DE1014294B

DE1014294B - Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus Stoffen in viskosem Zustand, insbesondere von Glasfasern

Info

Publication number: DE1014294B
Application number: DES47683A
Authority: DE
Inventors: Maurice Charpentier; Marcel Levecque
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1955-02-28
Filing date: 1956-02-27
Publication date: 1957-08-22
Also published as: US3285722A; US2980954A; BE545633A; BE545632A; GB788491A; GB874388A; FR1124489A; CH333435A; US3215514A; NL109761C; FR1127561A; FR68155E; DE1303905C2; NL101811C; LU34191A1; FR1124487A; DE1029132B; NL104362C; DE1303905B; US3017663A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus mineralischen oder organischen Stoffen in viskosem Zustand, vor allem von Glasfasern.

Sie befaßt sich insbesondere mit derjenigen bekannten Vorrichtung - zur Herstellung derartiger Fasern, bei der die zu verarbeitende geschmolzene Masse in einen mit hoher Geschwindigkeit sich drehenden Hohlkörper eingeführt und unter der Wirkung der Zentrifugalkraft in Form feiner Ströme durch mehrere im Mantel des Hohlkörpers vorgesehene Reihen von Öffnungen ausgeschleudert wird.

Bei der Durchführung dieser Verfahren ist es erforderlich, daß zur Erzielung von Fasern gleichen Durchmessers die Speisung aller Schleuderöffnungen so gleichmäßig wie möglich und die Durchtrittsmenge in jeder Öffnung in der Zeiteinheit so konstant wie möglich ist. In dieser Beziehung ergeben sich keine Schwierigkeiten, wenn die Ausschleuderung durch Öffnungen erfolgt, die nur in einer Reihe im Mantel des Schleuderkörpers vorgesehen sind. Wenn dagegen zur Erhöhung der Produktion ein Schleuderkörper benutzt wird, der in seinem Mantel mehrere übereinanderliegende Reihen von Schleuderöffnungen besitzt, so ergeben sich Unterschiede in den ausgeschleuderten feinen Masseströmen, die dadurch bedingt sind, daß die im Schleuderkörper hinter den Schleuderöffnungen befindliche Glasschicht über die Höhe des Mantels unterschiedliche Dicken und Temperaturen aufweist. Dies ist um so schlimmer, je größer die Höhe des die Schleuderöffnung enthaltenden Bandes ist. Unregelmäßige Fasern oder selbst Tropfen können außer durch eine unregelmäßige Zuspeisung auch durch örtliche Überdrücke oder durch Stoßwirkungen der auf die Mantelfläche auftreffenden Masse eintreten.

Diese Schwierigkeiten sollen durch die vorliegende Erfindung behoben werden.

Die Erfindung besteht vor allem darin, daß im Innern des hohlen Schleuderkörpers ein Verteiler angebracht ist, auf den der eingeführte Massestrom auffällt und der die Masse unter der Wirkung der Zentrifugalkraft ab- und derart gegen die Innenfläche des die Schleuderöffnungen enthaltenden Mantels schleudert, daß sie auf dieser eine im wesentlichen gleichmäßig dicke Masseschicht bildet, aus der die Schleuderöffnungen entsprechend gleichmäßig gespeist werden.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung gestattet eine regelmäßige Speisung aller Schleuderöffnungen, selbst wenn diese in einer großen Zahl von Reihen auf dem zylindrischen Mantel des Schleuderkörpers verteilt sind.

Nach einer Ausführung der Erfindung besteht der Verteiler, der gleichachsig mit dem Schleuderkörper Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus Stoffen in viskosem Zustand, insbesondere von Glasfasern

Anmelder:

Societe Anonyme des Manufactures

des Glaces et Produits Chimiques de Saint-Gobain, Chauny & Cirey, Paris

Vertreter: J. Schmetz, Patentanwalt, Aachen, Wilhelmstr. 80

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 28. Februar und 6. Juni 1955

Marcel Levecque, Saint-Gratien, Seine-et-Oise,

und Maurice Charpenüer, Rantigny, Oise (Frankreich), sind als Erfinder genannt worden

auf dessen Boden befestigt ist, aus einem mit der Spitze nach oben gerichteten Kegel. Da der dem Schleuderkörper zugeführte Strom geschmolzener Masse, sei es durch seine Eigenart, sei es zwangsweise, ständig flattert bzw. seine Fließrichtung ändert, fällt dieser Strom in verschiedenen Abständen von der Achse auf den Kegel, und die Masse wird dementsprechend von dem Kegel auf verschiedenen Höhen abgeschleudert, wodurch sie über die ganze Höhe des die Schleuderöffnungen enthaltenden Mantelbandes gleichmäßig verteilt wird.

Der Verteilerkegel kann auch mehrere übereinanderliegende waagerechte oder geneigte Stufen bilden, von denen der an verschiedenen Punkten auftreffende Massestrom abgeschleudert wird. .

Die Oberfläche des Verteilers kann glatt sein. Sie kann aber auch Erhöhungen oder Vertiefungen aufweisen, die Haftpunkte bilden, von denen die Masse abgeschleudert wird.

Auch kann die Oberfläche des Verteilers mit radialen Rillen versehen sein, die die Bewegung der Masse zum Rand des Verteilers bremst, aber an diesem zu einer besseren Verteilung führt, wodurch die

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gleichmäßige Verteilung des Glases auf dem mit den zuordnen. Durch die Bodenöffnung können die Gase

Schleuderöffnungen versehenen Mantelband begünstigt austreten, ohne die Ausbreitung der vom Verteiler

wird. abgeschleuderten Masseströme zu behindern oder eine

Die Verteiler bestehen zweckmäßig aus einer Me- Korrosion herbeizuführen. Durch das Entweichen der tallegierung, die eine gute Netzfähigkeit gegenüber 5 Gase aus einer möglichst großen Austrittsöffnung an

Glas besitzt, was dazu beiträgt, daß die Tropfenbil- der Unterseite des Schleuderkörpers läßt sich auch

dung verringert wird. Geeignet hierfür ist eine die sonst durch die Rotation des letzteren eintretende

Stahlnickelchromlegierung mit etwa 18% Nickel Wirbelwirkung vermeiden, die der Verteilung der

und 24 bis 26% Chrom, die möglichst frei von Fasern auf dem unter dem Schleuderkörper befmd-Silicium ist. i° liehen Auffangorgan abträglich ist. Durch die An-

Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung Ordnung der Austrittsöffnung läßt sich außerdem der kann der Verteiler auch aus einem im Schleuderkör- Druck im Innern des Schleuderkörpers beeinflussen, per angeordneten Hohlgefäß bestehen, welches seiner- Durch das Fehlen eines geschlossenen Bodens wird seits in seinem Rand eine oder mehrere Reihen von auch eine bessere Temperaturhaltung des mit den Schleuderöffnungen besitzt, durch die die geschmol- *5 Schleuderöffnungen versehenen Metallbandes erzene Masse in fein unterteilter Form ausgeschleudert möglicht, während sonst vom unteren Teil des ge- und den Schleuderöffnungen des Schleuderkörpers zu- nannten Bandes erhebliche Kalorien über den Boden gespeist wird. abgeleitet werden und umgekehrt eine Kühlung des

Diese letztere Ausführung gestattet eine besonders Bodens sich auf das genannte Band überträgt, gute Regelung der Speisung der Schleuderöffnungen ²⁰ Zusätzlich zu der großen Bodenöffnung kann man

des Schleuderkörpers. Unter Aufrechterhaltung eines auch im oberen Teil des Schleuderkörpers öffnungen

Vorrats geschmolzener Masse im Innern'des Hohl- vorsehen bzw. den Schleuderkörper praktisch nur

gefäßes läßt sich durch Ausschleudern aus dem aus dem mit den Schleuderöffnungen versehenen

Hohlgefäß ein äußerst dünner, gleichmäßiger Film Ringmantelband bilden, welches in diesem Fall durch

geschmolzener Masse an der Innenfläche des die ²5 Stangen, Bügel od. dgl. an der Antriebswelle be-

Schleuderöffnungen aufweisenden Metallbandes des festigt ist.

Schleuderkörpers und eine beständige Erneuerung Der Verteiler selbst kann durch Stege, Stangen,

dieses Films erzielen. Dabei legt sich dieser Film Bügel od. dgl. am oberen Teil des Schleuderkörpers

über die ganze Höhe des die Schleuderöffnungen ent- oder auch am Mantelband befestigt sein oder direkt

haltenden Bandes, und es finden beim Auftreffen der 3<J an der Antriebswelle des Schleuderkörpers sitzen,

zerteilten Masse auf dem Band keine nachteiligen Vorteilhaft ist es, das die Schleuderöffnungen ent-

Stoßwirkungen statt. haltende Band als für sich abnehmbaren Teil des

Damit ein Verteiler der letztgenannten Art ein- Schleuderkörpers auszubilden, so daß es ausgewechselt

wandfrei arbeitet, ist es jedoch erforderlich, daß werden kann.

durch alle seine Öffnungen geschmolzene Masse aus- 35 Der Vorrichtung gemäß der Erfindung können auch tritt, d. h., in dem Hohlgefäß muß eine gewisse Brenner zugeordnet werden, deren heiße Gase oder Menge von geschmolzener Masse unterhalten werden. Flammen die ganze Höhe des die Schleuderöffnungen Es muß also dafür gesorgt werden, daß das Hohl- enthaltenden Ringbandes bestreichen und auf die gefäß immer eine entsprechende Füllung enthält, nur geschmolzene Masseströme vom Austritt aus den gedarf diese nicht so sein, daß ein Überfließen der 4° nannten öffnungen an einwirken. Masse über den Rand des Hohlgefäßes eintritt. Schließlich kann gemäß der Erfindung über dem

Man kann auch mehrere derartige Hohlgefäße von Schleuderkörper konzentrisch zu dessen Achse eine

verschiedenen Durchmessern innerhalb des Schleuder- ringförmige Verbrennungskammer vorgesehen sein,

körpers ineinander anordnen. die unten mit einer Vielzahl von dicht nebeneinander-

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, den ⁴⁵ liegenden Schlitzen oder mit einem durchgehenden Boden des Schleuderkörpers mit einer öffnung zu Ringschlitz versehen ist, aus denen bzw. dem die versehen, die die ganze oder fast die ganze Unter- Gase aus der Verbrennungskammer mit hoher Temseite des Körpers einnimmt, so daß zwischen dem peratur und hoher Geschwindigkeit austreten und auf Schleuderkörper und dem Verteiler ein möglichst alle vom Schleuderkörper ausgeschleuderten Massegroßer Durchgang für die im Innern des Schleuder- 5° ströme zur Einwirkung gebracht werden. Diese körpers befindlichen Gase entsteht. Brenngase bewirken eine plötzliche Richtungs-

Durch diese Anordnung läßt sich die Faser- änderung der ausgeschleuderten Masseströme und herstellung sowohl gute- wie mengenmäßig ver- üben auf diese eine heftige Ziehwirkung aus, zufolge bessern. Diese Ausbildung ermöglicht es den vom welcher sich sehr feine Fasern ergeben. Dabei verVerteiler abgeschleuderten feinen Strömen oder 55 hüten die aus dem Innern des Schleuderkörpers durch Tropfen, sich innerhalb des Schleuderkörpers un- dessen Bodenöffnung austretenden Gase, daß die behindert auszubreiten und auf dem Mantelband, Fasern unter den Schleuderkörper gelangen und dort, welches die Hauptschleuderöffnungen besitzt, einen während sie sich noch in einem plastischen Zustand homogenen Film von geschmolzenem Glas zu bilden. befinden, zusammenlaufen. Es sind also keine be-Die aus der Bodenöffnung des Schleuderkörpers ent- ⁵° sonderen Mittel erforderlich, um dieses Zusammenweichenden Gase treten in das Innere des Schleuder- laufen der Fasern unterhalb des Schleuderkörpers zu körpers mit einer verhältnismäßig geringen Ge- unterbinden. Durch die Anwendung der Brenngasschwindigkeit ein, da eine zu große Geschwindigkeit ströme lassen sich Fasern von besonders großer die Ausbreitung der vom Verteiler kommenden Gleichheit erzielen und läßt sich die Produktion dünnen Ströme oder Tropfen behindern oder diese 65 wesentlich erhöhen.

sogar durch die Austrittsöffnung zum Teil mitnehmen In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungswürde, beispiele von Vorrichtungen gemäß der Erfindung

Durch die Anordnung der Bodenöffnung ist es dargestellt.

möglich, innerhalb des Schleuderkörpers einen bei- Abb. 1 ist ein axialer Schnitt durch eine erste Ausspielsweise auf den Verteiler gerichteten Brenner an- 7° führungsform;

Abb. 2 ist ein ähnlicher Schnitt durch eine zweite Ausführungsform;

Abb. 3 ist eine Draufsicht des Verteilers der Vorrichtung gemäß Abb. 2;

Abb. 4 ist ein axialer Schnitt einer dritten Ausf ührungsf orm;

Abb. 5 ist ein entsprechender Schnitt einer weiteren Ausführung mit einem Verteiler in Form eines Hohlgefäßes ;

Abb. 6 ist eine Draufsicht des gefäßförmigen Verteilers der Abb. 5;

Abb. 7 und 8 sind Schnittansichten von zwei Ausführungen, bei denen ein Verteiler in Form eines Hohlgefäßes vorgesehen ist und der Schleuderkörper an seiner Unterseite eine fast den ganzen Boden desselben einnehmende öffnung besitzt.

Der Schleuderkörper 1 hat einen Mantel in Form eines Zylinders oder Bandes 2, in dem mehrere Reihen von Schleuderöffnungen 3 vorgesehen sind. Die Öffnungen der verschiedenen Reihen liegen zweckmäßig auf regelmäßig sich kreuzenden Linien.

Gemäß Abb. 1 ist in dem Schleuderkörper gleichachsig mit ihm ein Verteiler 4 in Form eines Kegels vorgesehen. Zufolge des natürlichen oder zwangsweise herbeigeführten Flatterns des dem Schleuderkörper zugeführten Stromes 5 geschmolzener Masse fällt dieser auf dauernd wechselnde Punkte des Kegels 4. Die dann von dem Kegel 4 durch die Zentrifugalkraft abgeschleuderte Masse trifft in verschiedenen Höhen auf das Band 2 auf und bildet auf diesem eine feine Schicht 6, die über die ganze Höhe des Bandes im wesentlichen eine einheitliche Dicke besitzt.

Bei der Ausführung gemäß Abb. 2 bildet der Verteiler drei übereinanderliegende Stufen 7 in Form von Scheiben, deren Durchmesser vom Kegelgrund zur Spitze hin abnimmt. Wie in Abb. 3 gezeigt, kann dieser Verteiler mit radialen Rillen 8 versehen sein.

Der Verteiler 11 gemäß Abb. 4 hat die Form eines Pilzes, der auf seinem Umfang Ringnuten 12 mit einem von der Kegelspitze zum Kegelgrund zunehmenden Durchmesser besitzt. Diese Nuten bilden aufeinanderfolgende Stufen, von denen die geschmolzene Masse abgeschleudert wird.

Bei der Ausführung nach Abb. 5 ist in der Mitte des Schleuderkörpers 1 ein von einem Hohlgefäß oder einer Schale 9 gebildeter Verteiler vorgesehen, in den der zugeführte Strom geschmolzener Masse hineinfällt. Diese Schale besitzt in ihrem Rand mehrere Reihen von öffnungen 10. Die in die Schale gelangende geschmolzene Masse wird durch die Öffnungen 10 über die ganze Höhe des Bandes 2 in regelmäßiger Verteilung nach außen geschleudert und bildet dort eine feine Schicht 6 von im wesentlichen gleicher Stärke. Die Öffnungen der Schale 9 können Löcher mit einem Durchmesser bis zu 2 mm oder auch geeignet gerichtete Schlitze sein.

Bei der Ausführung nach Abb. 7 sitzt der im Mantelband 2 mit Schleuderöffnungen 3 versehene Schleuderkörper 1 auf einem Rohr 14, das als Antriebswelle dient und durch welches die geschmolzene Masse zugeführt wird. Im Innern des Körpers befindet sich ein nicht dargestellter Brenner.

Zwischen dem Drehkörper 1 und dem Rohr 14 ist ein Ring 15 befestigt, der durch Bügel 16 den Verteiler 17 trägt, welcher, wie bei der vorhergehenden Ausführungsform, aus einer Schale besteht, in die der zugeführte Strom geschmolzener Masse fällt. Die Schale besitzt in ihrem Randteil eine Anzahl von Öffnungen 18, durch die die geschmolzene Masse über die ganze Höhe des Bandes 2 regelmäßig ausgeschleudert wird, so daß auf der Innenfläche des letzteren eine im wesentlichen gleich dicke feine Schicht entsteht, aus der die Speisung der Schleuderöffnungen 3 erfolgt.

An der Unterseite besitzt der Schleuderkörper eine öffnung 19, die fast seine ganze Bodenfläche einnimmt.

Gemäß Abb. 8 sitzt die Vorrichtung in bzw. unter einer ringförmigen Brennkammer 20, die unten einen durchgehenden Entspannungsschlitz 21 aufweist, durch den die Verbrennungsgase mit sehr großer Geschwindigkeit und sehr hoher Temperatur austreten und so gerichtet werden, daß sie auf die ausgeschleuderten Masseströme von ihrem Austritt aus den Schleuderöffnungen 3 an wirken.

Auch bei der Vorrichtung nach den Abb. 7 und 8 kann der Verteiler gegebenenfalls aus einem Kegel oder aus mehreren aufeinanderliegenden kreisförmigen Scheiben mit von unten nach oben abnehmbarem Durchmesser bestehen.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus Stoffen in viskosem Zustand, insbesondere von Glasfasern, bei der die zu verarbeitende geschmolzene Masse in einen mit hoher Geschwindigkeit sich drehenden Hohlkörper eingeführt und unter der Wirkung der Zentrifugalkraft in Form feiner Ströme durch mehrere im Mantel des Hohlkörpers vorgesehene Reihen von öffnungen ausgeschleudert wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des hohlen Schleuderkörpers (1) ein Verteiler (4, 7, 9, 17) angebracht ist, auf den der eingeführte Massestrom auffällt und von dort aus unter der Wirkung der Zentrifugalkraft ab- und derart gegen die Innenfläche des die Schleuderöffnungen (3) enthaltenden Mantels (2) geschleudert wird, daß er auf dieser eine im wesentlichen gleichmäßig dicke Masseschicht (6) bildet, aus der die Schleuderöffnungen entsprechend gleichmäßig gespeist werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler aus einem gleichachsig mit dem Schleuderkörper (1) auf dessen Boden befestigten und mit der Spitze nach oben gerichteten Kegel (4) besteht.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegeloberfläche eine Anzahl von waagerechten oder geneigten Stufen (7) bildet.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegeloberfläche mit Erhöhungen oder Vertiefungen versehen ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler mit radialen Rillen (8) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler aus einem gleichachsig mit dem Schleuderkörper in ihm vorgesehenen Hohlgefäß, z. B. in Form einer Schale (9, 17), besteht, in dessen Randteil eine oder mehrere Reihen von Schleuderöffnungen (10, 18) vorgesehen sind, durch die die Masse aus dem Hohlgefäß gegen die Innenfläche des mit Schleuderöffnungen versehenen Mantels des Schleuderkörpers geschleudert wird.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

der Boden des Schleuderkörpers (1) eine möglichst große Austrittsöffnung (19) für die im Innern des Körpers befindlichen Gase besitzt.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleuderkörper auch in seinem oberen Teil Öffnungen besitzt.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleuderkörper im wesentlichen nur aus einem die Reihen von Schleuderöffnungen aufweisenden Ringband (2) besteht, das an der Antriebswelle durch Stege, Stangen, Bügel od. dgl. befestigt, und zwar gegebenenfalls abnehmbar befestigt ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (17) durch Stege, Stangen, Bügel od. dgl. (16) am oberen Teil des Schleuder-

körpers, an dem die Schleuderöffnungen aufweisenden Ringband oder an der Antriebswelle befestigt ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schleuderkörper auf der Außenseite Brenner zugeordnet sind, deren heiße Gase oder Flammen das die Schleuderöffnungen aufweisende Ringband in seiner ganzen Höhe bestreichen und auf die Masseströme von ihrem Austritt aus den Schleuderöffnungen an wirken.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Schleuderkörper (1) konzentrisch zu dessen Achse eine ringförmige Verbrennungskammer (20) vorgesehen ist, die unten mit einer Vielzahl von dichtnebeneinanderliegendenSchlitzen oder mit einem durchgehenden Ringschlitz (21) versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen