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Einrichtung zum Spinnen von Glasfasern Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf die Herstellung von Glasfasern von unbedingt gleichmäßigeni Querschnitt,
die geeignet sind, züi Textilgarn oder ähnlichem versponnen züi werdrii.
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Bisher ist es beim Abziehen solcher Fasern aus den Spinnöffnungen
des Ofens üblich gewesen, die Fasern direkt auf eine rotierende Spule aufzuwickeln.
Da jedoch die Spule beim Aufspulen im Durchmesser zunin»nt, niintnt auch die Abzugsgeschwindigk:it
zti, mi<l Glas hat zur Folge, dal.i der Querschnitt der Fasern dauernd abnimmt.
Als Folge davon muß der Unifang der Spulen begrenzt werden, was häufigen Spulenwechsel
notwendig macht.
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Man hat schon früher versucht, gleichmäßige Zuggeschwindigkeiten züi
erreichen, indem nian getriebene Abzugsräder oder `'falzen benutzte, aller die einzelnen
Fäden haben die Neigung, sich bei Ileschädigung tini das Rad oder die Walze herumzuwickeln,
was eine Unterbrechung des .Arbeitsvorganges notwendig macht.
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1?s ist daher der Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Abzugseinrichtung
zur Verfügung zu stellen, die kontinuierlich unbeschädigte Fasern von unbedingt
gleichmäßigem Querschnitt herstellt.
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Ein weiterer Zweck besteht darin, eine Ilocl#.-geschwIndigkeitsaufnahmevorrichtung
züi schatten. die in der Lage ist, große Längen von Glasgarn aufzunehmen und dadurch
die Herstellungskosten wesentlich zu senken. Solch eine Einrichtung ist die sparsame
und wirksame Topfst» nnvorrichtung, die bisher für das Verdrehen und Ansaintneln
von Glasgarn nicht genommen werden konnte, weil keine zufriedenstellende Einrichtung
für das Abziehen
des Glasfasernstranges, der gewöhnlich aus too
oder mehr einzelnen Fasern von ungefähr 6,u Durchmesser besteht, vorhanden war.
L m einen solchen Durchmesser zu erreichen, sind extrem holte Garngeschwindigkeiten
für das Glasfaserspinnen notwendig, Geschwindigkeiten, die weit über denen liegen,
die bei der Herstellung von synthetischen Fasern notwendig sind.
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. Wegen des hohen spezifischen Gewichts und der federnden Eigenschaften
der Glasfasern ist es nicht möglich, genügend Zug mit irgendeiner der bekannten
Arten von Abzugsrädern zu erreichen. Weiterhin ist es wegen der größeren Neigung
der einzelnen Glasfasern zum Brechen notwendig, eine Einrichtung vorzusehen, die
gebrochene Fasern des Stranges daran hindert, sich um das Abzugsrad zu wickeln,
was sehr leicht vorkommen kann, wenn unverz@virnte Glasfasern mit irgendeinem rotierenden
Rad oder einer Walze in Berührung kommen.
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I's ist daher ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung, eine
Abzugseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die den Strang mit genügend hoher Geschwindigkeit
abzieht, um die gewünschte Faserstärke zu erreichen und den Strang vor dem Verzwirnen
ohne Beschädigung in die Topfspinnvorrichtung hineinzubringen.
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Es ist nun festgestellt worden, daß eine Abzugsvorrichtung,
die die Fasern während der Drehung durch pneumatischen Druck an dem Rad festhält,
es möglich macht, den gewünschten Zug der Fasern sicherzustellen.
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Ein solcher pneumatischer Druck wird nach der vorliegenden Erfindung
dadurch erreicht, daß innerhalb des =Abzugsrades eine Unterdruckzone geschaffen
wird, die durch eine Serie von öffnungen mit der Vertiefung einer auf dem Abzugsrad
vorgesehenen Führungsnut in Verbindung steht. Auf diese Weise wird der Strang in
der Vertiefung durch den atmosphärischen Druck gegen das Abzugsrad gepreßt. Um zu
verhindern, daß der Strang uni das Abzugsrad herumgezogen wird, wodurch die Fasern
zerbrechen würden, ist es notwendig, den Unterdruck innerhalb des Abzugsrades an
einem gewissen Punkt vor dem Ablauf des Stranges von dein Abzugsrad aufhören zu
lassen. Es ist weiterhin festgestellt worden, daß durch Umkehrung der Drücke in
der -Nachbarschaft des _111aufpunktes von dem Abzugsrad der Strang und alle Fasern
von dem Abzugsrade gelöst werden können, wodurch <las Ablaufen des Stranges von
dem Abzugsrade wesentlich erleichtert wird.
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Infolgedessen ist es ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung,
eine Saugwirkung in dein Abzugsrad hervorzurufen, die das nötige Haften der Fasern
an dem Abzugsrad sicherstellt und eine Druckwirkung am Ablaufpunkt ausübt, um die
Ab-I@sung davon zu erleichtern.
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Ein weiterer Zweck besteht darin, auf dem Abzugsrade eine Strangführungsnut
vorzusehen, die die einzelnen Fasern zu einem festen Strang zusammenführt, der eng
in der Führungsnut anliegt, dein Bruch einzelner Fasern Widerstand leistet, die
nachfolgende llandhabung erleichtert und den pnettinatischen Drücken gestattet,
wirksam in der gesamten Führungsnut zur Wirkung zu kommest.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind die Anwendung einer Schlingenanlaufeinrichtung,
die den Hochgeschwindigkeitsstraiig ist den Spinntopf einführt, sodann eine Breins-
und Ausl<isevorrichtung, um die Schlingeneinrichtung steuern zu können, eine
pneumatische Art eines Abfallsammlers und einer Spanneinrichtung, uin den Strang
aufzuspeichern, während die richtige Geschwindigkeit erreicht wird, ein automatisches
Altschneiden im richtigen Augenblick zu erreichest, uni den Faden abzutrennen, der
aus dein Abfallsanirnler oder aus einem benachbarten Topf herausläuft, und einen
Abschneider für den Saugahfallsanimler zu schaffen, um den Abschneidevorgang zu
erleichtern, folgend eine Verzwirnungseinrichtung für den Strang während seiner
Ansammlung herzustellen und eine Sprüheinrichtung, um die Fasern finit einem flüssigen
Überzug zu versehen.
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Diese und andere Zwecke werden erfüllt. und die neuen Resultate werden
erreicht, wie das aus der nachfolgenden Beschreibung und der dargestellten Einrichtung
ersichtlich ist.
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In der Zeichnung veranschaulicht Fig. i eine Seitenansicht des vollständigen
Apparates, teilweise im Schnitt, Fig. 2 eine Schnittansicht des Abzugsrades und
Fig. 3 ein Aufrißbruchstück eines Teiles des Abzugsrades.
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In den Zeichnungen wird mit der Bezugsziffer io ein Glasfaserspinnofen
von bekannter Bauart bezeichnet, der eine innere Schmelzkammer i i besitzt, an deren
Boden eine elektrisch beheizte Sltiststplatte 12 angebracht ist. die eine Vielheit
feiner Öffnungen 13 enthält. Bei Arbeitstemperaturen fließt das geschmolzene Glas
durch die Gffnusigest 13 und bildet an dein unteren Ausgang jeder Offnung ein kleines
Kügelchen. aus <lern die Fasern 14 gezogen werden. Unter der Spinnplatte ist
ein Kühl-Luft-Gehläsesvstem 1.5 angebracht, das dazu dient. die zähflüssigen Fasern
zu härten, nachdem sie auf den gewünschten Durchmesser heruntergezogen worden sind.
Unter dem Gebläse 1,3 ist eine Befeuchtungs-1 oder Schmierkammer 16 nsit Offnungen
17, durch die in den mittleren Faserdurchlaufkanal ein feiner Sprühregen ausgestoßen
wird, der Befeuchtungs-oder Schmierbestandteile geeigneter Art enthält. L berschüssige
Sprühflüssigkeit wird in dein Trog i9 aufgefangen.
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Die Fasern 1 4 werden aus den geschmolzenen Kügelchen durch den Abzugsapparat
20 herausgezogen. Während zwei Abzugsräder 21 und 22 in Serie gezeigt sind, die
es gestatten. den Strang 23 der Fasern 14 in einen vertikal angeordneten Spinntopf
24 zu leiten, können die Abzugsfunktionen auch von einem einzelnen Abzugsrad ausgeübt
werden.
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Das Abzugsrad 22 wird im Querschnitt in Fig. 2 gezeigt. Es enthält
einen Rotor 25. der auf der Welle 26 montiert ist, Lind einen inneren konzentrisch
gelegenen Ständer 2;, der die Itnetiinatischen Kammern 28 und 29 (s. auch Fig. i
) enthält, die nach seinem Umfange zti offen sind. Der Rotor ist
| mit einer sich tim d.11 Unifang erstreckenden |
| V-förmigen X-ertieittitg 3o versehen, auf deren tief- |
| sten Punkt radial angeordnete (iitllitngeil 31 münden, |
| die mit den Kainnlern 28 und 29 in Verl)indinig |
| stehen. |
| Der Rotor des Abzugsrades 22 hat den gleichen |
| Durchmesser wie der lZotor des _111zttgsra(lcs 21 |
| und wird von der gleichen Welle angetrieben, uni |
| gleiche Umfangsgeschwindigkeiten sicherzustellen. |
| Die Kammer 29 des StatOrS 27 ist durch das |
| Rohr 32 an eine nicht gezeigte Absaugvorrichtung |
| angeschlossen. uni an den Ottlitill-en 31, (nie lnit ihr |
| in Verbindung stellen, eine Saugwirkung auftreten |
| zti lassen. In ähnlicher Weise ist die Kammer 28 |
| mit dein Rohr 33 an eine Preßluftpumpe, die nicht |
| gezeigt ist, angeschlossen, tini zu erreichen, (]aß |
| Luft durch die Öffnungen 31, (nie finit der Kammer |
| 28 verbunden sind, ausgestoßen wird. |
| Die Statoren sind vermittels der lwischenwünlie |
| 34, 35 und 36 in Kammern eingeteilt, wie (las in |
| Fig. i gezeigt ist. Die Lage der Zwischen""viinde |
| wird durch die Anfangs- und Endpunkte der Saug- |
| und Druckwirkung, je nach der Lage des ],alles. |
| festgelegt. |
| Der gesamte Stator kann durch die daran ange- |
| brachte Klammer 37 itistierbar verdreht wer( 1(!n |
| und durch den \erritgelungsstift 3@, der auf
der |
| Grundplatte 39 montiert ist, mittels des Schlitzes |
| 40 festgelegt werden. Das Abzugsrad 21 enthält in |
| ähnlicher Weise die Satiglcatniner 41 und die Druck- |
| kammer 42. |
| Wenn die Fasern 14 die Führungsrille 43 des Ab- |
| zugsrades 21 erreichen, werden (nie Fasern ge- |
| sammelt, uni einett Strang 23 zu bilden, der sofort |
| der Sau-kamnier 41 find deren \\''irkung unterliegt, |
| (nie durch die Öffnungen im Boden der kotorrille |
| übertragen wird. Wenn der Rotor die Trennwand |
| 44 erreicht, wobei er den Strang finit sich ninnnt. |
| dann wird der Druck von dein in der Kainnier 41 |
| herrschenden zti (lein 1)ruclk in der Kammer ;2 |
| verändert. Auf (lese Welse wird der Strang von |
| der Saugwirkung befreit, und der I_tift(Lrttcl; atts |
| Kammer 42 bläst den Strang vollkommen atis der |
| Rille heraus u11(1 verhindert, daß irgendwelche alb- |
| gerissenen Fasern weiter um das Abzugsrad liertitn- |
| laufen und auf diese Weise (las Vert\ ickeln des ge- |
| samten Strange: verursachen. Der Strang, der sich |
| um das _-'#l)zugsra(1 22 herumlegt, wird einer
ähn- |
| lichen pneumatischen Wirkung unterworfen. |
| Der Spinntopf 24, der von'bekannter Bauart und |
| hauptsächlich in der lZ-ittistsei(ienin(liistrie bekamst |
| ist, ist mit eirein Motor 55 von hoher Tourenzahl |
| versehen, der durch die Welle 52 den Topf 51 an- |
| treibt. |
| Am oberen Ende des Topfes ist ein Rohr 53 allf |
| einem sich hin und her bewegenden -rin 54 ange- |
| bracht, der das IZolirfülirungsende 55, aus denn der |
| Strang gegen die Topfwände gepreßt wird, ab- |
| wechselnd hellt tnid senkt. |
| Das Ende des Stranges wird in die Öffnung des |
| Rohres eingeführt, Lind inn Falle (]er l@unstsei<lcn- |
| lierstellung preßt ihn ein Stroin von Wasser durch |
| das Rohr und in den Topf. Inn Falle von Glas inti(3 |
| je<1(,ch (4-t- Strang. 11111 <teil notwendigen
Durch- |
| nnesser zu erreichen, mit solch einer hohen Ge- |
| scliwindigl:eit laufen, daß (las Anlauferlassen durch |
| Wasser unpraktisch ist. |
| Es ist daher eine Spannvorrichtung vorgesehen |
| worden, die den Strang in (nie richtige Lage bringt, |
| bevor er in den Topf eingebracht wird und während |
| finit (1c11 notwendigen hohen Geschwindigkeiten ge- |
| arbeitet wird. Ein solcher Spannmechanismus muß |
| jegliches Lockersein des schnell laufenden Stranges |
| vermeiden und dennoch gestatten, daß der not- |
| wendige Zug anwendbar ist, der die Bewegungslinie |
| lies Stranges atis dem Spannmechanismus in den |
| Topf hinein zu verändern gestattet, ohne (laß die |
| Spannurig in ]hin Strang verlorengcht. |
| Die voi-stelieti(len Erfordernisse werden dadurch |
| erreicht. dal' eifite pneumatische Spannvorrichtung |
| l:clititzt tvird. die durch (nie -Reibung eines Luft- |
| stromes von hoher Geschwindigkeit in der Richtung |
| des sich bewegenden Stranges arbeitet. Auf diese |
| \\'eise ist es inö-lich, den Strang zu handhaben, |
| `,'@ ahl'('ll(1 er unter Spannung steht, und i1111, \\'e1111 |
| nötig, ztiriickzuzielieti. Das Rohr 61 ist tangential |
| zu dein :\lbzugsrad22 angeordnet und führt zu einem |
| Ahfallsammelbehälter 62, der eine Siebfläche 63 ent- |
| hält, tim dein Abfallstrang in dein Sammelbehälter |
| zurückzuhalten. Ein geeigneter, hier jedoch nicht |
| gezeigt(@i- Apparat wird angewendet, um (nie richtige |
| Ltiftl)eNN-egun:; zu erreichen. |
| Die Aufgabe, den sich mit hoher Geschwindig- |
| keit Ibetvcgen(len und unter Spannung stehenden |
| Strang aus (lern Spannapparat 6o in den Topf um- |
| zuleiten, macht eine plötzliche Richtungsänderung |
| des Strangablaufes notwendig, die durch die |
| Sclilingetivorriclititttg 70 erreicht wird. |
| Sie bestellt aus einer Schlinge 71 aus starkem, |
| hicgsainen Fallen, der einen genügenden Durch- |
| niesser hat, um das Zerschneiden des Stranges |
| während des LTmleitungsvorganges zu verhüten. |
| I)ie Schlinge ist unn den sich bewegenden Strang |
| t@eruingelcgt, u11(1 ihre Enden 7 2 sind durch (las |
| Polir 53 leindurchgezogen und reichen bis an die |
| Seitenwände des feststehenden Topfes. Die Seiten |
| der Schlinge werden durch die Führungsrinnen 73 |
| gchatten. u11(1 (las geschlungene @n(le 74 ist um die |
| Dolle 7 geführt, an der (nie Bremse 76 ange- |
| bracht ist. |
| Wenn es erNviinscht ist, den Strang aus dem |
| Spannapparat 6o in den Topf umzuleiten, dann |
| wird der Topf niit hoher Geschwindigkeit gedreht, |
| claß (11e l:il(len 72 der Schlinge 71 in den Topf |
| gezogen werden. Wenn die Schlinge angezogen |
| wird, wird (nie Bremse losgelassen, worauf die |
| Schlinge die ]Zolle 75 dreht und endlich den Strang |
| -4 in den Topf zieht. Der Strang anleitet gegen |
| (ü(: Spannung. die von dem Spannapparat ge- |
| scllatien wird: so wird dein Strang gestattet, aus |
| (lein Spainiapparat herausgezogen zu werden. |
| All dein Punkt, wo das Ende des Stranges die |
| Lage der Strichpunktlinie 76° einnimmt, wird ein |
| atito>inatisclier Ahschneidemechanismus 8o in Gang |
| gesetzt. Dieser uinfaßt den elektrischen Schalter 81, |
| (fei- eitlen (lrucl:emptinlllichen IIel ) el 82
besitzt, |
welcher beim Niederdrücken einen elektrischen Stromkreis schließt,
in dem der Magnet 8.4 eingebaut ist; dabei löst eine Stromquelle e5 das Abschileidemesser
56 aus, das durch die Druckfeder 87 bewegt wird und den zurückgezogenen Strang 76°
finit der Messerschneide 88 abschneidet.
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Der Luftstrom, der durch den Spannapparat Hießt, genügt, um den Lauf
des Stranges wieder in die alte Bahn zu lenken. Dies wird dadurch verhindert, daß
entweder die Einsaugöftnung 6.1 des Spannapparates geschlossen wird oder daß der
druckempfindliche elektrische Schalter ein elektrisches Schütz steuert, welches
den elektrischen Apparat ausschaltet, der den hindurchgehenden Luftstrom erzeugt.
Das Schließen der Einsaugütinung des Spannapparates wird erreicht, indem (las Messer
mit dem Deckel 89 verbunden wird, der durch das Messer während des Abschneidevorganges
über die Ansaugöffnung des Spannapparates gezogen wird.
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Auf diese Weise wird es ermöglicht, daß die Richtung des sich bewegenden
Stranges bei hoher Geschwindigkeit von dem Spannapparat in das l#,'olir des "Popfes
ohne Unterbrechung umgeleitet \\-erden kann.
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In der Praxis ist es möglich, die l`herleitung von einem Topf in einen
benachbarten vorzunehmen, wobei der Topf selbst als Spannapparat dient.
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Der Sclilingenmechanismus wird wieder in Arbeitsstellung gebracht,
mit seinen Enden in einen frischen Topf, der für die Arbeitsaufnahme bereitstellt.
Wenn der Topf, der gerade gefüllt wird, seine letzten Drehungen macht, wird der
neue Topf angeworfen, die Bremse ausgelöst, und der Abschneidevorgang wiederholt
sich, wie vorher beschrieben. In einem solchen Falle kann die Abschneidevorrichtung
auf der Grundplatte 39 montiert werden, anstatt ani Rande des Spannapparates.
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Der gefüllte Topf würde bei einer solchen Anordnung ungefähr in der
Stellung des Spannapparates sein und der leere Topf in der veranschaulichten Stellung.
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Uni die Töpfe während der Fülloperation in der richtigen Stellung
zu erhalten, können sie auf einer beweglichen Basis montiert und im ungefähren Augenblick
des Abschneidens in die Spannungsstellung gebracht werden.
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Die innere Umfangsgeschwindigkeit des Topfes ist höher als die Geschwindigkeit
des Stranges. Es ist auf diese Weise möglich, dem Glasstrang eine \"erdreliung zu
geben, während er angesammelt wird. Dieses wichtige Merkmal erleichtert wesentlich
(las Abwickeln und beseitigt eine der größten Gefahren beine Handhaben der Fasern,
die unter den gegenwärtigen Methoden einzeln parallel zueittan(ler in dein Strang
liegen.
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Eitee weitere Einzelheit, die bei dem Abzugsrad angewendet werden
kann, ist in Fig. 3 dargestellt. In dein Stator 29 des .Abzugsrades 22 ist die Trennwand
34. die eine Wand der Saugkammer 29 bildet, als massiver Teil zwischen der Wand
34 und der Watid 36 dargestellt. Auf diese Weise laufen die i ')fitititigen über
die feste Wandtitig .47, während der Rotor 25 seine Drehung von der die Anziehung
liefernden Vakuumkammer 29, zu der den Strang abblasenden Druckkatiimer 28 vollendet,
und die Öffnungen «erden wirksam geschlossen. Auf diese Weise wird die Umkehrung
von Druck auf Vakuum ohne Beschädigung oder Abfall durchgeführt, und diese Umkehrung
kann ebenfalls angewendet werden, wenn von Vakuum auf Druck übergegangen wird, sobald
dies erwünscht ist.
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Es soll noch erwähnt werden, daß die Löcher 31
in der Rille
des Rotors o,oi8 tilin Durchmesser haben können und in radialen _\1)stand von l"
voll-
einander auf dein Rotor angebracht sein können.
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Es kann außerdem eine Aufnahmevorrichtung für das Aufwickeln auf Spulen
an der Stelle vorgesehen werden, an welcher der Strang das Abzugsrad verläßt, unter
der Voraussetzung, daß eitre Rutschmöglichkeit zwischen der Spule und ihrem Antrieb
eingebaut wird, uni die Spannung des Stranges zu erhalten, während er aufgespult
wird, ohne Kräfte zu entwickeln, die genügen würden, um den Strang zu zerreißen.
Eine pneumatisch oder hydraulisch angetriebene Spule könnte für diesen Zweck geeignet
sein.
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In der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist ein Mechanismus geschaffen
worden, der die Herstellung einer unbegrenzten Länge von Glasfasern sicherstellt,
wovon jede auf ihrer ganzen Länge von gleichmäßigem Querschnitt ist. Um dieses Ziel
zu erreichen, ist ein Abzugsrad benutzt worden, das ein Ziehen von Glasfasern ohne
Beschädigung bei gleichmäßighoherGeschwindigkeit gestattet. Außerdem ist die Anwendung
einer Topfspintivorriclitung möglich gemacht worden, wobei diese \- orriclittnig
so benutzt wird, daß dem von dem Abzugsrad kommenden Strang eine beginnende Verdrehung
aufgezwungen wird.
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Es ist ebenso ein Spannmechanismus gezeigt worden, der eine Spannung
in dem Strang aufrechterhält, während er aus einem benachbarten Spititltopf oder
aus der Spinnvorrichtung in einen leeren Topf umgeleitet wird, wobei der Strang
auf hoher Geschwindigkeit gehalten wird. Dies wurde durch eine Schlingeneinrichtung
erreicht, zusammen mit einer automatischen Abschneidevorrichtung, um den Faden in
einen leeren Spinntopf umzuleiten, während er sich in Bewegung befindet, und um
(las Anlaufende abzuschneiden.
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Ein einzigartiges Merkfinal der Ertindung gestattet es, die einzelnen
Glasfasern in eitlen geschlossenen Strang zu sammeln, was die darauffolgende Handhabung
erleichtert.
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M'eitere Merkmale umfassen einen Ansaugabfallsammler mit automatischer
Abschneidung und eine Sprüheinrichtung, utn die Fasern zu überziehen.