DE865944C - Vorrichtung zum Erzeugen kuenstlicher Fasern, insbesondere Glasfasern, aus zaehfluessigen Massen durch Schleuderung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf solche Vorrichtungen zum Erzeugen künstlicher Fasern, insbesondere Glasfasern, bei denen eine zähflüssige, fadenziehende Masse unter der Wirkung von Zentrifugalkraft durch Öffnungen im Umfang eines mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Hohlkörpers in Form von Strahlen auegeschleudert wird, die infolge der auf sie fortwirkenden Zentrifugalkraft ausgezogen und in Fasern oder Fäden umgewandelt werden.

Das Ausziehen der Strahlen erklärt sich dadurch, daß die verschiedenen Teilchen ein und desselben

Strahls in aufeinanderfolgenden, also voneinander verschiedenen Augenblicken durch die gleiche Öffnung zum Austreten gebracht werden. Die Richtung, welche jedes Glasteilchen in dem Augenblick nimmt, in welchem es aus der Öffnung austritt, ist grundsätzlich die Tangente an dem von der Öffnung an der Stelle beschriebenen Kreis, an welcher sich die Öffnung im Augenblick des Austretens des Strahls befindet. Die verschiedenen Teilchen des Strahls werden also in voneinander ganz verschiedenen und divergierenden Richtungen geschleudert, da diese

von den an verschiedenen Punkten des von jeder Öffnung beschriebenen Kreises aufeinanderfolgenden Tangenten gebildet werden.

Infolge dieser Divergenz ihrer Bewegungsbahnen vergrößert eich der Abstand zwischen zwei Teilchen oder Elementen ein und desselben Strahls unter der Wirkung der Zentrifugalkraft in dem Maße, wie diese Teilchen sich vom umlaufenden Körper entfernen. Hierdurch ergibt sich das Ausziehen des ίο Strahls, welches um so stärker wird, je mehr die Teilchen des Strahls sich von dem umlaufenden Körper entfernen. Gleichzeitig bewirkt jedoch die den Körper umgebende Luft eine Abkühlung des Glases, welche zum Erstarren desselben führt. Tritt die Erstarrung ein, so hört ein weitereis Ausziehen auf. Hieraus folgt, daß·, das Ausziehen um so stärker wird, je weiter man die Glasstrahlen, bevor sie erstarren, schleudern kann.

Die Erfindung hat den Zweck, bei Vorrichtungen der bezeichneten Art die Fortbewegung der Strahlen von dem Umlaufkörper zu erleichtern und dadurch die Feinheit der erzeugten Fasern oder Fäden zu verbessern.

Erfmdungsgemäß· wird der umlaufende Hohles körper von zwei übereinander angeordneten Teilen gebildet, die an ihren Rändern durch einen Ringteil geringer Höhe oder unmittelbar miteinander zu einer mehr oder weniger scharfen Kante verbunden sind, in der die Schkuderlöcher angebracht sind.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform sind die den Hohlkörper bildenden Teile derart geformt und vereinigt, daß' der Körper eine etwa linsenförmige Gestalt erhält. Ein solcher Hohlkörper besteht zweckmäßig aus zwei flachkonvexen und mit ihren konkaven Seiten gegeneinander gekehrten Scheiben, die Rotationskörper mit Bezug auf die Drehachse des Hohlkörpers darstellen. Die Scheiben werden hierbei vorzugsweise von flachen Kugelabschnitten gebildet.

Im Sinne der Erfindung kann· der Hohlkörper auch aus zwei senkrecht zur Drehachse liegenden ebenen Scheiben; gebildet sein, die in einem solch kleinen Abstand voneinander liegen, daßidie zu ihrer Vereinigung benutzte, mit den Schleuderöffnungen versehene Ringwand eine Kante von nur geringer Höhe bildet. Diese Kante kann dabei eine geeignete Form haben; so kann sie eine scharfe Kante oder eine abgerundete Kante oder auch eine kegelstumpf förmige Kante sein.

Bei den bekannten Vorrichtungen befinden sich die Schleuderöffnungen des Hohlkörpers in einer zylindrische Wand, so daß die beiden Stirnflächen des Hohlkörpers im Bereiche der die Schleuderöffnungen enthaltenen Mantelfläche einen beachtenswerten Abstand voneinander haben. Demzufolge ergibt sich bei den bekannten Vorrichtungen, wie in Abb. ι veranschaulicht, eine Luftzirkulation, bei welcher die radial auswärts über die Stirnflächen des umlaufenden Hohlkörpers sich in Richtung der pfeile / bewegenden Ströme gegen die mit den Schleuderöffnungen versehene zylindrische Umfangswand umkehren und an dieser Wand Wirbelströme erzeugen, wie sie durch die Pfeile /' angedeutet sind. Wie festgestellt worden ist, haben diese Wirbelströme den Nachteil, daß sie einer Fortbewegung der Fasern von dem Schleuderkörper weg entgegenwirken. Es ergibt sich dadurch eine Beeinträchtigung des Ausziehens der Fasern, die zudem, wenn sie in der Nähe des Schleuderkörpers erstarren, diesen umschlingen und infolgedessen ein gutes Arbeiten verhindern.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Hohlkörpers, dessen Schleuderöffnungeni in einer mehr oder weniger scharfen Kante angebracht sind, werden die erwähnten Umkehr- oder Wirbelströme und die damit verbundenen Nachteile vermieden. Bei der Vorrichtung entsprechend der Erfindung vereinigen· sich die Gasströme, welche entsprechend den Pfeilen / (s. Abb. 2) radial über die Wände des Hohlkörpers streichen, in der durch den Pfeil /' angedeuteten Weise, sobald sie an den Rand der beiden Wände gelangen¹, d. h. in dem Augenblick, in welchem sie senkrecht über bzw. unter den Schleuderöffnungen ankommen. Diese Ströme geben keinen Anlaß zu irgendwelchen der auf die Fasern wirkenden Zentrifugalkraft entgegenwirkenden Umkehrstirömen. Im Gegenteil haben sie eine mit der Zentrifugalkraft gleichgerichtete Wirkung, d. h. sie haben das Bestreben, die Fasern von dem Schleuderkörper fortzubewegen und dadurch das Ausziehen zu unterstützen. Mit den neuen Hohlkörpern lassen sich demnach bei Vorrichtungen der in Frage stehenden Art unter sonst gleichen Verhältnissen wesentlich feinere Fasern erzielen.

Die Zeichnung zeigt einige beispielsweise Ausführungsformen von Hohlkörpern gemäß der Erfindung. Abb. 3 veranschaulicht einen solchen Körper in einem senkrechten Schnitt und Abb. 4 einen Teilschnitt des gleichen Körpers in größerem Maßstab. Abb. 5 und 6 zeigen Schnitte von Hohlkörpern von anderer Ausführung.

Gemäß Abb. 3 besteht der Hohlkörper ί aus zwei sehr flachen Kugelabschnitten 2 und 3, die an ihren Rändern 4 miteinander vereinigt sind und auf der Vereinigungelinie die Schleuderlöcher 5 besitzen. Dieser Hohlkörper wird durch die Welle 6 mit Scheibe 7 angetrieben.

Zum Erhitzen bzw. zum Regeln der Temperatur der zu verarbeitenden Masse dienen von einem Axialbrenner 8 erzeugte Flammen·. Der Brenner 8 wird durch die hohle Welle 6 und den Einspritzkegel 9 gespeist. Die Flammen treten in den Hohlkörper, schlagen gegen dessen Peripherie hin und kehren dann aufwärts gegen die Drehachse hin zurück, um durch die im Mittelpunkt der oberen Wand 2 vorgesehene öffnung 10 nach außen zu entweichen. Durch die gleiche öffnung, jedoch in umgekehrter Richtung, erfolgt die Einführung des zu verarbeitenden Stoffes, beispielsweise geschmolzenen Glases.

Außer der mittleren Öffnung iq können für den Heizgasaustritt noch weitere öffnungen 12 vorgesehen sein, die, wie Abb. 4 zeigt, zwischen der mittleren Öffnung 10 und den Schleuderöffnungen 5 in der Wand 2 liegen. Diese öffnungen 12 sind aber nicht zu nahe an den Schleuderöffnungen 5 anzu-

ordnen, damit sich in dem Umfangsteil, d. h. in dem radial nach außen verjüngten Teil des Hohlkörpers, ein gewisser Glasvorrat 11 ansammeln kann, ohne daß die Gefahr entsteht, daß dieser Vorrat unter der Wirkung der Zentrifugalkraft durch die Gasaustrittsöffnungen 12 nach außen entweicht. Die Gestaltung des Hohlkörpers gestattet es also, hinter den Schleuderöffnungen 5 eine Glasmasse anzusammeln, die in radialer Richtung, d. h. in der Richtung, in welcher unter der Wirkung der Zentrifugalkraft die Ausschleuderung stattfindet, eine erhebliche Dicke besitzt. Es ist also jeweils ein Glasvorrat vorhanden, der einen starken Druck auf das unmittelbar an den Schleuderöffnungen sich befindende Glas ausübt.

Diese Möglichkeit ergibt sich dadurch, daß der Hohlkörper, wie in Abb. 4 dargestellt!, für das in Richtung y durch die Zentrifugalkraft geschleuderte Glas einen Behälter mit zwei seitlichen Wänden 2" und 3^a bildet, die zudem nahe aneinander liegen.

Durch das Vorhandensein der oberen Wand 2^ß, welche das Glas hält, ist es möglich, dem Schleuderkörper eine sehr hohe Drehgeschwindigkeit zu erteilen, ohne daß das Glas oben aus dem Behälter tritt, dieses vielmehr gezwungen wird, nur durch die Schleuderöffnungen 5 auszutreten.

Die von dem umlaufenden Hohlkörper an den Schleuderöffnungen 5 gebildete zugespitzte Form verhütet gleichzeitig die Entstehung von toten Winkeln, in welchen sich das Glas festsetzen und erkalten oder sogar entglasen könnte.

Der Hohlkörper kann anstatt einer scharfen Kante, wie bei der beschriebenen Aueführungsform, auch eine abgerundete Kante entsprechend Abb. 5 oder eine kegelstumpfförmige Kante entsprechend Abb. 6 haben. Im letzteren Falle besteht der Hohlkörper aus zwei ebenen Scheiben 2^b und 3⁶, die einen kleinen Abstand voneinander haben und an ihren Rändern durch ein Band 13 geringer Höhe vereinigt sind, in dem sich die Schleuderöffnungen 5 befinden.

Anstatt, wie gezeigt, von unten, kann der Hohlkörper auch durch eine Vorrichtung von oben getragen und angetrieben werden. Die Speisung des Körpers mit dem zu verarbeitenden Material wie mit dem Heizgas erfolgt dann durch einen axialen Kanal der oberhalb des Körpers vorgesehenen Antriebswelle.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen künstlicher Fasern, insbesondere Glasfasern, bei der eine zähflüssige, fadenziehende Masse unter der Wirkung von Zentrifugalkraft durch öffnungen im Umfang eines mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Hohlkörpers ausgeschleudert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (1) aus zwei übereinanderliegenden Teilen (2, 3) besteht, die an ihren Rändern durch einen Ringteil geringer Höhe oder unmittelbar miteinander zu einer mehr oder weniger scharfen Kante verbunden sind, in der die Schleuderlöcher (5) angebracht sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßi die den Hohlkörper bildenden Teil© (2, 3) derart geformt und vereinigt sind, daß- der Körper eine etwa linsenförmige Gestalt besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper aus zwei flachkonvexen, vorzugsweise von Kugelabschnitten gebildeten und mit ihren, konkaven Seiten gegeneinandergekehrten Scheiben (2, 3) besteht, die Rotationskörper mit Bezug auf die Drehachse des Hohlkörpers darstellen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis> 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den beiden Scheiben (2, 3) am Rande gebildete Winkel sehr klein ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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