DE2033461C3

DE2033461C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Glas- oder Mineralfasern

Info

Publication number: DE2033461C3
Application number: DE19702033461
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 6842 Buerstadt Lausecker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-07-07
Filing date: 1970-07-07
Publication date: 1975-07-17
Also published as: DE2033461B2; DE2033461A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Glas- oder Mineralfasern durch Abschleudern von einer rotierenden Scheibe, auf welche das geschmolzene Ausgangsmaterial von oben aufgegeben wird. Bei einer aus der DT-PS 539 738 bekannten Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens besteht die Schleuderscheibe aus keramischer Masse, die durch einen metallischen Schutzring gegen Zerspringen ge-^S° AuT der US-PS 3 097 085 ist eine Vorrichtung mit einem um eine gegenüber der Horizontalen leicht geneigte Achse rotierenden Schleudertrichter bekannt, bei der das Schmelzgut durch den Tnchterhals zugeführt und auf die Trichterinnenwand aufgegeben und anschließend von der Trichterstirnkante abgeschleudert wird. Ein zur Drehachse des Trichters konzentrischer die Trichterstirnkante im Abstand umschließender Gasstrom in Richtung der Trichterdrehachse führt die abgeschleuderten Fasern ab. Schließlich ist aus der DT-AS 1 014 293 ein Verfahren zum Erzeugen von Glasfasern bekannt, bei dem das Ausgangsmaterial im festen Zustand in Form von Kugeln in axialer Richtung in den Zwischenraum zwischen zwei voneinander isoliert angeordneten, gemeinsam rotierenden, tellerförmigen an eine Stromquelle angeschlossenen Elektroden geführt wird und die Fasern von am äußeren Umfang der Elektroden angebrachten Düsenöffnungen abgeschleudert werden.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, durch eine geeignete Ausbildung des Verfahrens die Qualität der erzeugten Fasern zu verbessern und die Erzeugung sehr dünner Fasern zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung.

Die Feinheit der Fasern hängt einerseits von der Umfangsgeschwindigkeit der Schleuderkante und andererseits von der Viskosität der Schmelze ab. Zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Viskosität während des Herstellungsprozesses ist es von Wichtigkeit, die Temperatur des auf die Schleuderscheibe auftreffenden Schmelzgutes möglichst genau auf den gewünschten hohen femperaturwert einzuregeln und konstant zu halten. Durch die Aufheizung des Glasstrahls mittels des über ihn fließenden elektrischen Stroms läßt sich die Temperatur des auf die Schleuderscheibe auftreffenden Schmelzgutes sehr genau einstellen. Darüber hinaus kann die Temperatur der von der Schleuderscheibe abgeschleuderten Fäden in Weiterbildung der Erfindung noch dadurch besser konstant gehalten werden, daß die Schleuderscheibe steuerbar gekühlt wird, also auch die Temperatur der Schleuderscheibe einstellbar und regelbar ist.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung, deren wesentliche Merkmale im Anspruch 3 gekennzeichnet sind. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf ein in der Zeichnung schematisch wiedergegebenes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Erzeugung von Glasfasern Bezug genommen.Sie eignet sich auch zur Herstellung von Fasern oder Gespinsten aus anderen im erhitzten Zustand plastischen Stoffen, wie Schlacke und Mineralstoffen. Aus einer öffnung im Boden des Schmelzofens fließt ein Glasstrom 1 nach unten und trifft auf die mit hoher Geschwindigkeit rotierende Schleuderscheibe 2, welche vorzugsweise aus einer Woifram-Nickel-Legierung gefertigt ist und an ihrer Oberseite eine trichterförmige Einwölbung 2' aufweist. Die Schleuderscheibe ist als pilzförmiger, massi-

ver Körper ausgebildet Der obere Teil der Schleuderscheibe 2 ist von einem mit Schamotte 4 gefüllten Edelmetallring 5 umgeben. Es empfiehlt sich, die Oberfläche des Ringes 5 an der Stirnseite mit einer Vielzahl konzentrisch verlaufender Rillen zu versehen oder einen nach oben überstehenden dünnen Ble.'hring vorzusehen, welcher am Umfang verteilt "ine Vielzahl kleiner Bohrungen von weniger als 0,5 mm Durchmesser aufweist und dessen oberer Durchmesser kleiner ist als der untere. Ein solcher Lochkranz kann auch durch einen keramischen Einsatz gebildet sein, welcher jedoch einem relativ hohen Verschleiß unterliegt

Die pilzförmige Schleuderscheibe 2 ist von einer im wesentlichen topfförmigen Ummantelung 17 umgeben, welche die Schleuderscheibe zentrierend auf der Antriebswelle 18 hält Die Ummantelung 17 weist auf die Schleuderscheibe 2 gerichtete Luftdurchtrittsöffnungen 3 auf, deren wirksamer Durchtrittsquerschnitt durch eine verstellbare Abdeckung 14 einstellbar ist. Auf diese Weise läßt sich die Kühlung der Schleuderscheibe 2 regulieren. Auf dem konischen, Wellenstumpf der Antriebswelle 18 sitzt zwischen dieser und der Ummantelung 17 dne Kappe 9 aus gut wärmeleitendem Material, deren äußerer Teil als Gebläserad 9' ausgebildet ist. Dieses Gebläserad 9' bewirkt einerseits die Kühlung der Schleuderscheibe 2 mittels eines durch die Öffnungen 3 hindurchtretenden Luftstroms und erzeugt andererseits einen Luftstrom 8, der die von der Schleuderscheibe 2 abgeschleuderten und auf das Ablaufblech 7 auftreffenden Fasern auf ein Abzugsband zur Wegbeförderung der erzeugten Fasern le^:tet. An der Unterseite des Ofenbodens ist eine Ringdüse 6 vorgesehen, aus welcher ein starker Luftstrom nach unten austritt und die von der Schleuderscheibe 2 abgeschleuderten Fasern nach unten in Richtung auf das Ablaufblech 7 abzieht. Durch die Zwischenlage der Kappe 9 und deren Ausbildung aus gut wärmeleitendem Material wird gleichzeitig ein Wärmeübergang von der Schleuderscheibe 2 zur Antriebswelle 18 und deren Lagern unterbunden.

Zur Erzeugung möglichst feiner Fasern ist eine möglichst hohe Umfangsgeschwindigkeit der Schleuderscheibe erwünscht Hierzu ist ein sorgfältiges Auswuchten und die Kompensation einer etwaigen im Betrieb sich einstellenden Unwucht erforderlich. Zu diesem Zweck ist das Lager 16 für die Antriebswelle 18 durch Federn 10 nachgiebig in einem Rahmen 15 gelagert und in der Ummantelung 17 ist ein teilweise mit Stahlkugeln 11 gefüllter Hohlkörper 19 vorgesehen. Der Elektromotor 12, der mittels Keilriemen die Schleuderwelle 18 antreibt ist elektrisch isoliert am Maschinenrahmen angebracht Die gesamte Vorrichtung kann auf Gummirädern fahrbar sein.

Zur Feinregulierung der Temperatur des auf die Schleuderscheibe 2 auftreffenden Glasstrahls 1 ist die Antriebswelle 18 elektrisch isoliert gelagert und an die Plusklemme einer steuerbaren elektrischen Stromquelle in Form eines regelbaren Niedervolttransformators 20 angeschlossen, dessen Minusklemme mit dem Schmelzofen in Verbindung steht Die elektrische Isolierung des Lagers 16 für die Antriebswelle 18 einerseits und des Elektromotors 12 andererseits wird durch isolierende Zwischenlagen 13 erreicht. Durch Einstellung des vom Schmelzofen über den Glasstrahl 1 zur Schleuderscheibe fließenden Stroms läßt sich die Temperatur der auf die Schleuderscheibe 2 auftreffenden Glasschmelze sehr genau einstellen. Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung lassen sich mit hoher Ausbeute superfeine Glasfasern in homogener, perlenfreier Qualität herstellen. Die nach dem Prinzip eines Durchlauferhitzers arbeitende Ofenanlage ermöglicht es in nahezu einem Arbeitsgang und auf engstem Raum superfeine Glasfasern oder andere Mineralfasern aus Rohgemenge herzustellen. Die elektrische Aufheizung des Glasstrahls 1, dessen elektrischer Widerstand von der Temperatur abhängig ist, wird durch Spannungsregulierung am Stromerzeuger 20 auf den gewünschten Wert eingestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Glas- oder Mineralfasern durch Abschleudern von einer rotierenden Scheibe, auf welche das geschmolzene Ausgangsmaterial von oben aufgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feineinstellung der Temperatur des auf die Schleuderscheibe auftreffenden, geschmolzenen Materials über die herabfließende Schmelze ein elektrischer Stromkreis zwischen dem Schmelzofen und der Schleuderscheibe erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderscheibe steuerbar gekühlt wird.

3. Vorrichtung zum Herstellen von Glas- oder Mineralfasern durch Abschleudern von einer rotierenden Scheibe, auf welche das geschmolzene Ausgangsmaterial von oben aufgegeben wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderscheibe als pilzförmiger massiver Körper (2) ausgebildet ist, der an seiner Oberseite eine trichterförmige Einwölbung (2') aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderscheibe (2) aus einem hochhitzefesten Metall-Werkstoff, vorzugsweise einer Wolfram-Nickel-Legierung besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß der pilzförmige Körper (2) von einer im wesentlichen topfförmigen Ummantelung (17) umgeben ist, welche konusförmig auf der Antriebswelle (18) sitzt und die Schleuderscheibe zentrierend hält.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Antriebswelle (18) und der Ummantelung (17) eine Kappe (9) aus gut wärmeleitendem Material angeordnet ist, eieren äußerer Teil als Gebläserad (9') ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (16) für die Antriebswelle (18) durch Federn (10) nachgiebig gelagert und in der Ummantelung (17) ein mit Stahlku geln (11) teilweise gefüllter Hohlkörper (19) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (18) elektrisch isoliert (13) gelagert und an die eine Klemme einer steuerbaren, elektrischen Stromquel-Ie (20) angeschlossen ist, deren andere Klemme mit dem Schmelzofen in Verbindung steht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (17) mit auf die Schleuderscheibe (2) gerichteten Luftdurchtrittsöffnungen (3) versehen ist, deren wirksamer Durchtrittsquerschnitt durch eine verstellbare Abdeckung (14) einstellbar ist.

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