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Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen und Aufspinnen von Fäden aus
Glas und ähnlichen in der Hitze plastischen Stoffen Mannigfaltige Vorrichtungen
sind bekanntgeworden, um aus Glas oder glasartigen Stoffen, insbesondere Schlackenglas,
Fäden zu erzeugen. Bei der Erzeugung von Glasfäden benutzte man bisher vielfach
Glasstäbe, an deren erhitzten Enden zunächst Glastropfen gebildet wurden, die dann
unter Nachziehen von Glasfäden von einer sich drehenden Trommel aufgefangen wurden,
so daß die von den Glasstabenden nachgelieferten Fäden auf der Trommel aufgespult
wurden. Derartige Vorrichtungen arbeiteten nicht befriedigend, weil die beim nicht
zu vermeidenden Abreißen der einzelnen Glasfäden stets von neuem gebildeten Glastropfen
zusammen mit den Glasfäden aufgespult wurden, so daß demgemäß das Spinngut mehr
oder weniger vor störenden Glastropfen durchsetzt ist. Des weiteren haftete diesen
bekannten Vorrichtungen auch noch der Nachteil an, daß die Anzahl der gleichzeitig
herzustellenden Fäden beschränkt ist, da einer einzigen Aufwickeltrommel nur eine
beschränkte Anzahl von Glasstäben zugeordnet werden konnte. Man hat nun des weiteren
auch schon mit flüssigem Glas angefüllte und mit Düsen versehene feststehende Vorratsbehälter
benutzt. Bei derartigen Vorrichtungen entstanden an den Austrittsenden der Düsen
Glastropfen, die beim Abfallen Glasfäden nach sich zogen und dann wiederum auf einer
gedrehten Trommel fortlaufend aufgespult wurden. Auch bei derartigen Vorrichtungen,
bei denen der eigentliche Aufspulvorgang der gleiche ist wie bei den vorerwähnten
Einrichtungen mit erhitzten Glasstäben, konnte kein ausreichend einwandfreies Spinngut
und keine genügend große Spinngutmenge j e Zeiteinheit erzielt werden.
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Schließlich sind ferner auch noch Maschinen mit in Drehung versetzten
Glasvorratsbehältern bekanntgeworden, die an ihrem seitlichen Umfang Öffnungen aufwiesen,
aus denen das Glas unter Fliehkraftwirkung seitlich herausgeschleudert wurde. Die
heraus= geschleuderten Tropfen und Fäden sollten hierbei von einer den Vorratsbehälter
konzentrisch umschließenden Wand in Lagenform aufgefangen werden. Diese Einrichtung
hat
sich jedoch praktisch nicht bewährt, weil durch. die Fliehkraft
wohl der erste ausgeschleuderte Glastropfen jederDüse, nicht aber der nachfolgende,
eine zu geringe Masse darstellende Glasfaden mit genügender Sicherheit an die Auffangwand
geschleudert wurde. Der Faden legte sich bei diesen bekannten Einrichtungen nicht
immer an die umschließende Wand, sondern an den sich drehenden Vorratsbehälter an,
was meist dazu führte, daß die Öffnungen des Behälters sehr bald durch die aufgewickelten
Glasfäden zugedeckt wurden. Auch wurde die Glasfädenbildung, sobald sich ein Faden
statt an die Auffangwand an den gedrehten Vorratsbehälter selbst anlegte, gestört,
weil dann der notwendige Zug auf den Faden entfiel.
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Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Verbesserung
und weitere Ausgestaltung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zum Erzeugen
und gleichzeitigen Aufspinnen von Glasfäden unter Benutzung einer Vielzahl von Spinndüsen,
die im Kreise angeordnet sind, mit flüssigem Gas gespeist und gemeinsam in kreisende
Bewegung versetzt werden, so daß aus den Düsen infolge der Fliehlcraftwirkung Glasfäden
nach sich ziehende Glastropfen nach außen geschleudert werden, ohne jedoch die Nachteile
der bekanntenVorrichtung zu besitzen. Erfindungsgemäß sitzen die Austrittsöffnungen
für die Glastropfen so auf einem Kreise am unteren Rande des Behälters, daß die
nachgezogenen Fäden frei von der Behälterwand bleiben. Weiter besitzt die Vorrichtung
einen nur die ausgeschleuderten Glastropfen, nicht aber die Glasfäden aufnehmenden,
den Düsenkranz gleichmittig umschließenden und von diesem nach unten vortretenden
Auffangring sowie außerdem noch ein gleichinittig zu den Düsen und dem Auffangring
angeordnetes, einen geringeren Durchmesser als der Düsenkranz aufweisendes, senkrecht
bewegliches Aufspinnorgan, das je nach Erfordernis fadenförmig, drahtförmig, stabförmig
oder walzenförmig sein kann. Zufolge der umlaufenden Bewegung der Düsen legen sich
die zwischen den Düsen und den von dem Auffangring aufgefangenen Tropfen gebildeten
Glasfäden zunächst an das gleichmittig angeordnete Aufspinnorgan an, um dann auf
diesem fortlaufend aufgespult zu werden. Da die beim Abreißen der Fäden neu sich
bildenden Tropfen hierbei immer von neuem an den Auffang ring, nicht aber zusammen
mit den nachgezogenen Glasfäden auf das Auf spinnorgan gelangen, besteht das endgültig
erzeugte Spinngut nur aus Fäden. Da bei der. neuen Vorrichtung einem einzigen Aufspinnorgan
leicht eine sehr große Anzahl im Kreise angeordneter Düsen zugeordnet werden kann,
ist es auch möglich, je Zeiteinheit große Mengen von erzeugten Glasfäden aufzuspulen.
Ferner ist es mit Hilfe der neuen Vorrichtung auch möglich, die sich in großer Menge
bildenden Glasfäden unter Umständen unmittelbar auf den mit Glasgespinst als Isolierstoff
zu versehenden Körper, etwa ein Kabel, aufzubringen, sofern letzteres als senkrecht
bewegliches Aufspinnorgan benutzt wird.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen
dargestellt. Die Fig. i zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine zum Bespinnen
einer Trommel mit Glasgespinst dienende Vorrichtung. Die Fig. ia zeigt eine Einzelheit
in größeren Maßstabe.
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Die Fig. 2 zeigt schematisch in Oberansicht den Spinnvorgang.
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Die Fig. 3 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung
zum Bespinnen eines auswechselbaren, drehbaren Rohres.
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Die Fig. q. zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine zum Bespinnen
eines fortlaufend bewegten Fadens dienende Vorrichtung.
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Die Fig. 5 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine mehrere übereinander
angeordnete Glasvorratsbehälter aufweisende Vorrichtung zum Bespinnen eines fortlaufend
bewegten Kabels.
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Die Vorrichtung nach Fig. i besitzt einen ringförmigen Glasvorratsbehälter
i aus feuerfestem Baustoff, der am Boden eine große Anzahl im Kreise angeordneter
Düsen 2 aufweist. Der Behälter i trägt ein ihn gleichmittig umschließendes Zahnrad
3 und ruht auf einer Anzahl von Rollen q. des ortsfesten Gestelles 5 der Vorrichtung.
Das Zahnrad 3 wird samt dem mit ihm vereinigten Glasvorratsbehälter durch ein nicht
dargestelltes Zahnrad in Drehung versetzt. Dem ringförmigen Glasvorratsbehälter
i wird laufend oder in regelbaren Zeitabständen Glas aus dem Vorherd 6 (einer Wanne
o. dgl.) mittels einer Rinne 7 zugeführt. Axial durch den ringförmigen Glasvorratsbehälter
i hindurch erstreckt sich eine Trommel 8, deren Achse 9 in einem Fußlager io ruht.
Durch Vermittlung der Zahnräder x1, i2 wird die Trommel 8 in Umdrehung versetzt.
Die Trommel ist auf ihrer Achse senkrecht verschiebbar geführt und kann durch nicht
dargestellte Mittel auf und ab bewegt werden. Die Trommel besteht aus mehreren im
Durchmesser verschiedenen Teilen, und zwar aus drei im Durchmesser kleineren Teilen
8' und zwei im Durchmesser größeren Teilen 8". Die verschiedenen Teile der Trommel
können mit der Antriebsachse 9 durch nicht dargestellte Mittel gekuppelt und entkuppelt
werden. Unterhalb des drehbaren Glasvorratsbehälters i befindet sich ein konischer,
auswärts gewölbter
Auffangring z3:, der gleich dem Vorratsbehälter
r die Trommel 8 gleichmittig umschließt. Dieser Auffangring 13 geht am unteren Ende
in eine Ringrinne 1q. über, die im Innern kleine, Widerhaken bildende Zähnchen 15
aufweist. Der Auffangring 13 ist mittels Streben 16 mit dem ortsfesten Gestell 5
der Vorrichtung verbunden.
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Bei der Ingangsetzung der Vorrichtung treten aus den Düsen 2 des gedrehten
Glasvorratsbehälters z vorerst Tropfen aus. Die gebildeten Tropfen werden durch
die entstehende Fliehkraft auswärts geschleudert, wobei sie einen Glasfaden nach
sich ziehen. Die Glastropfen prallen gegen den Auffangring 13 und gleiten
in diesem abwärts, bis sie von den Zähnchen 15 der Rinne 1q. festgehalten
werden (Fig. aa). Zwischen den festgehaltenen Tropfen und den Düsen des sich weiterdrehenden
Glasvorratsbehälters entstehen so Glasfäden x (Fig. 2), die in dem Maße, wie sich
jede einzelne Düse 2 (Fig. a) vom fest verbleibenden Auffangtropfen y in Richtung
des eingezeichneten Pfeiles entfernt, fortgesetzt länger werden, bis sie sich in
dein Augenblick an den Umfang der Trommel 8 anlegen, in dein die Düsen und die zugehörigen
Tropfen genau tangential zum Trommelumfang stehen, also die bezeichnete Düse 2 der
Fig. 2 in die Stellung 2' gelangt und der anfangs kurze Faden x zwischen y und z'
ausgespannt ist. Von nun an werden bei der weiteren Drehung des Glasvorratsbehälters
die Fäden unmittelbar von den Düsen fortlaufend auf den Trommelumfang aufgewikkelt.
Die sich gleichzeitig an den Trommelumfang tangential anlegenden Glasfäden aller
Düsen können sich gegenseitig nicht behindern, weil sie nicht in einer waagerechten
Ebene, sondern, bedingt durch den Höhenunterschied zwischen den Düsen und den Zähnchen
der vom -Düsenkranz nach unten vortretenden Auffangrinne 1q., auf einer Kegelfläche
liegen. Der sich zwischen den Tropfen und dein Trommelumfang erstrekkende Anfangsteil
jedes Glasfadens reißt, sobald das Aufwickeln der Glasfäden beginnt, ohne mit dem
aufgewickelten Spinngut in Berührung zu kommen, ab und kann leicht durch die Bedienungsperson
entfernt werden. Da sich die Trommel 8 während der Umdrehung des Glasvorratsbehälters
fortgesetzt langsam aufwärts und abwärts bewegt, werden die Glasfäden in gleichmäßigen
Lagen auf der Trommel 8 aufgewickelt. Im dargestellten Beispiel wird der mittlere,
im Durchmesser kleinere Abschnitt 8' der Trommel durch mehrmaliges Aufundabgehen
der gesamten Trommel in mehreren Lagen besponnen, bis dieser Abschnitt die Stärke
des darunterliegenden Abschnittes 8" mit größerem Durchmesser erreicht hat. Dann
wird über diesen Abschnitt 8" mit einer Lage hinweggesponnen und das Bespinnen des
darunterliegenden untersten Abschnittes 8' begonnen. Während dieses durchgeführt
wird, kann von dem vollkommen besponnenen mittleren Abschnitt 8' das Spinngut abgenommen
werden.
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Die Düsen des Glasvorratsbehälters haben zweckmäßig eine die Bildung
von vortretenden Glaszäpfchen sichernde öffnung von etwa 2 bis 5 mm Durchmesser,
damit weniger leicht, wie bei sehr feinen Düsen, eine Verstopfung während des Betriebes
eintreten kann. Die von den Düsen vortretenden Glaszäpfchen ermöglichen zudem ein
elastisches Abspinnen der Fäden vom Glasvorratsbehälter, wodurch das Abreißender
Fäden während des Spinnvorganges wirksam verhindert wird. Außerdem wird durch die
vortretenden Glaszäpfchen der Spinndüsen das Abschleudern genügend großer Glastropfen
beim Beginn des Spinnens begünstigt und damit eine größere Sicherheit für das Auffangen
der Glastropfen am Auffangring 13 gegeben. Um die für den Spinnvorgang notwendige
und gewünschte Viscosität des Glases mit größter Sicherheit aufrechterhalten zu
können, werden zweckmäßig der Glasvorratsbehälter oder gegebenenfalls auch nur die
Düsen desselben beheizt, und zwar vorzugsweise mittels nicht dargestellter elektrischer
Heizdrahtwicklungen.
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Die als Aufspinnorgan benutzte mehrteilige Trommel dreht sich zweckmäßig
entgegengesetzt zum . Glasvorratsbehälter i, um den Aufwickelvorgang zubeschleunigen.
Es kann sich aber auch das Aufspinnorgan mit Bezug zum drehbaren Vorratsbehälter
in gleicher Richtung, doch mit erhöhter Geschwindigkeit drehen. Endlich kann es
unter Umständen auch erwünscht sein, nur den Glasvorratsbehälter zu drehen, also
dann das Aufwickelorgan nur aufwärts oder abwärts oder aufwärts und abwärts zu bewegen.
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Der Auffangring 13 kann, wie dargestellt, feststehend ausgebildet
sein. Er kann aber auch entgegengesetzt zur Drehrichtung des Glasvorratsbehälters
oder sogar auch in gleicher Richtung wie der Glasvorratsbehälter, aber mit verminderter
Geschwindigkeit gedreht werden.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 findet ein rohrförmiges Aufspinnorgan
17 Anwendung, das unmittelbar mit Isolationsgespinst versehen werden soll.
Das Rohr 17 ruht auf einer auf und ab beweglichen und gleichzeitig drehbaren
Buchse 18, die ein Antriebszahnräd r9 aufweist. Das untere Ende des Rohres 17 wird
von einer kleinen Hilfstrommel 2o lose umspannt, die an der Buchse 18 befestigt
ist. Ist das Rohr 17 durch Aufundabbewegungen in der gewünschten Stärke mit
Glas besponnen,
so wird die Hilfstrommel in den Bereich der Spinndüsen
gebracht und anschließend, also ohne Unterbrechung des Spinnvorganges, besponnen.
Während der Zeit, wo die Hilfstrommel besponneh wird, kann das besponnene Rohr 17
entfernt und durch ein neues ersetzt werden, worauf alsdann dieses wieder mit Glasfäden
besponnen wird. Das zwischendurch auf der Hilfstrommel behelfsmäßig aufgebrachte
Spinngut kann dann während des Bespinnens des neuen Rohres 17 entfernt werden: Bei
der Vorrichtung nach Fig. 4 besteht das Aufspinnorgan aus einem fortlaufend bewegten,
über Rollen 21, 22 geführten Faden 23, der sich von einer Rolle 24 abwickelt und
auf eine Trommel 25 aufwickelt.- Im Bereiche der Düsen 2 des wiederum ringförmigen
Glasvorratsbehälters i läuft der Faden 23 durch eine zu seiner Zentrierung dienende,
in der Größe nachstellbare Hülse 26 mit düsenartigem Endteil 27.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind drei ringförmige Glasvorratsbehälter
i senkrecht übereinander angeordnet. Jedem Glasvorratsbehälter ist je ein konischer
Auffangring 13 und eine Glaszuführrinne 7 zugeordnet. Durch alle drei Glasvorratsbehälter
i hindurch erstreckt sich ein von einer Vorratsrolle 24 ablaufendes, über Rollen
21, 22 geführtes Kabel 28, das während des Durchlaufes durch die drei Düsenkränze
mit drei übereinandergeschichteten Glasfadenlagen versehen wird. Damit das durch
die Trommel 25 aufzuwickelnde Kabel 28 die notwendige zentrierte Lage einhält, wird
es durch Führungshülsen 29 hindurchbewegt. Die drei Glasbehälter i können gleichläufig
gedreht werden; zweckmäßig werden sie jedoch gegenläufig gedreht, um durch verschiedene
Drallung der verschiedenen Glasfadenlagen ein festes Gefüge der Glasgespinstisolation
des Kabels zu erzielen.
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Die Erfindung ist nicht an die Verwendung von in Drehung versetzten
Glasvorratsbehältern gebunden. Es ist z. B. auch möglich, flüssiges Glas aus einem
feststehenden Behälter in einen kleinen, in Drehung versetzten behälterartigen Düsenkopf
einzuleiten, dessen radial vortretende Arme die düsenartigen Öffnungen haben. Des
weiteren kann der Glasvorratsbehälter statt mit flüssigem Glas auch mit festem Glas
in Form von Brocken oder Pulver gespeist werden, welches dann erst im beheizten
Glasvorratsbehälter geschmolzen wird.