DE1082382B - Vorrichtung zur Herstellung, Behandlung und Sammlung von Fasern aus in der Waerme erweichbarem mineralischem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus in der Wärme erweichbarem Mineralgut, beispielsweise Glas, Schlacke, schmelzbarem Gestein od. dgl., zur Sammlung dieser Fasern und zur kontinuierlichen Abförderung aus der Faserherstellungszone.

Zur Herstellung von Fasern aus in der Wärme erweichbarem Material ist es bekannt, den aus einem Schmelzofen oder Schmelzbehälter ausfließenden Glasstrom auf einen schnell umlaufenden Schleuderkörper aufzugeben. Durch die Zentrifugalkraft wird der Glasstrom über den Rand des Körpers als Fadenring oder Glasschleier nach außen geschleudert. Das abgeschleuderte Gut wird dann von einem Blasstrom in eine andere Richtung abgelenkt und beispielsweise nach oben gegen eine Schneidvorrichtung getragen, um dann unter Änderung der Bewegungsrichtung der Ablage zugeführt zu werden. Die Schleudervorrichtungen selbst sind als Schalen, Teller oder Trichter ausgebildet und weisen zur besseren Aufteilung des abgeschleuderten Gutes an den Rändern Zähne oder ähnliche Erhebungen auf. Diese Schleudervorrichtungen haben den Nachteil, daß das aufgegebene Gut sehr schnell abkühlt und eine zähe Masse bildet, die sich schwer ausschleudern läßt und dann einen relativ starken Faserschleier ergibt. Dieser nachteilige Effekt tritt auch dann ein, wenn in den Trichter oder Behälter eine größere Menge flüssiges Glas eingeführt wird, als ausgeschleudert werden kann. Bei diesen A^orrichtungen ist es daher oft unerläßlich, zusätzliche Wärme an die Schleuder heranzuführen. Es hat sich nun herausgestellt, daß die Kombination einer rotierenden, konischen Verteilerfläche mit der Verwendung von heißen Ausziehgasen, die vorzugsweise senkrecht zu den von der Basis des Verteilerkörpers abgeschleuderten länglichen Körpern gerichtet sind, besonders gute Ausziehresultate liefert.

Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus in Wärme erweichbarem mineralischem Material, das aus einem Schmelzbad in Form eines Schmelzstromes einem umlaufenden Verteilerkörper aufgegeben wird, der ihn an seiner Basis in Form einer Vielzahl von länglichen Körpern oder Fäden abschleudert, verwendet, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein unterhalb der Austrittsöffnung eines Vorherdes um eine im wesentlichen horizontal liegende Hohlwelle laufender kegelstumpfförmiger, mit einem nach außen erstreckenden Flansch versehener Verteilungskörper angeordnet ist, der in Höhe seines Basisendes von einem Ringbrenner umgeben ist und dem von außen und von innen auf die Fasersäule wirkende Aufbringvorrichtungen für Überzugsmaterial zugeordnet sind.

Der erfindungsgemäße kegelstumpfförmige Ver-Vorrichtung zur Herstellung, Behandlung und Sammlung von Fasern

aus in der Wärme erweictibarem

mineralischem Material

Anmelder:

Owens-Corning Fiberglas Corporation,
Toledo, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. H. Bahr

und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte,

Herne, Freiligrathstr. 19

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. Oktober 1955

Charles J. Stalego,, Newark, Ohio (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

teilerkörper weist eine umgebende, mitumlaufende, gelochte Wandung auf, die gegenüber dem Flansch stetig nach innen und rückwärts verläuft und eine nach außen erweiterte Übergangsfläche zu einer gelochten Wandung bildet.

Des weiteren ist der Verteilerkörper so ausgebildet und angeordnet, daß die Leitfläche für den Schmelzstrom die konische Innenfläche für den Verteilerkörper ist. Dem Verteilerkörper ist außerdem eine Vorrichtung zum Aufbringen des Überzugsmaterials zugeordnet, die sich zentrisch durch den konischen Verteilerkörper erstreckt.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht der Vorrichtung, in

Fig. 2 einen Querschnitt im wesentlichen längs der Linie 2-2 der Fig. 1, in

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Vorrichtung, in

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Vielzahl von Faserbildungsvorrichtungen zur Herstellung von Fasermatten beträchtlicher Breite, in

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung und in

Fig. 6 einen senkrechten Schnitt durch eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung.

Obwohl sich die Vorrichtung gemäß der Erfindung insbesondere zur Herstellung von Fasern aus geschmolzenem Glas eignet, ist es selbstverständlich, daß

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man die Anordnung auch zur Herstellung von Fasern aus anderen Ausgangsstoffen, wie beispielsweise Schlacke, geschmolzenem Gestein, Kunststoffen, Harzen od. dgl., verwenden kann.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. In Fig. 1 erkennt man einen Vorherd 10, der mit einem nicht gezeichneten Schmelzofen oder Schmelzbehälter in Verbindung steht, in dem eine Glaseinlage oder eine Einlage aus anderem in der Wärme erweichbarem, faserbildendem Material in den flüssigen Zustand durch Aufbringung von Wärme übergeführt wird, so daß schließlich im Vorherd ein Vorrat 14 geschmolzenen Ausgangsgutes zur Verfügung steht.

An der Bodenwandung 15 des Vorherdes sitzt eine Zuführungsvorrichtung oder Büchse 16, die das Schmelzgut aus dem Durchlaß 18 in der Bodenwandung 15 aufnimmt. Die Zuführungsvorrichtung ist am Vorherd 10 durch einen Lagerring oder -block befestigt. Die Zuführungsvorrichtung weist einen Vorsprung oder eine Spitze 22 mit einer Öffnung auf, durch die ein Strom 5¹ aus dem faserbildenden Material in die Faserbildungsvorrichtung zugeführt wird.

Die Faserbildungsvorrichtung weist einen Rotor oder einen um eine im wesentlichen horizontale Achse umlaufenden Körper auf, der langgestreckte Schmelzgutkörper in einen mit hoher Geschwindigkeit strömenden Gas- oder Ausziehblasstrom richtet. Die Vorrichtung enthält ein Gehäuse 25, das auf einer geeigneten Lagerung 26 gelagert ist. Eine im wesentlichen horizontal verlaufende Hohlwelle 28 sitzt in Lagern 30 im Gehäuse 25. Die Hohlwelle 28 ist mit Scheiben 34 ausgerüstet, die über Antriebsriemen 36 mit den vom Motor 40 angetriebenen Antriebsscheiben 38 in Verbindung stehen. Der Motor 40 ist zur Einstellung der Spannung der Antriebsriemen 36 durch nicht gezeichnete Vorrichtungen verstellbar. Die Umlaufgeschwindigkeit der Hohlwelle 28 läßt sich dadurch ändern, daß man Antriebsscheiben verschiedenen Durchmessers oder eine andere Über- bzw. Untersetzung verwendet.

Der zylindrische Teil der Hohlwelle 28 weist einen kegelstumpfförmig zulaufenden Teil 44 auf, der in einem sich nach außen erstreckenden Flansch 46 endet und einen Teil der Rotor- oder Spinnkopfkonstruktion 50 bildet. Der Rotor 50 besitzt ferner einen kegelstumpfförmigen Teil 52 im Abstand zum kegelstumpfförmigen Teil 44 auf der Hohlwelle 28, wobei der Teil 52 mit einer kreiszylindrischen Wandung 54 verbunden ist.

Der Rotor besitzt ferner eine Abschlußwandung 56, die mit der Wandung 54 aus einem Stück besteht und eine mittlere Öffnung 58 aufweist. Wie man aus Fig. 2 erkennt, ist der kegelstumpfförmig ausgebildete Teil 52 mit dem Teil 44 durch Speichen oder Rippen 60 verbunden.

Am Gehäuse 25 befindet sich eine Platte 64 mit einem Durchlaß 66, durch den der Strom 5" aus geschmolzenem Glas oder anderem faserbildendem Ausgangsgut auf die Außenfläche des kegelstumpf förmigen Teils 44 fließt. Die Wandung 54 des Rotors 50 weist eine große Anzahl von kleinen Öffnungen 68 auf, durch die das Schmelzgut unter dem Einfluß der Zentrifugalkräfte zu langgestreckten Körpern nach außen gedrückt wird.

Infolge der beim Umlauf der Hohlwelle 28, des Teils 44 und des Rotors 50 entstehenden Zentrifugalkräfte bewegen sich die mit der Wandung 54 im Eingriff stehenden Gasströme von längs der Wandung 54 bezüglich der Rotationsachse nach außen (vgl. Fig. 1). Das Schmelzgut wird dann durch den Flansch 46 plötzlich nach außen abgelenkt, wobei es auf den kegelstumpfförmigen Teil 52 trifft und diese Fläche bezüglich der Rotationsachse nach außen überquert und sich in einem Film in der durch die Wandung 54 defmierten Erteilungszone sammelt. Das sich im Bereich 70 ansammelnde Schmelzgut strömt durch die Öffnungen 68 in Form von feinen langgestreckten Körpern oder Primärfäden 72 nach außen, die durch den mit hoher Geschwindigkeit strömenden Gasblasstrom zu feinen

ίο Fasern ausgezogen werden. Die Platte 64 ist an dem Gehäuse 25 durch Schraubbolzen 74 befestigt. An der Platte sitzt ein Brenner 80. Wie man insbesondere aus Fig. 1 ersieht, ist der Brenner bzw. eine andere den Blasstrom erzeugende Vorrichtung 80 mit einem Metallgehäuse 82 ausgerüstet, welches an einer Platte 84 befestigt ist, die mit der Platte 64 durch nicht gezeichnete Vorrichtungen verbunden ist.

Der Brenner 80 weist vorzugsweise eine Vielzahl von radial angeordneten Brennerteilen mit Brennkam-

ao mern 85 auf, die um die Achse der Hohlwelle 28 symmetrisch angeordnet sind. Jede Brennkammer ist durch vertikal angeordnete, nicht ersichtliche Trennwände und Wandungen 86, 87 und 88 begrenzt. Die Wandungen 86, 87 und 88 bestehen aus gegen hohe Temperatüren widerstandsfestem Material, welches den erhöhten Temperaturen der Brenngase innerhalb der Kammern zu widerstehen vermag.

An dem Randbereich des Brenners ist in der Nähe jeder Brennkammer eine Verteilerleitung 92 vorgesehen, die eine Verteilerkammer 94 enthält. Jede Kammer 94 ist mittels einer Zuführungsleitung 96 mit einer Quelle des in die Brennkammern zuzuführenden brennbaren Gemisches verbunden. Jede Kammer 94 ist im wesentlichen rechteckig und wird durch eine Platte 93 getragen, die an das Metallgehäuse 82 angeschraubt oder mit ihm in anderer Weise verbunden ist. Die Verteilerleitung bildet eine kontinuierliche, mit den Brennkammern in im Abstand angeordneten Zonen in Verbindung stehende Leitung. Die Außenwandung 95 jeder Brennkammer 85 weist eine Vielzahl von kleinen Öffnungen 100 auf, durch die das Gemisch aus der Kammer 94 in die benachbarte Brennkammer eingeführt wird. Die gelochte Zone der Außenwandung 95 bildet gleichzeitig ein Schutzgitter zur Verhinderung einer vorzeitigen Zündung des Gemisches in der Zuführungsleitung.

Jede Zuführungsleitung ist vorzugsweise mit einem Kühlmantel 102 versehen, durch die zur Kühlung der Leitung Wasser oder ein anderes Kühlmittel zirkuliert.

Die Brennstoffkomponente des brennbaren Gemisches kann ein brennbares Gas, beispielsweise Äthan, Methan oder Propan, sein, wobei der Brennstoff mit der erforderlichen Menge von Luft gemischt wird. Das brennbare Gemisch wird in die Brennzone unter vergleichsweise niedrigem Druck in der Größenordnung von 0,2 bis 0,7 kg/cm² eingeführt. Für jede der Zuführungsleitungen 96 können nicht gezeichnete Ventile zur Steuerung der Gemischzufuhr in jede Brennkammer vorgesehen sein.

Die Brennerkonstruktion 80 ist mit Öffnungen für den Austritt der brennenden Gase oder Verbrennungsprodukte aus den Brennkammern 85 versehen, so daß ein intensiv heißer, mit hoher Geschwindigkeit strömender Blasstrom entsteht, dessen Temperatur oberhalb der Ausziehtemperatur des Glases oder anderen faserbildenden Ausgangsgutes liegt. Die brennenden Gase in den Kammern 85 erreichen Temperaturen bis zu 1650° C und mehr. Die Öffnung 108 wird durch ein Glied 106 gebildet.

Die den Brennkammern 85 zugeordneten öffnungen 108 sind im wesentlichen ringförmig angeordnet, so daß ein im wesentlichen ringförmiger, horizontal und konzentrisch zur Wandung 54 des Rotors 50 verlaufender Blasstrom entsteht. Die aus den Öffnungen 68 in der Wandung 54 austretenden Fasern oder Primärfäden 72 aus Schmelzglas oder einem anderen faserbildenden Ausgangsstoff treten mit ihren Enden in den aus den öffnungen 108 kommenden ringförmigen Blasstrom aus intensiv heißen Gasen ein, wobei dieser die Primärkörper in feine Fasern auszieht, die sich über ein vergleichsweise kurzes Stück vom Rotor in Form einer Hohlsäule im wesentlichen konzentrisch zum Rand des Rotors 50 bewegen.

Die sich von der Öffnung 108 entfernenden Gase des Blasstroms expandieren allmählich, wobei die Geschwindigkeit nachläßt und die Fasern so sehr bald auf einer geeigneten Fläche gesammelt werden können.

Der Rotor 50 läuft mit solcher Geschwindigkeit um, daß die entstehenden Zentrifugalkräfte das Schmelzglas od. dgl. durch die Öffnungen 68 im Rotor zu feinen Fasern öder Primärfäden 72 herauspressen können, die die Randfläche des Rotors nach außen verlassen und im wesentlichen senkrecht in den Blasstrom eintreten. Es hat sich gezeigt, daß ein Rotor mit einem Durchmesser von 175 bis 230'mm mit 3000 Umdr. pro Minute oder mehr umlaufen soll, damit das Schmelzgut richtig durch die Öffnungen 68 herausgedrückt wird. Der Schmelzstrom 5" muß in solcher Menge vorliegen und mit solcher Geschwindigkeit anfallen, daß ein ringförmiger Film über den gesamten Innenbereich der Öffnungen 68 entsteht, damit über den ganzen Bereich die Primärfäden od. dgl. gleichmäßig aus den Öffnungen austreten.

Die erfindungsgemäße Anordnung enthält ferner Vorrichtungen zur Zuführung eines Schmiermittels, eines Bindemittels oder eines anderen Überzugsmaterials durch den Rotor zur Verteilung derselben während des Ausziehens der Fasern durch den Blasstrom. Durch das Innere der Hohlwelle 28 verläuft eine Förderleitung 112, in der ein zweites Rohr 114 angeordnet ist. Die Rohre 112 und 114 stehen im allgemeinen still.

Zwischen der Förderleitung 112 und der Innenfläche der Hohlwelle 28 sind Lagerglieder oder Hülsen 115 vorgesehen, die die Förderleitung 112 richtig bezüglich der Rotationsachse der Hohlwelle 28 und des Rotors 50 ausrichten. Die Bindemittelzuführungsvorrichtungen erstrecken sich durch die Hohlwelle 28 und durch die Öffnung 58 in der Abschlußwandung 56 des Rotors und tragen eine Düse 116 mit öffnungen 118, durch die das Schmiermittel, Bindemittel oder Überzugsmaterial auf die Fasern F aufgesprüht und verteilt wird.

Das Bindemittel wird der Aufbringvorrichtung über die Leitung 114 zugeführt, und man kann ein strömendes Trägermedium, beispielsweise Druckmittel, der Aufbringvorrichtung durch die Ringkammer zwischen Innenwandung des Rohres 112 und Außenwandung des zweiten Rohres 114 zuführen. Die Druckluft dringt in das Binde- oder Überzugsmittel in der Düse 116 ein und trägt das Binde- oder Überzugsmittel durch die öffnungen 118 auf die Fasern.

Gegebenenfalls kann man auch auf die Außenseite der Fasersäule ein Schmiermittel, Bindemittel oder Überzugsmaterial aufbringen. Wie man aus Fig. 1 erkennt, sind die Rohre 120 außerhalb des Rotors mit Aufbringvorrichtungen 122 versehen und rings um die Fasersäule angeordnet.

Vor dem Rotor 50 und in der Nähe der Flugbahn der ausgezogenen Fasern befindet sich eine Sammelvorrichtung zur Sammlung der Fasern in eine Matte od. dgl. Wie man aus Fig. 1 erkennt, werden die Fasern auf dem Obertrum 130 eines endlosen Förderers 132 mit einem gelochten oder durchlässigen Förderband gesammelt, der über Walzen 133 geführt ist, von denen nur eine in der Zeichnung dargestellt ist. Der Antrieb des Förderers erfolgt über einen nicht gezeichneten Motor od. dgl.

Unter dem Obertrum des Förderers und in Flucht

ίο mit der Bahn der nach unten fallenden Fasern befindet sich ein Kasten 135, der eine Kammer 136 umschließt, die über eine Leitung 138 mit einem Sauggebläse oder einer anderen Vorrichtung zur Erzeugung eines Unterdruckes in der Kammer 136 verbunden ist. Der Unterdruck in der Kammer 136 fördert die Sammlung der Fasern auf dem Förderer, wobei gleichzeitig die Abgase des Ausziehblasstromes abgesaugt werden.

Die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 arbeitet wie folgt:

Der Strom S aus geschmolzenem Glas oder einem anderen faserbildenden Material wird auf die Außenfläche des kegelstumpfförmigen Teiles 44 der Hohlwelle 28 aufgegeben, welche durch den Motor 40 mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit in Umlauf versetzt wird. Das auf die umlaufende konische Oberfläche auftreffende Schmelzgut haftet auf dieser Oberfläche und fließt unter dem Einfluß der auf es wirkenden Zentrifugalkräfte längs dieser konischen Fläche bezüglich der Rotationsachse nach außen, bis es auf den Flansch 46 trifft.

Die Bahn des Schmelzgutes wird durch den Flansch 46 abgeändert und abgelenkt, und das Schmelzgut wird durch die Zentrifugalkräfte vom Flansch 46 nach außen auf die Innenfläche des kegelstumpfförmigen Teils 52 geschleudert, längs der es sich bis zum Eingriff mit der kreiszylindrischen Wandung 54 bewegt. Das nach außen strömende Schmelzgut sammelt sich auf der Innenoberfläche der Wandung 54 und bildet einen ringförmigen Film, der die Öffnungen 68 der Wandung 54 abdeckt.

Das unter dem Einfluß der Zentrifugalkräfte stehende Schmelzglas od. dgl. wird durch die Öffnungen 68 nunmehr zu feinen langgestreckten Fasern oder Primärfäden 72 ausgepreßt, die in die aus den öffnungen 108 austretenden ringförmigen Gasblasströme eindringen, wobei sie durch die Wärme und die Geschwindigkeit des Blasstrahles zu feinen Fasern ausgezogen werden. Der Blasstrahl nimmt die Fasern aus der Ausziehzone mit, die nach entsprechender Verminderung der Blas-Strahlgeschwindigkeit durch ihr eigenes Gewicht und unterstützt durch den Unterdruck in der Kammer 136 auf das Obertrum 130 des Förderers 132 herunterfallen.

Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfmdungsgemäßen Verfahrens. Der Rotor 150 weist eine Welle 152 auf, die in Lagern 154 in einem Gehäuse 156 gelagert ist. Die Welle 152 wird durch den Motor 158 angetrieben. Der Rotor weist einen kegelstumpfförmigen Teil 162 auf. Der Kegelscheitelwinkel des Teils 162 bezüglich der Rotationsachse ist relativ klein und liegt je nach der Umlaufgeschwindigkeit zwischen 1 und 10°. Das Ende des kegelstumpfförmigen Teils ist bei 164 gezahnt, wodurch die nach außen gerichtete Verteilung des faserbildenden Materials in langgestreckte Körper erleichtert wird.

Dicht oberhalb des Rotors 150 sitzt ein Vorherd 10', der einen Vorrat aus geschmolzenem Glas oder einem anderen in der Wärme erweichbaren, faserbildenden Material aufnimmt. Der Vorherd 10' ist mit einer Zu-

führungsvorrichtung 16' mit einer nach unten gerichteten Spitze 22' versehen, welche eine öffnung aufweist, durch die sich ein Strom aus geschmolzenem Material auf eine Zone geringen Durchmessers des Rotors ergießt. Der Rotor 150 läuft kontinuierlich um und nimmt eine Schicht oder einen Film von Glas infolge der auf das Glas wirkenden Scherwirkung auf. Durch die durch den Umlauf des Rotors 150 erzeugten Zentrifugalkräfte wandert das Schmelzglas od. dgl.

Der Blasstrom trifft auf die sich nach außen bewegenden, von der Endzone des konischen Rotorteils kommenden Fasern oder Primärkörper und zieht dieselben zu feinen Fasern aus.

Soll ein Bindemittel oder eine andere Überzugssubstanz auf den frisch gebildeten Fasern verteilt werden, so sieht man Düsen 185 vor, die das Bindeoder Überzugsmaterial auf die frisch gebildeten Fasern aufbringen. Das Bindemittel od. dgl. wird den längs der Konusfläche des Rotors in Richtung wach- ίο Düsen durch die Leitungen 187 zugeführt,
senden Durchmessers und wird am Rotorende, wie Die Fasern F werden auf dem Obertrum 190 des

man aus Fig. 3 erkennt, radial abgegeben. Förderers 191 gesammelt, wobei der Unterdruck im

Die Anordnung nach Fig. 3 weist eine Rotorkon- Saugkasten 192 unter der Fasersammeizone des Förstruktion mit verhältnismäßig geringem Durchmesser derers den Niederschlag der Fasern auf den Förderer auf, und das Abgabeende des konischen Rotorteiles 15 und den Abzug der Abgase des Blasstromes begünstigt, kann bei 1,5 cm und weniger liegen. Der Rotor läuft Fig. 4 zeigt eine Gruppe oder Batterie von faser-

mit extrem hohen Geschwindigkeiten zwischen 50 000 bildenden Vorrichtungen gemäß Fig. 3, die in unmit- und 150 000 Umdr./Min. und mehr um. Einen Rotor telbarer Nachbarschaft nebeneinander angeordnet sind geringeren Durchmessers kann man mit verhältnis- und zur Herstellung von Fasermatten bestimmter mäßig hohen Geschwindigkeiten umlaufen lassen, ohne 20 Breite dienen. Die faserbildenden Vorrichtungen sind daß die Gefahr eines Bruches des Rotors infolge der in Fig. 4 bei 205 angedeutet, und die Ströme .S aus auf ihn wirkenden Zentrifugalkräfte gegeben ist. Das Glas od. dgl. werden auf die verschiedenen kegelauf die Konusfläche des Rotors aufgegebene Schmelz- stumpfförmigen Teile 162 der Rotoren 150 aufgegeben, glas od. dgl. haftet auf der Konusfläche und bewegt Die Vorrichtungen sind in Querrichtung ausgerichtet, sich in Richtung auf den größeren Durchmesser, wobei 25 wobei jede eine Säule 207 aus Fasern auf das Oberes bei Erreichen der Endzone in einer senkrecht zur trum 190 eines durchlässigen Förderers 191 ablegt.
Rotationsachse stehenden Ebene durch die Zentrifugal- Da die Rotoren 150 mit extrem hohen Geschwindig-

kräfte und das Nachströmen weiteren Schmelzgutes keiten betrieben werden können, kann eine wesentliche längs der Konusfläche nach außen geschleudert wird. Menge von Glas infolge der raschen Zuführung des Das Glas od. dgl. tritt am Ende des Rotors in Form 30 faserbildenden Materials von den Rotoren und der von geradlinigen Körpern oder Fasern aus, wenn die unmittelbaren Ausziehung des Ausgangsgutes in feine Umlaufgeschwindigkeit so hoch ist, daß das Ausgangs- Fasern verarbeitet werden.

gut mit einer solchen Geschwindigkeit abgeschleudert Fig. 5 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform

wird, daß die den Rotor verlassenden Körper unmittel- einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsbar in feine Fasern umgeformt werden, die man dann 35 gemäßen Verfahrens. Bei dieser Ausführungsform in geeigneter Weise sammeln kann. weist der Rotor 210 eine konisch verlaufende Innen-

Sollen jedoch Fasern hergestellt werden, die noch fläche 212 auf. Der Rotor sitzt in Kugellagern 214 feiner sind, als es durch ausschließliches Ausziehen innerhalb des Gebäudes 216, das an einen Träger 218 aus dem Schmelzgut mittels Zentrifugalkräfte möglich montiert ist. Der Rotor 210 ist mit einer Hülse 220 ist, dann sieht man gemäß Fig. 3 einen Brenner oder 40 ausgerüstet, die über einen Riemen 221 von einem eine andere Vorrichtung 170 zur Erzeugung eines nicht gezeichneten Motor angetrieben wird. Der Rotor Blasstromes vor, die einen mit hoher Geschwindigkeit weist verhältnismäßig geringen Durchmesser auf, woströmenden gasförmigen Blasstrom mit einer Tempe- bei das breite Ende einen Durchmesser von 1,5 cm und ratur oberhalb der Temperatur des faserbildenden weniger besitzt. Der Rotor kann mit extrem hohen Materials erzeugt. Der Brenner 170 entspricht im 45 Geschwindigkeiten in Umlauf versetzt werden,
wesentlichen dem Brenner 80 nach Fig. 1, weist jedoch Der Vorherd 10" ist mit einer Zuführungsvorrich-

geringere Abmessungen auf. Der Brenner nach Fig. 3 tung 16" mit einer Spitze 22" ausgerüstet, die eine enthält eine Brennkammer 173 von im wesentlichen Öffnung aufweist, durch die ein Strom S aus flüssigem ringförmiger Gestalt, die durch entsprechende bestän- Glas oder anderem Schmelzgut strömt. Der Schmelzdige Wandungen 175 begrenzt und innerhalb eines 50 gutstrom wird einem Trichter 224 aufgegeben, dessen Metallgehäuses 177 untergebracht ist.

Der Brenner ist mit einer Ringverteilerleitung 179
versehen, die das durch eine Leitung 180 zugeführte
brennbare Gemisch aufnimmt. Er weist ferner eine
verengte öffnung 182 von im allgemeinen ringförmiger 55 geschwindigkeit erzeugten Zentrifugalkräfte bewegt Gestalt auf, die im wesentlichen konzentrisch zur sich das eingeführte Schmelzgut fortschreitend längs Achse des Rotors angeordnet ist. Das durch die Ring- der konisch verlaufenden Innenfläche 212 bis zum breiverteilerleitung 179 zugeführte brennbare Gemisch teren Ende des Rotors. Am breiteren Ende des Rotors wird der Brennkammer 173 durch die Öffnungen in wird das Schmelzgut durch die Zentrifugalkräfte in der gelochten Wandung 184 zugeführt, die die Rück- 60 Form einer Vielzahl von geradlinigen Primärkörpern wand der Brennkammer bildet. Der Zuführungsdruck oder Fasern 226 radial nach außen geschleudert. Vor-

Ende in den Bereich geringsten Durchmessers des Rotors 210 hineinragt, so daß das Schmelzgut in das Innere des Rotors gelangt.

Unter dem Einfluß der durch die hohe Umlauf-

des brennbaren Gemisches an die Brennzone ist verhältnismäßig kräftig und liegt in der Größenordnung von 0,2 bis 0,7 kg/cm². Das Gemisch wird in der Kammer 173 im wesentlichen vollständig verbrannt.

Die intensiv heißen Verbrennungsprodukte werden mit einer Temperatur über 1650° C, d. h. gut oberhalb der Ausziehtemperatur des Glases durch die verengte Öffnung 182 als intensiv heißer, mit hoher Geschwin-

zugsweise ist der Endbereich des Rotors, wie man bei 227 erkennt, gezahnt, wodurch die Unterteilung des Glases in geradlinige Einzelkörper unterstützt und 65 erleichtert wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist ein dem Brenner 170 nach Fig. 3 entsprechender Brenner 170' vorgesehen, der den Rotor 210 umgibt und einen ringförmigen Blasstrom aus intensiv heißen Gasen aus der

digkeit strömender ringförmiger Blasstrom abgegeben. 70 Brennkammer des Brenners durch eine verengte Öff-

nung abgibt. Der Gasblasstrahl trifft auf die äußeren Enden der vorn Rotor abgeschleuderten Primärkörper und zieht diese zu feinen Fasern aus, die in ähnlicher Weise nach Fig. 3 oder durch andere geeignete Vorrichtungen gesammelt werden.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausziehen von Schmelzglas oder anderem geschmolzenem, in der Wärme erweichbarem Material zu Fasern, wobei der Rotor eine konische Gestalt aufweist und im wesentlichen um eine vertikale Achse umläuft. Der Rotor 250 ist hohl und nimmt einen Glasstrom S auf, der ins Innere des Rotors aus einer Zuführungsvorrichtung, wie sie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist, eingeführt wurde. Der zylindrische oder Wellenteil 252 des Rotors ist mit Antriebsscheiben ausgerüstet, die von einem nicht gezeichneten Motor in ähnlicher Weise wie die Vorrichtung nach Fig. 1 angetrieben werden, wobei lediglich Motor und Rotor bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform um vertikale Achsen umlaufen.

Der Rotor 250 weist einen konischen Teil 256 auf, der mit einem anderen konischen Teil 258 größeren Kegelscheitelwinkels in Verbindung steht. Die in Fig. 6 dargestellte Anordnung weist ferner eine Vorrichtung zur Aufbringung des Glasstromes 5¹ auf den konischen Teil 258 des Rotors auf. Ein Rohr 260 erstreckt sich nämlich durch das Innere des Rotors nach unten und trägt eine Düse 262, durch die ein Druckluftstrahl oder ein Strahl aus einem anderen geeigneten Medium austritt.

Der aus der Düse 262 austretende Strahl bewegt sich im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des Stroms 6" und befördert das Schmelzgut bei Auftreffen auf den Strahl seitlich auf die Oberfläche des konischen Teils 258, wo sich ein Film bildet. Der Rotor kann mit vergleichsweise hohen Geschwindigkeiten betrieben werden, und das Schmelzgut wird auf dieser Oberfläche unter dem Einfluß der auf es wirkenden Zentrifugalkräfte senkrecht nach außen bezüglich der Rotorachse geschleudert. Sobald es die Endzone 266 des Rotors erreicht, verläßt es diesen senkrecht zur Rotorachse in Form einer Vielzahl von länglichen Körpern oder Primärfäden 267.

Die Körper treten in einen aus einem Brenner 80' entsprechend dem Brenner nach Fig. 1 austretenden Ausziehblasstrahl ein. Der ringförmigen Verbrennungskammer 85" wird durch die Einlaßleitungen 96' ein brennbares Gemisch zugeführt, das im wesentlichen vollständig innerhalb der Brennkammer verbrennt. Die Verbrennungsprodukte treten aus der verengten Öffnung 108' als intensiv heißer gasförmiger Blasstrom mit hoher Geschwindigkeit und einer Temperatur oberhalb der Erweichungs- oder Ausziehtemperatur des Ausgangsgutes aus.

Die Öffnung 108' ist im wesentlichen ringförmig, und es entsteht ein ringförmiger Blasstrom, der sich in der Nachbarschaft der Endzone 266 des Rotors 250 nach unten bewegt und die sich nach außen bewegenden Primärkörper erfaßt und sie in feine Fasern F auszieht. Die Oberflächenzone des Rotors, aus der das Ausgangsgut abgegeben wird, kann glatt oder auch gezahnt oder mit radialen Rillen versehen sein, durch die das Schmelzgut nach außen den Rotor verläßt. Rotoren dieser Art lassen sich mit verhältnismäßig kleinem, aber auch großem Durchmesser herstellen, wobei die Abmessungen von der Geschwindigkeit abhängen, mit der der Rotor in Umlauf versetzt wird, und von der Eigenschaft und der Größe der gewünschten Fasern.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform fließt der Glasstrom J? in vertikaler Richtung ins Innere des Rotors, und der aus der Düse 262 austretende Luftstrom fördert das Schmelzgut seitlich oder horizontal auf den konischen Teil 258 des Rotors. Beim Umlauf des Rotors entstehen Zentrifugalkräfte, die auf das auf der Fläche des konischen Teils 258 verteilte Schmelzgut wirken, so daß dieses in die Endzone 266 größten Durchmessers wandert, wo es den Rotor radial nach außen verläßt. Der aus der Öffnung 108' austretende Blasstrom trifft auf diese sich nach außen bewegenden Schmelzgutkörper und zieht sie in feine Fasern aus, die auf einem Förderer nach den Fig. 1, 3 und 4 oder in anderer geeigneter Weise gesammelt werden.

Selbstverständlich kann der gasförmige Ausziehblasstrom auch Dampf, Druckluft oder ein anderes strömendes Medium sein, in den das Schmelzgut durch die Zentrifugalkräfte zum Rotor austritt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus in der Wärme erweichbarem mineralischem Material, das aus einem Schmelzbad in Form eines Schmelzstromes einem umlaufenden Verteilerkörper aufgegeben wird, der ihn an seiner Basis in Form einer Vielzahl von länglichen Körpern oder Fäden abschleudert, dadurch gekennzeichnet, daß ein unterhalb der Austrittsöffnung eines Vorherdes (10) ein um eine im wesentlichen horizontal liegende Hohlwelle (28) laufender kegelstumpfförmiger, mit einem nach außen erstreckenden Flansch (46) versehener Verteilungskörper (44) angeordnet ist, der in Höhe seines Basisendes von einem Ringbrenner (80, 85) umgeben ist und dem von außen und von innen auf die Fasersäule wirkende Aufbringvorrichtungen (122, 118) für Überzugsmaterial zugeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine den kegelstumpfförmigen Verteilerkörper (44) umgebende, mitumlaufende, gelochte Wandung (54), die gegenüber dem Flansch (46) stetig nach innen und rückwärts verläuft und eine nach außen erweiternde Übergangsfläche (52) zur gelochten Wandung (54) bildet,

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfläche für den Schmelzstrom die konische Innenfläche des Verteilerkörpers (210) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich Vorrichtungen (112, 116, 118) zum Aufbringen eines Überzugsmaterials auf die Fasern zentrisch durch den konischen Verteilerkörper erstrecken.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 571 807, 668 262, 133, 921976;

USA.-Patentschrift Nr, 2 793 395;
österreichische Patentschrift Nr. 184 319.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1002 010.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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