterer Nachteil des Systems
von Carey ist, daß die
Höhe der
Verstärkungen
zu groß sein kann,
wodurch das Design von inneren Abdeckungen in dem Düsenkörper eingeschränkt wird.
Die Breite der Rohre an dem oberen Ende der Verstärkungen
kann ferner die Schweißsequenz
der Verstärkung
mit der Mundstückplatte
beeinträchtigen.
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Einige herkömmliche Düsen haben keine Düsenmundstücke und
Rippenabschirmungen, die von der Bodenplatte der Düse nach
unten vorspringen, um so die Größe der Düse zu verringern.
Das Nichtvorhandensein der Mundstücke und Rippenabschirmungen
und die ausschließliche
Verwendung von Düsenlöchern kann
zwar die Größe der Bodenplatte
verringern, es stellt sich dann jedoch das Problem, daß die Platte
mit Glas überflutet
wird, wenn Fasern brechen.
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Es besteht ein Bedarf für eine innere
Abstützung
einer Düsenbodenplatte,
wobei die Funktionsfähigkeit
der Düse
nicht beeinträchtigt
und der Fluß der
Glasschmelze in der Düse
nicht behindert wird. Ferner besteht ein Bedarf für eine verbesserte
Abstützung
einer Düsenbodenplatte,
die auch als perforierte Heizeinrichtung oder Homogenisiereinrichtung für die Glasschmelze
dienen kann.
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Die Nachteile des Stands der Technik
werden durch das Faserformgerät
nach Anspruch 1 überwunden.
Das Faserformgerät
weist eine Düse auf,
die eine Bodenplatte hat, von der sich Düsenmundstücke nach unten erstrecken können. Die
in dem Faserformgerät
vorgesehene Stützanordnung ist
eine Verbesserung gegenüber
den inneren Stützanordnungen
herkömmlicher
Düsen,
weil sie mehrere Funktionen erfüllt.
Die Stützanordnung
weist zwei in der Düse
angebrachte vertikale Trennwände
auf. Die unteren Enden der Trennwände sind mit den oberen Enden
von Bodenplattenverstärkungen
verbunden, die mit der Bodenplatte verbunden sind. Die Trennwände sind
auch an Endplatten und Seitenplatten der Düse befestigt. Ein oberer Bereich
jeder Trennwand dient als eine obere Seitenwand für die Düse und definiert
einen Teil der Verengung der Düse,
in die das geschmolzene Glas fließt. Die Trennwände weisen
ferner mittlere und untere Bereiche mit Perforationen auf, durch
die das Glas in der Düse
fließen
kann. Die Öffnungen
ermöglichen
es den Trennwänden,
das Glas im Inneren der Düse
thermisch zu vermischen und zu homogenisieren.
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Die Trennwände bieten ferner herkömmlichen
Düsenplattenverstärkungen
zusätzliche
Steifigkeit und Düsenplattenhalterung
und Beständigkeit gegen
Langzeitkriechen und Durchbiegen der Bodenplatte, und zwar speziell
an dem Punkt der maximalen Auslenkung der Düsenplatte. Die Abstützanordnung
verbessert die Planheit des Mundstückabschnitts innerhalb der
Spannweite zwischen der äußeren Abstützung und
der zentralen Abstützung.
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Bei einer Ausführungsform weist das Faserformgerät eine Düse auf,
die folgendes aufweist: Endplatten, Seitenplatten, eine perforierte
Bodenplatte, Bodenplattenverstärkungen,
die mit der Bodenplatte verbunden sind, eine erste Trennwand, die zwischen
den Endplatten verläuft
und damit verbunden ist, und eine zweite Trennwand, die zwischen den
Endplatten verläuft
und mit ihnen verbunden ist, wobei jede Trennwand mit den Bodenplattenverstärkungen
und einer der Seitenplatten verbunden ist, wobei die erste Trennwand
einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, wobei die zweite
Trennwand einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, wobei
die zweiten Teile der ersten und der zweiten Trennwand Perforationen
aufweisen, durch die geschmolzenes Glas in der Düse fließen kann, und wobei die ersten
Teile der ersten und der zweiten Trennwand einen Teil einer Verengung
definieren, durch die Glas von einem Vorschmelzraum zu der Düse fließen kann.
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Bei einer Ausführungsform. weist eine Stütztrennwand
zum Stützen
einer Bodenplatte einer Düse
mit Seitenplatten, Endplatten und mit der Bodenplatte verbundenen
Verstärkungen
auf: einen ersten Trennwandteil, der mit den Endplatten und einer
der Seitenplatten verbindbar ist, wobei der erste Trennwandteil
dazu ausgelegt ist, einen Teil einer Verengung der Düse zu bilden,
und einen zweiten Trennwandteil, der mit dem ersten Trennwandteil
verbunden ist und mit den Endplatten und den Bodenplattenverstärkungen
verbindbar ist, wobei nur der zweite Trennwandteil Perforationen
aufweist, durch die geschmolzenes Glas in der Düse fließen kann.
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Gemäß einer Ausführungsform
weist ein Verfahren zum Stützen
einer Bodenplatte einer Düse mit
Endplatten und Seitenplatten, die mit der Bodenplatte verbunden
sind, folgende Schritte auf: Verbinden von Stützverstärkungen mit der Düsenbodenplatte,
Anordnen einer ersten und einer zweiten Trennwand in der Düse, wobei
die erste Trennwand einen ersten und einen zweiten Teil und die
zweite Trennwand einen ersten und einen zweiten Teil hat, wobei
die zweiten Teile der ersten und der zweiten Trennwand Perforationen
aufweisen, durch die geschmolzenes Glas durch die Düse fließen kann,
und wobei die ersten Teile der ersten und der zweiten Trennwand
einen Teil einer Verengung definieren, durch den Glas von einem
Vorschmelzraum zu der Düse
fließen
kann, und Verbinden der ersten und der zweiten Trennwand mit den
Endplatten und mit den Verstärkungen,
um strukturell die Bodenplatte mit der ersten und der zweiten Trennwand
und den Endplatten zu verbinden und um die Bodenplatte und die Verstärkungen
durch die erste und die zweite Trennwand und die Endplatten zu stützen, wobei
jeweils die erste und die zweite Trennwand mit einer der Seitenplatten
verbunden ist.
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Die Erfindung wird nachstehend im
einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben;
diese zeigen in:
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1 eine
schematische Darstellung einer herkömmlichen Glasfaserformvorrichtung;
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2A eine
schematische Seitenansicht eines inneren Stützsystems für eine Düse in der Vorrichtung von 1;
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2B eine
schematische Schnittansicht des inneren Stützsystems von 2A;
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3 eine
schematische Seitenansicht einer herkömmlichen Düse, wobei drei Arten von Stützkonstruktionen
für eine
Düse gezeigt
sind;
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4 eine
Querschnitts-Endansicht einer Düse,
die die Prinzipien der Erfindung verkörpert, entlang der Linie "4-4" in 5;
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5 eine
Draufsicht auf die Düse
von 4;
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6 eine
Seitenansicht der Düsenstützanordnung,
wobei die Beziehung zwischen vertikalen Trennwänden und Düsenplattenverstärkungen
gezeigt ist; und
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7A und 7B schematische Seitenansichten
der mittleren und unteren Teile von vertikalen Trennwänden.
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Eine die Prinzipien der Erfindung
verkörpernde
Vorrichtung zum Abstützen
der Bodenplatte einer Düse
ist in den 4 bis 7B gezeigt. Die Stützvorrichtung
hat mehrere Funktionen: (1) Verstärken des Düsenplattenverstärkungssystems,
(2) Abdecken und Erwärmen
von Glas, das zu dem Außenumfang der
Düsenplatte
fließt,
und (3) Definieren einer steiferen Verengung der Düse, um ein
Flanschrollen und Kollabieren des oberen Körpers in der Düse, was
in einem Austritt von Glas über
den Flansch resultieren kann, zu verhindern.
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Ein herkömmliches Glasfaserformgerät mit einer
Düse ist
in 1 gezeigt. Das Glasfaserformgerät 5 kann
jede herkömmliche
Konstruktion haben, wie sie etwa bei Carey beschrieben ist.
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Eine die Prinzipien der Erfindung
verkörpernde
Düse 100 ist
in den 4 bis 7B gezeigt. Die Düse 100 weist
eine Bodenplatte 110 auf, von der Düsenmundstücke (nicht gezeigt) nach unten
verlaufen, wie dem Fachmann bekannt ist. Die Düse 100 hat voneinander
beabstandete Endplatten 102, 104 und Seitenplatten 106, 108,
wie die 4 und 5 zeigen. Die Seitenplatten 106, 108 verlaufen
zwischen den Endplatten 102, 104 und sind mit
ihnen verbunden.
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Die Düse 100 hat eine Düsenstützanordnung 200 mit
Trennwänden 210, 212,
die zwischen den Endplatten 102, 104 verlaufen.
Die Trennwände 210, 212 sind
an ihren Enden mit den Endplatten 102, 104 und
entlang ihren unteren Oberflächen
mit den oberen Enden von Düsenplattenverstärkungen 130 in der
Düse 100 gemäß 6 verschweißt. Jede
Seitenplatte 106, 108 verläuft von dem Außenumfang der
Bodenplatte 110 der Düse 100 zu
einer angrenzenden Trennwand 210, 212, wie 4 zeigt.
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Die Düse 100 hat eine umgekehrt
V-förmige Abdeckung 120 zwischen
den Trennwänden 210, 212.
Die Abdeckung 120 verhindert, daß stückige Teilchen eine Öffnung in
der Bodenplatte 110 blockieren, und unterstützt die
thermische Konditionierung und Verteilung der Glasschmelze. Die
Abdeckung 120 ist von mehreren Abdeckungsstützauflagen 122 abgestützt. Jede
Abdeckungsstützauflage 122 weist Perforationen 124 auf,
so daß geschmolzenes
Glas vermischt werden und durch die gesamte Düse 100 fließen kann.
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Die Düse 100 weist ferner
eine geneigte ausgesparte Abdeckung 140 mit Flanschen 142 an
dem oberen Ende der Düse 100 auf.
Die Abdeckung 140 verhindert, daß in dem Vorschmelzraum befindliches stückiges Material
in die Düse 100 eintritt.
Die Abdeckungen 120, 140 sind in 5 nicht gezeigt.
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Jede Trennwand 210, 212 der
Düsenstützanordnung 100 weist
drei verschiedene Teile 214, 216, 218 auf,
wie die 4 und 6 zeigen. Da die Trennwände 210, 212 identisch
sind, wird zur Vereinfachung der Erläuterung nur die Trennwand 210
im einzelnen beschrieben.
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Der obere Teil 214 der vertikalen
Trennwand 210 verläuft
zwischen dem Oberende der Trennwand 210 und der Stelle,
an der die Seitenplatte 106 mit der Trennwand 210 in
Kontakt steht, wobei diese Stelle als Punkt A in 4 bezeichnet ist. Der obere Teil 214 enthält keine
Perforationen und dient als Teil der oben erörterten Verengung 118 der
Düse.
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Der mittlere Teil 216 der
Trennwand 210 liegt zwischen dem oberen Teil 214 und
der Stelle, an der die umgekehrt V-förmige Abdeckung 120 mit
der Trennwand 210 in Kontakt ist, wobei diese Stelle als Punkt
B in 4 bezeichnet ist.
Der mittlere Teil 216 weist Perforationen auf, durch die
geschmolzenes Glas hindurchtreten kann. Das diese Perforationen durchsetzende
Glas fließt
zu den Seitenbereichen der Düse 100 angrenzend
an die Seitenplatte 106. Das Muster und die Beabstandung
der Perforationen 220 in dem mittleren Bereich 216 sind
in
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7A gezeigt.
Beispielhafte Dimensionen für
die Buchstaben a, b und c in 7A sind
in dem unten folgenden Beispiel angegeben.
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Der untere Teil 218 der
Trennwand 210 liegt zwischen dem Punkt B und dem Unterende
der Trennwand 210. Der untere Teil 218 weist Perforationen
in einem Muster und einer Beabstandung ähnlich denen an den Abdeckungsstützauflagen 122 auf (siehe 7B).
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Unter Bezugnahme auf 4 wird nun der Betrieb der Düsenstützanordnung 200 beschrieben. Die
Trennwände 210, 212 sind
mit den Endplatten 102, 104 der Düse verschweißt. Glasschmelze
fließt durch
einen Vorschmelzraum (nicht gezeigt) und durch die Abdeckung 140,
die verhindert, daß stückiges Material
wie etwa Feuerfestmaterialstücke
in die Düse 100 eintreten.
Nach Durchgang durch die Abdeckung 140 fließt das Glas
durch eine Verengung 118 in der Düse 100, die durch
die Endplatten 102, 104 und die oberen Teile 214 der
Trennwände 210, 212 gebildet
ist.
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Vor dem Kontakt mit der umgekehrt
V-förmigen
Abdeckung 120 fließt
ein Teil des Glases durch die Perforationen 220 in mittleren
Teil 216 jeder Trennwand 210, 212 und
abwärts
zu der Bodenplatte 110. Da die Seitenplatten 106, 108 keine
Perforationen aufweisen, fließt
das Glas in Richtung zu den Öffnungen
in der Bodenplatte 110. Das Glas, das die Perforationen 220 nicht
passiert, fließt
durch die umgekehrt V-förmige
Abdeckung 120.
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Nach Durchgang durch die Abdeckung 120 kann
der Glasfluß einen
von drei Wegen nehmen: (1) durch die Perforationen 124 in
einer Abdeckungsstützauflage 122,
(2) durch den unteren Teil 218 einer Trennwand oder (3)
direkt durch eine Öffnung
in der Bodenplatte 110. Schließlich wird das gesamte geschmolzene
Glas in der Düse
aus den Düsenmundstücken heraus
verfeinert. Die Perforationen in den Trennwänden 210, 212 und
den Abdeckungsstützauflagen 122 ermöglichen
ein Vermischen der Glasschmelze in der Düse 100. Das optimale
Glasgemisch für
die Faserbildung ist eines mit einer durchweg homogenen Temperatur.
Die Trennwände
können
durch elektrischen Strom, der hindurchgeleitet wird, erwärmt werden.
Wenn die Trennwände
erwärmt
werden, wird die Homogenität
der Glasschmelze verbessert.
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Die Komponenten der inneren Düsenstützanordnung
der vorliegenden Erfindung sind bevorzugt eine Platinlegierung.
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Die nachstehenden Dimensionen sind
für eine
beispielhafte Düsenstützanordnung
vorgesehen, die die Prinzipien der Erfindung verkörpert:
Höhe der vertikalen
Trennwand = 7,36 cm (2,9 in.)
Breite der vertikalen Trennwand
= 59,1 cm (23,25 in.)
Dicke der vertikalen Trennwand = 1,27
cm (0,5 in.)
Höhe
oberer Teil der vertikalen Trennwand = 2,54 cm (1,0 in.)
Höhe mittlerer
Teil der vertikalen Trennwand = 2,92 cm (1,15 in.)
Höhe unterer
Teil der vertikalen Trennwand = 1,91 cm (0,75 in.)
Höhe der Düsenplattenverstärkung =
1,52 cm (0,6 in.)
Durchmesser der Perforationen/Öffnungen
= 0,95 cm (0,375 in.)
Dimensionen für die Perforationen im mittleren
Teil einer Trennwand:
a = 1,27 cm (0,5 in.)
b = 0,64 cm
(0,25 in.)
c = 0,83 cm (0,325 in.)
Dimensionen für die Perforationen
im unteren Teil einer Trennwand:
d = 1,27 cm (0,5 in.)
e
= 0,83 cm (0,325 in.)
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Der Fachmann erkennt, daß die oben
angegebenen Dimensionen in Abhängigkeit
von der Größe der Düse und der
Menge an geschmolzenem Glas in der Düse eingestellt werden können.
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Beispielsweise können Menge und Beabstandung
der Perforationen in den Trennwänden oder
den Abdeckungsstützauflagen
in Abhängigkeit von
der in der Düse
fließenden
Glasmenge modifiziert werden.
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Eine andere Alternative besteht darin,
daß die
Höhe des
unteren und des mittleren Teils der Trennwände in Abhängigkeit von den Größen der umgebenden
Struktur in der Düse
variiert werden kann. Anders ausgedrückt, ist die Höhe dieser
Teile in Wechselbeziehung mit den Kontaktpunkten der umgekehrt Vförmigen Abdeckung
und der Seitenplatten mit den Trennwandelementen.