DE731087C - Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Glasfaeden oder Fasern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf die weitere Ausgestaltung des !bekannten Verfahrens zum Erzeugen von Glasfäden oder -fasern, bei welchem die Fäden oder Fasern durch Ausheben des geschmolzenen Glases aus der Oberfläche einer Schmelze erzeugt werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß das Glas einer Schmelzwanne in Berührung mit senkrecht oder etwa senkrecht in der Schmelze stehenden nadelartigen Elementen gebracht wird, deren Spitzen in der Oberfläche der Schmelze liegen, wobei das Glas durch die Wirkung einer Ziehvorrichtung, die beispielsweise aus einem Dampf- oder Heißgasgebläse oder aus Ziehwalzen bestehen kann, längs den nadelartigen Elementen hoch und von 'diesen in Form feiner, dünner Stränge abgeblasen oder abgezogen wird.

Die nadelartigen Elemente können auch mit ihren Spitzen etwas unterhalb der Oberfläche der Schmelze liegen, wobei die Bewegung des Glases längs den Elementen und sein Austritt aus der Schmelze senkrecht über den Elementen durch den Zug erfolgt, welcher von der -Ziehvorriclhtung ausgeübt wird.

Die nadelartigen Elemente werden unmittelbar und unabhängig von der Schmelze geheizt und dienen so zur Regelung der Temperatur des die Glasfäden bildenden Glases. Man kann also hierdurch die Erzeugungsverhältnisse der zu Fäden oder Fasern umzuwandelnden Glasstrang« beeinflussen und insbesondere die über die nadelartigen Elemente fließenden Glasmengen regeln, wobei man von der Temperatur des Glases in der Wanne unabhängig ist.

Durch das Heizen der nadelartigen Elemente entsteht eine Erhöhung der Temperatur in demjenigen Teil des Glases, ler mit dem nadelartigen Element in Berührung steht, gegenüber den äußeren Schichten des Glases, so daß der Kern des das nadelartige Element verlassenden Glasstranges sich auf einer wesentlich höheien Temperatur befindet als sein Umfang, Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß der erhaltene Glasfaden sich in einem Zustand von Temperaturverteilung befindet, der bei plötzlicher Abkühlung des Fadens den Eintritt jenes Spannungsbereiches begünstigt, der für die Härtung charakteriiS stisch ist. Um den Härtungszustand zu erreichen, muß man bekanntlich bei Glasgegenständen die äußeren Schichten der Gegenstände schneller abkühlen als ihren Kern. Dieser Zustand läßt sich um so leichter erreichen, je höher vor dem Abschrecken die Temperatur des inneren Teiles der Gegenstände im Verhältnis zu derjenigen der äußeren Teile ist.

Die nadelartigen Elemente können aus as einem geeigneten Baustoff hergestellt sein. Die Wahl des Stoffes richtet sich besonders nach der Heizungsart der Elemente, der-ihnen gegen die chemische Einwirkung des Glases zu erteilenden Widerstandsfähigkeit und außerdem nach der Form und Anordnung, welche man den betreffenden Elementen geben will. Je nach den Verhältnissen kann man für die nadelartigen Elemente Platin, Platin-Rhodium, Wolfram, Graphit,· gewisse feuerfeste keramische Stoffe usw. verwenden. Die Beheizung der nadelartigen Elemente kann dadurch erfolgen, daß man elektrischen Strom unmittelbar durch sie hindurchleitet und sie als elektrische Heizwiderstände benutzt. Man kann die Elemente auch als Elektroden arbeiten lassen, um durch sie elektrischen Strom in das Glasbad einzuführen. Zu diesem Zweck kann man die nadelartigen Elemente elektrisch in bestimmte Gruppen unterteilen und jeder dieser Gruppen die Rolle einer Elektrode geben. Man kann auch den nadelartigen Elementen, die zusammen eine Elektrode bilden, eine oder mehrere Hilfselektroden zuordnen, welche die übliche Form haben und für die Bildung der Glasstränge nicht benutzt werden. Es lassen sich auch verschiedene der erwähnten Heizungsarten miteinander kombinieren.

Die von den nadelartigen Elementen abgezogenen Glasstränge, aus welchen die Fäden oder Fasern entstehen, lassen sich auf jede gewünschte Temperatur bringen, ohne daß man deshalb auf die Temperatur des Glases im Ofen einwirken müßte, indem man das Glas an den Spitzen der nadelartigen Elemente /.. B. durch einen Gasbrenner noch be- ■ sonders beheizt. Die Temperatur der dünnen Stränge läßt sich auch dadurch beeinflussen, daß man die Länge der nadelartigen Elemente, auf welcher das Glas mit den Elementen in Berührung kommt, ändert, und zwar läßt sich diese Änderung während des Herstellungsvorganges vornehmen.

Es ist ferner noch zu bemerken, dall, wenn das Glas durch ein Element erhitzt wird, we!- 7» ches, wie bei der Erfindung, vollständig von dem Glas umgeben ist, sich eine vollkommene Ausnutzung der dem Element zugeführten Wärme ergibt.

Zum Ausziehen der Glasstränge zu Fasern ader Fäden können auf diese geeignete Mittel zur Einwirkung gebracht werden. So kann das Ausziehen anstatt durch Dampf- oder Heißgasströme auch durch bewegte Organe 1 Walzen usw.) erfolgen.

In der Zeichnung sind einige beispielsweise Altsführungsformen einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt.

Abb. ι ist ein Schnitt durch einen Ofen mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Abb. ζ ist ein Längsschnitt mit einer Vorrichtung, welche eine Abänderung derjenigen nach Abb. 1 darstellt.

Abb. 3 ist eine Einzelansicht einer weiteren Abänderung der Vorrichtung.

Abb. 4 und 5 sind Einzelansichtea von nadeiförmigen Elementen, wie solche bei den Vorrichtungen nach Abb. 1 bis 3 Verwendung finden können.

Abb. 6 zeigt eine Ansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher das nadelartige Element als Heizelektrode benutzt wird.

Bei der Ausführung nach Abb 1, bei welcher ι die in einem Ofen 2 befindliche Glas- ^lor schmelze bezeichnet, sind 3 die erfindungsgemäßen nadelartigen Elemente. Sie bestehen aus einem Stück mit einer Stütze 3*, welche gesenkt und gehoben werden kann. Die Elemente 3 sind in der Schmelze 1 eingetaucht und reichen mit ihren Spitzen 3^a etwas über die Oberfläche der Schmelze. Das Glas auf den Spitzen 2>^a der Elemente 3 steht unter der Einwirkung von Brennern 4, um es auf eine hohe Temperatur erhitzen zu können. Oberhalb der Brenner 4 befindet sich ein Dampfoder Heißgasgebläse 5.

Um die Vorrichtung in Gang zu setzen, werden die nadelartigen Elemente so weit gesenkt, bis ihre Spitzen 3" sich unter dem Glasspiegel befinden, und dem Gebläse 5 wird Dampf- oder Heißgas zugeführt. Da der Dampf oder das Gas mit großer Geschwindigkeit von dem Gebläse aufwärts geblasen wird, entsteht in der über den Spitzen der nadelartigen Elemente liegenden Zone ein Unterdruck. Der Träger 3'' wird dann angehoben,

so daß die nadelartigen Elemente mit einer dünnen Glasbaut überzogen aus dem Glasbad vorragen. Da. 'diese Glasbaut durch die Brenner 4 erhitzt wird, wird diese sehr flüssig und das Glas durch die von dem Gabläse 5 erzeugte Saugwirkung von den Spitzen der nadeiförmigen Elemente in Form dünner Stränge abgezogen, welche durch die Dampfstrahlen des Gebläses in Fasern 6 verwandelt werden.

Um die Vorrichtung in Gang zu setzen,

kann man auch, nachdem die Elemente 3 um das richtige Maß gesenkt worden sind, in das Glas einen Rechen eintauchen, der eine der Zahl der nadelartigen Elemente entsprechende Zahl von Zähnen besitzt. Hebt man diesen Rechen nach dem Eintauchen an, so entsteht eine Reihe von senkrechten Glassträngen, die ihren Ausgang von den Enden der Elemente 3 nehmen.

Je nach den Umständen kann man auch die Brenner 4 weglassen, in welchem Falle die Hitze, welche zum Flüssighalten des Glases an den Spitzen der nadelartigen Elemente er-²S forderlich ist, lediglich durch die heißen Gase des Ofens geliefert wird. In diesem Falle werden die Dampfgebläse zweckmäßig näher an der freien Oberfläche des Glasbades angeordnet.

Um die erforderliche Regelung der Temperatur der nadelartigen Elemente zu ermöglichen, kann man auch die in Abb. 2 gezeigte Anordnung wählen, welche sich von derjenigen nach Abb. ι dadurch unterscheidet, daß die Nadeln ganz durch die Schmelze und den Ofenboden hindurchgehen. Auf die aus dem Boden des Ofens herausragenden Enden 3^ der Elemente oder Nadeln läßt man eine Wärmequelle, beispielsweise die Flamme eines Brenners, einwinken.

Nachdem die Vorrichtungen gemäß Abb. 1 und 2 in Gang gesetzt worden sind, kann man die genaue Höhenlage der nadelartigen Elemente einstellen, um ein Erzeugnis gewünschter Eigenschaft zu erhalten. Die Einstellung kann z. B. in der Weise erfolgen,' daß die Spitzen der nadelartigen Elemente vollständig im Glas eingetaucht sind, während das Ziehen der Ströme von der freien Oberfläche der Schmelze aus senkrecht oberhalb der Nadelspitzen vor sich geht.

Auch kann man die Vorrichtung so betreiben, daß die Spitzen der nadelartigen Elemente 3 immer unter der- Oberfläche der Schmelze 1, jedoch so nahe an dieser Oberfläche liegen, daß sie die Bildung des Glasstranges kontrollieren, d.h. die Lage der Wurzel des Glasstranges festlegen und dessen Temperatur wenigstens im inneren. Teil regeln. Eine derartige Anordnung ist schematisch in Abb. 3 gezeigt.

Das Ingangsetzen der Vorrichtung kann in diesem Falle in ähnlicher Weise erfolgen, wie oben für die vorher beschriebene.Ausführung angegeben worden ist. Das Ingangsetzen wird hierbei noch dadurch erleichtert, daß es nicht unibedingt notwendig ist, die nadelartigen Elemente zu verstellen.

Bei der Ausbildung nach Abb. 4 ist der aus einer Platte bestehendeTräger 3⁶ geeignet gebogen und mit Ausschnitten versehen, welche zwischen sich Zähne stehenlassen, die die nadeliartigen Elemente 3 bilden.

Gemäß Abb. 5 werden die nadelartigen Elemente 3 von einem geeignet gebogenen, auf einer Tragstütze 3⁶ montierten Metalldraht gebildet. Dieser Metalldraht kann von einer geeigneten Quelle aus mit elektrischem Strom gespeist und durch diesen auf eine gewünschte Temperatur gebracht werden.

Wie eingangs erwähnt, kann man die nadelartigen Elemente auch als Elektroden arbeiten lassen, die elektrischen Strom in das Glas einführen und das Glas in der Nähe der Elemente 3 heizen.

Abb. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Heizungsart. Sie stellt einen Schnitt durch den Behälter dar, aus dem das Ziehen der Fäden erfolgt, und zwar ist der Schnitt in einer Ebene senkrecht zur Ebene der nadelartigen Elemente geführt. Diese Elemente 3 sind an die Stromquelle angeschlossen, entweder derart, daß sie selbst die verschiedenen erforderlichen Elektroden für die Zuleitung des Stromes in die Glasmasse und seine Ableitung aus ihr bilden, oder derart, daß sie mit Hilfselektroden zur Durchführung des Stromes zusammen arbeiten. En Abb. 6 ist lediglich die Zuführung des Stromes mittels einer Anschlußleitung y zu einem der nadelartigen Elemente dargestellt. Um die Heizung auf bestimmte Teile der nadelartigen Elemente zu beschränken, ist vorgesehen, diejenigen Teile der Elemente, die eine Wirkung als Elektroden nicht au?- üben sollen, durch eine elektrisch isolierend wirkende Hülse 8 zu schützen. Diese Hülse kann unabhängig von dem zugehörigen nadelartigen Element in der Höhe verstellt werden, so daß man für jedes Element die Größe der Oberfläche, welche mit dem Glas in Berührung ist, ändern und die Stromdichte auf dieser Oberfläche regeln kann.

Die Zahl der verwendeten nadeJartigen Elemente ist veränderlich und richtet sich nach der Zahl von Glassträngen, die man _

leichzeitig aus ein und demselben Behälter ausheben will.

Die vorstehend -beschriebenen Vorrichtun^pen sind nur als beispielsweise Ausführungen zur Erläuterung des Verfahrens, nicht aber in beschränkendem Sinne zu bewerten. Insbe-

sondere können die nadelartigen Elemente jede geeignete Anordnung und Form erhalten. Unter nadelartige Elemente sind Körper von kleinem Querschnitt zu verstehen, die irgendeine beliebige Form haben und in einer mehr oder weniger scharfen Spitze endigen.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   ίο i. Verfahren zum Erzeugen von Glasfäden oder -fasern durch Ausheben von Glassträiigen oder Strömen aus der Oberfläche einer Schmelze, 'dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Glas von senkrecht oder etwa senkrecht in der Schmelze stehenden nadelartigen Elementen, deren Spitzen sich nahe der Oberfläche der Schmelze befinden oder über diese hinausragen, durch die Wirkung

   >o einer Ziehvorrichtung, die beispielsweise aus einem Dampf- oder Heißgasgebläse oder auch aus Walzen bestehen kann, in Form feiner, dünner Stränge nach oben abgezogen wird und die nadelartigen Elemente zur Regelung der Temperatur des die Glasstränge bildenden Glases unmittelbar und unabhängig von der Schmelze auf eine über der Temperatur der letzteren liegende Temperatur erhitzt werden, so daß die Temperatur im Kern der Glasstränge und damit auch im Kern der daraus entstehenden Fäden oder Fasern wesentlich höher ist als an ihrem Umfang.
2. 2. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die nadelartigen Elemente als elektrische Heizwiderstände ausgebildet sind.
3. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Ye rfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Spitzen der senkrecht stehenden nadelartigen Elemente noch ein Gasbrenner oder ähnliches Heizmittel zur Beheizung des Glases an den Nadelspitzen vorgesehen ist.
4. 4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß. die nadelartigen Elemente durch den Boden des Ofens nach außen geführt sind, um dort mit einer Wärmequelle in Berührung gebracht werden zu können.
5. 5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nadelartigen Elemente von einem entsprechend gebogenen Metalldraht gebildet sind.
6. 6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nadelartigen Elemente als Elektroden ausgebildet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen