DE749010C - Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen gekraeuselter Faeden aus geschmolzenem Glas und anderen in der Hitze plastischen Massen - Google Patents

Description

Erteilt auf Grund der Verordnung vom 12. Mai 1943

(RGBI. Π S. 150)

AUSGEGEBEN AM 13, NOVEMBER X944

DEUTSCHES REICH

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 749010 , KLASSE 32 a GRUPPE

Αριρόΐ VIbJ'$2 a

Stuart Mills Dockerty in Newark, Ohio, V. St. A.,

ist als Erfinder genannt worden

Algemeene Kunstvezel Maatschappij N. V. in Scheveningen, Niederlande

Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen gekräuselter Fäden aus geschmolzenem Glas und anderen in der Hitze plastischen Massen

Patentiert im Deutschen Reich vom 8. September 1940 an Patenterteilung bekanntgemacht am 27. April 1944

Die Priorität der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 12. September 1939

ist in Anspruch genommen

Es ist bekannt, Fäden aus geschmolzenem Glas und anderen in der Hitze* plastischen Massen zu wellen, indem die aus der Schmelze ausgezogenen Fäden in noch plastischem Zustand an mit der Ziehgeschwindigkeit der Fäden und in ihrer Bewegungsrichtung umlaufenden Flächen vorbeigeführt und geformt werden. Bei den bekannten Verfahren dieser Art bestehen die Formflächen aus mit Rippen und Nuten ineinandergreifenden Walzen. Es findet hierbei eine rein mechanische Formung und Pressung der Flächen statt, bei der die Fäden leicht abreißen.

Zur Vermeidung dieses Nachteils schlägt 'lie Erfindung zum Wellen der Fäden andere Mittel vor, durch welche die Formung -in nachgiebiger, ein Reißen der Fäden verhütender Weise erfolgt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß die umlaufenden Flächen, z. B. umlaufende Scheiben oder Trommeln, Schlitze oder sonstige öffnungen aufweisen und durch von außen gegen die umlaufende Fläche gerichtete Druckmittelströme, durch einen an der Innenseite der umlaufenden Fläche wirkenden Saugzug oder durch beide auf entgegengesetzten Seiten der Fläche wirkende Mittel ein Druckunterschied erzeugt wird, durch den die Fäden vorübergehend in Berührung mit den Flächen gesetzt, an ihnen festgehalten und mehr oder weniger in die Öffnungen hineingedrückt bzw. gesaugt werden, so daß durch den Eingriff der umlaufenden Flächen mit den Fäden auf diese die gewünschte Ziehwirkung ausgeübt wird und sie die gewünschten Wellungen oder Kräuselungen erhalten.

Um zu verhüten, daß während des Entstehens einer Wellung eine benachbarte, bereits gebildete Wellung wieder gestreckt wird, wird der Druckunterschied auf einen solchen Bereich der umlaufenden Flächen ausgedehnt, daß er gleichzeitig auf mehrere Aufeinanderfolgende Öffnungen der umlaufenden Flächen wirkt.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den ίο l>eson deren Vorteil, daß für die Wellung der Fasern nur ein einziger bewegter Teil, nämüch die umlaufende Fläche, erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die erzeugten Fäden bzw. Fadenmassen weitgehend von Unreinigkeiten freigehalten werden, indem nicht zu Fäden ausgezogene Schmelzperlen. Steinchen oder andere Unreinigkeiten von der schnellumlaufenden Fläche abgeschleudert und dadurch von den Fasern getrennt werden.

Zur Ausübung des Verfahrens wird ein Schmelz- oder Vorratsl>ehälter für die zu bearbeitende Masse mit in seinem Boden vorgesehenen öffnungen zum Ausfließenlassen der Masseströme benutzt, wobei erfindungsgemäß unterhalb des Schmelz- oder Vorrats-'jehälters z.B. eine schnellumlaufende Trommel, deren Mantel aus zur Trommelachse parallelen, Zwischenräume zwischen sich lassenden Stäben besteht, in solcher Lage angeordnet ist, daß die Bewegungsrichtung der Masseströme etwa tangential zu der Trommel verläuft, und gegenüber der Berührungsstelle der Masseströme mit der Trommel ein Gei)läse vorgesehen ist, dessen Düsen zur Trommel hin gerichtet sind. Um den Winkel, unter dem die Druckmittelströme auf die Trommel gerichtet werden, verändern zu können, kann das Gebläse entsprechend verstellbar sein.

An Stelle des Gebläses oder zusätzlich zu diesem kann inner- oder außerhalb der Trommel eine an der Berührungsstelle der Fäden mit der Trommel offene Saugkammer vorgesehen sein.

Zweckmäßig ist unter dem Gebläse und der Trommel eine waagerechte Platte angeordnet, die eine Öffnung zum Durchtritt der von der Trommel kommenden Fäden besitzt, im übrigen al>er die durch das Gebläse und die Trommel erzeugten Luftströmungen \-on dem unter der Platte befindliehen Raum fernhält. An Stelle der Trommel kann auch ein aus Ketten und zwischen diesen vorgesehenen Ouerstäben bestehendes endloses Band verwendet werden.

In den Zeichnungen sind einige beispielsweise Ausführungen von Vorrichtungen gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:

Abb. ι einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung zum Erzeugen von Fasern aus geschmolzenem Glas,

Abb. 2 einen weiteren Schnitt durch diese Vorrichtung im rechten Winkel zur Abb. 1.

Abb. 3 einen der Abb. 1 ähnlichen Schnitt durch eine Vorrichtung von anderer Ausführung.

Abb. 4 einen Einzelschnitt durch eine .,Kräuseltrommel.

AbI). 5 einen Schnitt durch eine ähnliche Trommel von etwas anderer Form,

Abb. 6 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Bildung von Matten aus den erzeugten Fasern,

Abb. 7 einen Schnitt durch eine weitere Ausführung der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Abb. S einen senkrechten Schnitt im rechten Winkel zur Abb. 7,

Abb. () einen Schnitt durch eine weitere Abänderung der Vorrichtung und

Abb. ro eine Schnittansicht einer Vorrichtung mit einem aus einem endlosen Band l>estehenden Kräuselorgan.

Gemäß den Abb. 1 und 2 bezeichnet 10 einen Glasschmelzofen, der mit einer Reihe von Auslaßöffnungen 11 versehen ist. aus welchen dünne Glasströme 12 ununterbrochen ausfließen. Die Temperatur der aus dem Be- _go hälter ausfließenden Glasströme kann durch Druckmittelströme geregelt werden. die mittels eines Gebläses 13 auf die Glasströme" gerichtet werden. Es kann aber auch eine andere Temperaturregelung angewandt werden.

In einem gewissen Abstand unterhalb des Schmelzbehälters 10 ist in tangential«· Lage zu den Glasströmen 12 eine unregelmäßige zylindrische Fläche in Form einer Trommel 14 vorgesehen. Diese Trommel besitzt einen Mantel aus parallelen Stäben 15. deren Enden in Stirnscheiben 16 befestigt sind, welche auf einer Welle 17 sitzen. Die Stäbe werden am Trommelumfang durch einen spulenartigen, die Welle 17 umgebenden Spreizkörper gehalten, der mit den Stirnscheiben 16 verschraubt oder sonstwie verbunden ist. Zum Antrieb der Trommel 14 kann beispielsweise ein Elektromotor J/ dienen.

Die Glasströme oder -fasern 12.fließen aus den öffnungen 11 tangential zur Trommel 14. Sie werden dabei durch Druckmittel ströme, die aus einer oder mehreren übereinanderliegenden Düsen 20 eines Gebläses 19 austreten, gegen den Umfang der Trommel 14 _U5 angedrückt. Durch diesen Eingriff der Fasern mit dem Trömmelmantel werden die Fasern auf diesem derart festgehalten, daß sie von der Trommel mitgenommen und dadurch die Glasströme 12 ausgezogen werden.

Durch das Gebläse 13 können die Glasströme 12 derart gekühlt werden, daß bei

ihrer Berührung mit den Stäben 15 der Trommel nur ein geringes oder kein Kräuseln stattfindet. Sollen die Fasern dagegen gekräuselt werden, so wird die Temperatur der aus dem Gebläse 13 austretenden Druckmittelströme so geregelt, daß die Glasströme oder -fasern 12 in noch verhältnismäßig heißem Zustande an der Trommel 14 ankommen. Durch das Andrücken an die Trommel 14 werden dann ίο die verhältnismäßig heißen Fasern 12 durch die Stäbe 15 der Trommel, um die die Fasern sich mehr oder weniger herumbiegen, gekräuselt. Durch die Zentrifugalwirkung der schnellumlaufenden Trommel 14 werden die gekräuselten Fasern bei 21 von der Trommel wieder abgeschleudert. Da die aus den Düsen 20 des Gebläses 19 austretenden Druckmittelströme gleichzeitig in mehrere Zwischenräume zwischen den Stäben 15 der ao Trommel 14 hineingerichtet werden, werden bereits entstandene Kräuselungen durch nachfolgend sich bildende Kräuselungen nicht wieder gestreckt.

Die gekräuselten Fasern haben den bei 21 gezeigten welligen Verlauf, der ihnen durch das Andrücken gegen die Stäbe 15 erteilt worden ist. Erfolgt .die Temperaturregelung in der Weise, daß die Fasern beim Verlassen der Stäbe 15 noch eine gewisse Formbarkeit besitzen, so kann ein weiteres Kräuseln bewirkt werden. Bei der hohen Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 14 bewegen sich die Fasern, wenn sie tangential von der Trommel abgeschleudert werden, mit sehr hohen Geschwindigkeiten, die beispielsweise zwischen 1200 und 50 000 m/min liegen, in Richtung ihrer Länge. Wenn nun die Fasern bei diesen hohen Geschwindigkeiten, nachdem sie den Bereich der durch die umlaufende Trommel und/oder das Gebläse hervorgerufenen Luftströmungen verlassen haben, in eine Zone verhältnismäßig ruhiger Luft eintreten, . werden sie in dieser Zone ihre Geschwindigkeit verlieren und in gewissem Sinne gestaucht und zusammengeschoben, so daß sich Schleifen 22 bilden. Diese Schleifen umschließen Winkel von mehr als i8o° und bilden zum Teil mehr oder weniger geschlossene Bögen. Beim Ablagern der Fasern in Masseform greifen diese Schleifen mehr oder weniger ineinander, verhaken sich und bilden einen Faserkörper, der in allen Richtungen einen starken Zusammenhalt besitzt.

Die gekräuselten Fasern 21 kann man durch eine Öffnung 2$ eines Tisches 24 hindurchtreten lassen, auf dem der Antriebsmotor M der Trommel 14 montiert sein kann.

Die gekräuselten Fasern werden zweckmäßig fortlaufend auf einer sich fortbewegenden Unterlage, beispielsweise auf einem Förderband 25 (Abb. 6), abgelagert. Bei dieser" Ablagerung der Fasern kann das Verschlingen und Verfilzen der Faserschleifen noch durch die Wirkung von Druckrollen 26 derart verstärkt werden, daß es eines erheblichen Zuges bedarf, um die entstehende Matte auseinanderzuziehen. Die Rollen 26 können zwangsläufig entsprechend der Förderrichtung gedreht «nd es kann ihnen gegebenenfalls noch eine axiale Hinundherbewegung erteilt werden, um ein Höchstmaß von Faserverschlingung und Verfilzung zu erzielen.

Beim Ausziehen der Glasströme bzw. Fasern 12 werden nicht zu Fasern -ausgezogene Teilchen, wie Schmelzperlen, Steinchen ti. dgl., sobald sie mit der Trommel 14 in Berührung gekommen sind, von dieser abgeschleudert, während die Fasern noch ein Stück von dem Trommelumfang mitgenommen werden. Zum Auffangen und Abführen der nicht ausge-/.ogenen Teilchen ist unter der Trommel, wie in Abb. ι gezeigt, eine Rinne 27 vorgesehen.

Bei der Anordnung der Teile gemäß Abb. 3 sollen die Fasern 112 ausgezogen werden, ohne daß ihnen eine bemerkenswerte Krause- 85 lung erteilt wird. Hier ist die Trommel 114 beispielsweise von einer Turbine T angetrieben. Ein Gebläse 119, welches einen einzelnen Schlitz oder eine einzelne Schlitzreihe 120 besitzt, richtet Luftströme im wesentliehen tangential gegen die Trommel 114, um die Fasern gerade so stark gegen die Trommel zu drücken, daß das gewünschte Aus-Die Größe der DüsenöfFnun-

ziehen erfolgt.

gen kann durch eine Stellplatte 127 verändert werden. In der Regel genügt ein geringer Druck von 0,035 bis 0,140 oder 0,210 kgenr. um die Fasern 112 in dem erforderlichen Eingriff mit der Trommel 114 zu halten. Da hierbei die von dem Gebläse 119 ausgestoßenen Druckmittelströme mehr oder weniger tangential zur Trommel 114 gerichtet sind, setzen die Fasern beim Verlassen der Trommel ihre Bewegung in Richtung der Druckmittelströme fort und kommen demnach nicht. ¹⁰S wie mit Bezug auf Abb. 1 beschrieben, plötzlich in eine Zone ruhiger Atmosphäre. Infolgedessen " entstehen nur ganz wenig gekräuselte oder im wesentlichen gerade Fasern. Verstellt man das Gebläse 119 so, daß die Druckmittel ströme sich der radialen Richtung zur Trommel nähern, so ergeben sich in den Fasern entsprechend stärkere Kräuselungen. Bei dieser Richtung der Druckmittelströme ist auch wiederum die Luft in dem tiefer unterhalb der Trommel liegenden Raum ruhiger.

Bei der Ausführung gemäß Abb. 7 und S ist innerhalb der Trommel ein Saugkasten vorgesehen, durch den am Trommelmantel im Bereich der Berührungsstelle der Fasern mit dem Mantel ein Unterdruck erzeugt werden

soll. Die vorher beschriebeneu Gebläse können dabei gegebenenfalls fortgelassen werden. Der Unterdruck im Saugkasten gentigt, um die Fasern gegen die Kräuselstäbe und in die Zwischenräume zwischen diese zu ziehen und dadurch das Ausziehen der Glasströme um. das gewünschte Kräuseln zu bewirken.

Bei dieser Ausführung sitzt die Trommel -214 auf einer hohlen, feststehenden Achse 217, welche innerhalb der Trommel eine Anzahl von Öffnungen 241 besitzt, die in einen Saugkasten 242 münden, der durch Speichen 243 auf der Achse 217 befestigt ist. Die Antriebswelle 244 eines Motors Jl/' bildet das Lager für das eine Ende der Achse 217 und ist bei 245 mit einer der Stirnscheiben 216 •1er Trommel 214 verkeilt. Das andere Ende der Achse 217 ist durch eine biegsame Leitung 246 mit einer Unterdruckquelle verbunden. Das äußere oder vordere Ende des Saugkastens 242 ist entsprechend dem Trommelumfang abgerundet und paßt sich mit seiner Öffnung der Trommel an derjenigen Stelle au. an welcher die Glasströme 212 mit ihr in Berührung kommen. Der Unterdruck im Kasten 242 saugt die Glasströme bzw. Fasern in der oben angegebenen Weise gegen den Trommelumfang an. Eine, etwa angestrebte Kräusehvirkung läßt sich noch verstärken, wenn zusätzlich zum Saugkasten noch Gebläse 19 oder 119 der in Abb. ι bzw. 3 gezeigten Art verwendet werden.

Bei den Trommeln 314 bzw. 414 gemäß den Abb. 4 und 5 sind an dem Trommelumtang flache Kräuselstäbe 315 bzw. 415 vorgesehen. In Abb. 4 liegen die Flachstäbe in gleichmäßiger Verteilung um den Umfang in einem kleinen Winkel zueinander und sind nach außen in der Drehrichtung der Trommel derart geneigt, daß die in die Zwischenräume hineingeblasenen oder hineingesaugten Fasern sich auch wieder leicht aus den Zwischenräumen Herauslösen können. Diese Trommelform eignet sich besonders zur Verwendung in Verbindung" mit einem Gebläse gemäß Abb. i, weil die radial zur Trommel gerichteten Druckmittelströme auf die geneigten Kräuselstäbe eine Kraft ausüben, die das Bestreben hat, die Trommel zu drehen. Bei der Ausführung nach Abb. 5 liegen die Flachstäbe 14 radial am Trommelumfang. Diese Form ist besonders für ein Gebläse der in Abb. 3 gezeigten Art geeignet. Natürlich kann jede Art von Gebläse mit jeder der gezeigten Arten von Trommeln benutzt werden. Auch kann man bei den Trommeln gemäß Alib. 4 und 5 einen Saugkasten der in j Abb. 7 und 8 gezeigten Art verwenden.

Bei der Ausführung nach Abb. 9 ist die fm Trommel 514 mit einem Saugkasten 542 versehen, dessen vorderer Teil 547 so geformt ist. daß er die Trommel zum Teil umgibt und nur einen Randteil 548 frei tläßt, gegen welchen die Fasern 512 angedrückt werden. Das Andrücken kann entweder durch den Unterdruck in der Kammer 542 allein oder durch diesen und die zusätzliche Wirkung eines Gebläses 519 erfolgen.

Gemäß Abb. 10 ist an Stelle der Trommel ein endloses Band 614 vorgesehen. Dieses besteht aus zwei um Kettenräder 616 laufenden Ketten 615, zwischen welchen in Abständen voneinander quer liegende Kräuselstäbe 617 befestigt sind. Diese wirken in der gleichen Weise auf die Fasern 612 wie die l>ereits beschriebenen Trommeln. Mittels eines Gebläses 619 können Druckmittelströme gegen die Kräuselstäbe 617 gerichtet und dadurch die Glasströme bzw. -fasern 612 gegen die Stäbe angedrückt werden. Zum gleichen Zwecke kann auch ein Saugkasten 642 vorgesehen werden. Unter Umständen ist es zweckmäßig, das Gebläse 619 und den Saugkasten 642 zusammen zu benutzen. Das Gebläse 619 kann gegebenenfalls auch in der in Abb. 3 gezeigten Weise eingestellt werden.

Anstatt Glas können auch gewisse andere anorganische oder organische Stoffe, wie beispielsweise Kunstseide, Vinylacetat, Celluloseacetat, Harze, Zucker usw., verarbeitet werden.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   r. Verfahren zum Erzeugen von mehr oder weniger gewellten Fäden aus geschmolzenem Glas und anderen in der Hitze plastischen Massen, bei welchem die aus der Schmelze ausgezogenen Fäden in noch plastischem Zustand an mit der Ziehgeschwindigkeit der Fäden und in ihrer Bewegungsrichtung umlaufenden endlosen Flächen vorbeigeführt und geformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Flächen, z. B. umlaufende Scheiben oder Trommeln, Schlitze oder sonstige Öffnungen aufweisen und durch von außen gegen die umlaufende Fläche gerichtete Druckmittel-Ströme, durch einen an der Innenseite der umlaufenden Fläche wirkenden Saugzug oder durch beide auf entgegengesetzten Seiten der Flächen wirkende Mittel ein Druckunterschied erzeugt wird, durch den die Fäden vorübergehend in Berührung mit den Flächen gesetzt, an ihnen festgehalten und mehr oder weniger in die Öffnungen hineingedrückt bzw. gesaugt «erden, so daß durch den Eingriff der umlaufenden Flächen mit den Fäden auf diese die gewünschte Ziehwirkung ausgeübt wird und sie die gewünschten Wellungen oder Kräuselungen erhalten.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckunterschied auf einen solchen Bereich der umlaufenden Flächen ausgedehnt wird, daß er gleichzeitig auf mehrere aufeinanderfolgende öffnungen der umlaufenden Fläche wirkt.
3. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 mit einem

   ίο Schmelz- oder Vorratsbehälter für die zn verarbeitende Masse und Öffnungen in dessen Boden zum Ausfließenlassen der Masseströme, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Schmelz- oder Vorratsbehälters (10) eine schnellumlaufende Trommel (14) mit einem Mantel aus zur Trommelachse parallelen, Zwischenräume zwischen sich lassenden Stäben (15) so angeordnet ist, da'ß_ die Bewegungsrichrung der Masseströme etwa tangential zu der Trommel verläuft, und gegenüber der Berührungsstelle der Bewegungsrichtung des Massestromes mit der Trommel ein Gebläse (19) vorgesehen ist, dessen Düsen

   (20) zur Trommel hin gerichtet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (19) zwecks Veränderung des Winkels, unter dem die Druckmittelströme auf die Trommel (14) gerichtet werden, verstellbar ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, gekennzeichnet durch eine an Stelle des Gebläses (19) oder zusätzlich zu diesem inner- oder außerhalb der Trommel (214, 514) vorgesehene, an der Berührungsstelle der Fäden mit der Trommel offene Saugkammer (242 bzrw. S42).
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine unter dem Geblase und der Trommel angeordnete waagerechte Platte (24), die eine Öffnung (23) zum Durchtritt der von der Trommel kommenden Fäden besitzt, im übrigen aber die durch das Gebläse und die Trommel erzeugten Luftströmungen von dem unter der Platte befindlichen Raum fernhält.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, gekennzeichnet durch ein aus Ketten (615) und zwischen diesen vorgesehenen Querstäben (617) bestehendes endloses Band (614) an Stelle der Trommel.

   Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteikmgsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

   deutsche Patentschrift Nr. 654 644;

   USA.-Patentschriften - 1 923 183,

   2 002 314.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen