DE2308075A1

DE2308075A1 - Verfahren zur verarbeitung von feuchten straengen, vorzugsweise glasfaserstraengen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2308075A1
Application number: DE19732308075
Authority: DE
Inventors: Roy Edwin Smith
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1972-03-27
Filing date: 1973-02-19
Publication date: 1973-10-11
Also published as: FR2178574A5; CA981455A; LU67060A1; IT979210B; GB1397511A; BR7301237D0; AU5221973A; US3717448A; JPS5796933U; BE795654A; ZA731410B; NL7302286A

Description

Of» -ΙΝβ. DIPL.-ING. M. SC. DIPL-PHVS. DR. DIPL.-ΡΗΥβ. HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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Owens-Corning Fiberglas Corporation
Toledo, Ohio 43 659, USA

Verfahren zur Verarbeitung von feuchten Strängen,
vorzugsweise Glasfasersträngen und Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verarbeitung von nassen oder feuchten, fadenartigen linearen Strängen, vorzugsweise von Glasfasersträngen, die bei gege-nseitigem Kontakt eine Tendenz zum Zusammenhängen entwickeln sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist übliches Vorgehen bei der Herstellung kontinuierlicher Glasfäden, die Glasfäden dadurch zu schützen, daß man auf die
einzelnen Glasfäden vor ihrer Zusammenfassung zu Strängen,
Strangbündeln od.dgl. und Aufwicklung der nassen Glasfaser-

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stränge zu Wickelpackungen eine Schlichteflüssigkeit oder eine andere Schutzflüssigkeit aufbringt. Zwar verursacht ein solches Vorgehen bei der Verarbeitung nasser Glasfäden lange, nachfolgende Trocknungsvorgänge, die eigentliche Natur der Glasfaden erfordert jedoch das Aufbringen einer schützenden Flüssigkeit, bevor sie zu Strängen oder Bündeln zusammengefaßt werden. Ungeschützte Glasfäden haben die Neigung, bei gegenseitigem Kontakt einander zu reiben, sich zu beschädigen und zu brechen. Deshalb müssen Verarbeitungsvorgänge, die bei der Herstellung kontinuierlicher Glasfäden durchgeführt worden, auf die Glasfäden eine Schutzschicht aufbringen, bevor sie zu einem Strang zusammengefaßt werden.

Das darauffolgende Trocknen der nassen aufgewickelten Strangpackungen ist ein langwieriges Vorgehen und bewirkt die Wanderung von Feststoffen in der Schlichte bzw. Beschichtung in den Strangpackungen, da sich die Flüssigkeit zur Verdampfung an die Peripherie der Packungen bewegt. Eine solche Bewegung der Feststoffe führt dann zu der Tendenz einer Konzentration dieser Feststoffe in den Strangbereichen, die in der Nähe der Peripherie der Packung lokalisiert sind. Da sich auf diese Heise Stränge aus solchen Packungen ergeben, die unterschiedlich Anteile von Feststoffen über ihre Länge verteilt aufweisen, sind die Strangeigenschaften über die Länge gesehen ebenfalls nicht gleichmäßig und dementsprechend sind solche Stränge nicht vollständig zufriedenstellend. Nach dem Trocknen sind aufgewickelte Packungen von Glassträngen fertig für weitere Verarbeitungsschritte. Die Art dieser Verarbeitung hängt ab von der letztendlichen Verwendung des Stranges, der bestimmt ist von solchen Dingen wie dem einzelnen Fadendurchmesser oder der Anzahl der Fäden in einem Strang oder Bündel.

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So können für textile Anwendungszwecke/geeignete^ Glassträngen noch Verzwirnungs- und Fachungsvorgangen zugeführt werden. Glasstränge, die als Verwendung zur Verstärkung von Materialien, beispielsweise Kunststoffen/ geeignet sind, können zu einem Roving verarbeitet werden, anschließend wird dieser Roving,der einen Glasseidenstrang mit nur ganz geringer Drehung darstellt bzw. auch als Vorgarn bezeichnet werden kann, in kürzere Längsstücke zerhackt. Jeder dieser Verarbeitungsvorgänge erfolgt, nachdem die Packung getrocknet ist. Dabei ist jedoch jede dieser den Strang weiterverarbeitenden Vorgänge zeitraubend und kostspielig. Beispielsweise halten eine Anzahl von Aufsteckgattern die Packungen mit den getrockneten Strängen, wenn ein Roving hergestellt werden soll, und Wickelapparate verbinden die Stränge m-iteinander und wickeln die miteinander verbundenen Stränge zu einer Wickelpackung auf, d.h. es wird schließlich ein sogenannter Rovingball gebildet. Aufgrund der kohäsiven Kräfte der Schlichte hängen die einzelnen Fäden eines Stranges aneinander, so daß die Strangfäden in etwa zusammenhalten. Dementsprechend ist ein Glasroving ein aus Strängen bestehendes Bündel, das seinerseits wieder aus Glasfäden besteht, die durch die auf die Glasfäden während ihres Herstellungsvorganges aufgebrachten Schlichte zusammenhalten.

Man kann sich vorstellen, daß übliche Verarbeitungsvorgänge, darin eingeschlossen Trocknungsvorgänge, langsam und mühselig vor sich gehen. Selbst unter Inkaufnahme dieser Nachteile ist das durch die bekannten Maßnahmen und Verfahren hergestellte Strangprodukt nicht vollständig zufriedenstellend, und zwar aufgrund der schon erwähnten Wanderung der Feststoffe innerhalb der trocknenden Strangpackung, da auf diese

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Weise ein Strangerzeugnis gebildet wird, welches über seine Länge gesehen keinen gleichmäßigen Anteil der Schlichtefeststoffe aufweist. Darüberhinaus ergibt sich als v/eiterer Nachteil dann, wenn die nassen Stränge zu einer Packung aufgewickelt und anschließend getrocknet werden, daß kohäsive Kräfte der Schlichte die Tendenz entwickeln, angrenzende Stränge aneinander festzuhalten, so daß während der v/eiteren Verarbeitungsschritte auch Brüche der Stränge auftreten können,

Auch ist es bei diesen weiteren Verarbeitungsvorgängen notwendig, dass Bedienungspersonal vorhanden ist, welches die Stränge von Hand in Schlitze einführt, die an Strangquerfuhrungsanordnungen vorgesehen sind und die bei Wickelmaschinen auftreten. Dieses langsame von Hand-einfadeln ist mit den Hochgeschwindigkeits-Wickelmaschinen, die dabei verwendet werden, in keiner Weise vereinbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, mit welchem verhindert werden kann, daß eine Feststoffwanderung in den aufgewickelten Strängen auftritt und dadurch entsprechende Ungleichmäßigkeiten entstehen.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von dem eingangs genannten Verfahren und besteht erfindungsgemäß darin, daß die Stränge voneinander getrennt einer Wickelzone zugeführt und in einem begrenzten, die Stränge zu einem nicht zusammenhängenden Zustand auftrocknenden Raum einer hochfrequenten elektrischen Energie unterv/orfen werden, wobei zur Entfernung der dort gebildeten Feuchtigkeit ein Gas durch den Raum gedrückt wird und daß die trockenen Stränge anschließend zu einem kontinuierlichen Strangbündel (Roving) zusammengefaßt werden.

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Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil, daß die Stränge in einem nahezu durchgetrocknetem Zustand auf die Packung aufgewickelt werden, auf jeden Fall jedoch in einem Zustand, in welchem sie nicht mehr die Tendenz haben, aneinander zu kleben, oder bei welchem irgendein Wandern der Feststoffe auftreten könnte.

Die Erfindung besteht also darin, daß die Stränge, die aus einer vorgegebenen Anzahl von Glaseinzelfäden bestehen, Seite an Seite in zueinander im Abstand gehaltenem Verhältnis einem begrenzten Raum zugeführt werden, der einen Resonanzhohlraum bildet, in welchem die Stränge dem Einfluß einer hochfrequenten elektrischen Energie unterworfen v/erden, so daß sie so aufgetrocknet werden, daß sie nunmehr in einem nicht mehr zusammenhängenden Zustand befindlich sind. Dabei wird durch den Hohlraum ein Gas bewegt, um die während des Trocknungsvorgangs entstehende Feuchtigkeit zu entfernen; anschließend werden dann die Stränge zu einem Strangbündel zusammengefaßt. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Stränge auch weiterhin voneinander getrennt zu halten und in dieser getrennten Konfiguration dem Wickelbereich zuzuführen, wo sie dann voneinander im Abstand auf eine einzige Wickelpackung aufgewickelt werden; auch in diesem Falle tritt ein Wandern von Feststoffen nicht mehr auf.

Der Erfindung gelingt es daher erstmals, Glasfaserstränge herzustellen, die auch nach längerer Lagerung vollständig einheitlich bleiben und keine unterschiedliche Schlichteverteilung über ihre Länge mehr aufweisen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

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Im folgenden werden auf Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren im einzelnen näher eingegangen. Dabei zeigen:

Figur 1 in einer Vorderansicht eine erfindungsgemäße Verarbeitungsvorrichtung zur Herstellung und Verarbeitung kontinuierlicher Glasfaden zu einem auf einer Packung aufgewickelten Roving;

Figur 2 zeigt die Darstellung der Figur 2 in einer Seitenansicht;

Figur 3 zeigt in perspektivischer Darstellung die in

der Vorrichtung der Figuren 1 und 2 verwendete Mikrowellentrocknungseinheit;

Figur 4 zeigt ebenfalls in perspektivischer Darstellung eine vergrößerte Schnittdarstellung durch die Trocknungseinheit der Figur 3_f

Figur 5 zeigt in einer Seitenansicht ein abgeändertes Ausführungsbeispiel einer Mikrowellentrocknungseinheit zur Verwendung in Verbindung mit der Vorrichtung der Figuren 1 und 2,

Figur 6 zeigt eine weitere Mikrowellen-Trocknungseinheit,

Figur 7 zeigt die Mikrowellen-Trocknungseinheit der Figur 6 in einer Seitenansicht,

Figur 8 zeigt in einer mehr schematischen Darstellung eine Glasfaserschnitzelvorrichtung in einer Seitenansicht, mit welcher der erzeugte Roving in kürzere Längsschnitte geschnitten werden kann;

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Figur 9

zeigt in einer Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung und Aufwicklung von kontinuierlichen Glasfäden auf einer Packung?

Figur 10 zeigt ausschnittsweise die Darstellung der

Figur 9 in einer Ansicht von vorn, wobei lediglich die Wickelapparatur und die Trocknungseinheit dargestellt ist,

Figur 11 zeigt in einer Aufsicht ein kammähnliches

Strangquerführungselement, welches für eine Vielzahl von Strängen verwendet werden kann, dabei ist das Querführungselement außer Eingriff zu den Strängen dargestellt,

Figur 12 zeigt die gleiche Darstellung der Figur 11, wobei sich jedoch das Querführungselement in Eingriff mit den Strängen befindet, während die

Figur 13 in einer eher schematischen Vorderansicht die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtungen aufgewickelte Packung- zeigt, wie die gewonnenen Glasfaserstränge mehreren Spulen' bei einem Zwirnvorgang zugeführt werden.

Zwar ist das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung bestimmte Vorrichtung besonders geeignet, bei der Verarbeitung von in Wärme erweichendem, faserbildendem mineralischem Material bei der Herstellung von Fäden, beispielsweise

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verwendet werden also bei geschmolzenem Glas/ wobei eine solche Vorrichtung einzelne geschmolzene Glasströme zu Glasfäden auszieht, die einzelnen Glasfäden zu einem Strang zusammenfaßt und den Strang zu einer Wickelpackung aufwickelt, die erfindungsgemäße Vorrichtung und das entsprechende Verarbeitungsverfahren sind jedoch auch für andere Arten linearer Elemente, beispielsweise einfädiger oder vielfädiger, linearer strangähnlicher Elemente oder anderer Faserformen der Materialien, v/ie beispielsweise Nylon, Polyester u.dgl., zu verwenden. Dementsprechend stellt die im folgenden angegebene Verwendung von Glassträngen und Glasbündeln bei einem Glasfaden bildenden Vorgang lediglich .ein Beispiel für die Arbeitsweise der Erfindung dar. Die Erfindung selbst hat ein weites Anwendungsgebiet auch bei anderen textlien Bearbeitungsvorgängen, darin eingeschlossen die Verarbeitung vielfädiger linearer strangähnlicher Einheiten und Elemente wie Garne, Korde u.dgl.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung zur Herstellung eines Glasrovings, das ist ein aus Einzelglasfäden zusammengesetzter Strang geringer Drehung bzw. ein Vorgarn in Verbindung mit einem Glasfäden erzeugenden Vorgang. Die dargestellte Vorrichtung verarbeitet kontinuierliche Glasfaden aus geschmolzenen Glasströmen und kombiniert die kontinuierlichen Glasfäden feucht mit einer Schlichteflüssigkeit zu einer vorgewählten Anzahl von Fadenbündeln oder Stränge, bevor die Stränge dann zu Strangbündeln zusammengefaßt werden. Da die Schlichte auf den Strängen die Tendenz hat, einen Zusammenhang zwischen den n-assen Strängen bei gegenseitigem Kontakt zu begünstigen und auch einen solchen Zusammenhang bei Auftrocknen der Stränge zu verbessern und zu verstärken, unterwirft die erfindungsgemäße Vorrichtung die getrennt vorlaufenden Glasstränge Bedingungen, die ein Auftrocknen in einem nichtzusainmenhängenden Zustand begünstigen, bevor die Stränge

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zu einem Strangbündel oder einem Roving zum Aufwickeln von einer Wickelvorrichtung zusammengefaßt werden. Wie gezeigt, enthält ein Behälter 10, nämlich ein Speiser einen Vorrat geschmolzenen Glases. Der Behälter 10 kann mit einem vorherd verbunden sein, der von einem Ofen geschmolzenes Glas zuführt oder kann mit Mitteln verbunden sein, die Glas in Form von Glaskugeln einer Schmelzvorrichtung oder sonstigen, dem Behälter 10 zugeordneten Anordnungen zufüh^_n^wobei die Schmelzvorrichtung dann die Glaskugeln zu einem geschmolzenen Zustand reduziert. An den Enden des Behälters 10 sind Anschlüsse 12 vorgesehen, die mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden sind, um über übliche Widerstandsheizung dem in dem Behälter 10 befindlichen geschmolzenen Glas Wärme zuzuführen, um das geschmolzene Glas auf geeignete, faserbildende Temperaturen und Viskositäten zu halten. Der Behälter 10 verfügt über einen Bodenteil 14 mit einer Vielzahl von öffnungen oder Durchlässen, um Ströme 16 geschmolzenen Glases aus dem Behälter 10 auszulassen. Wie gezeigt, bestehen diese öffnungen aus einer Vielzahl sich nach unten erstreckender Vorsprünge oder röhrenförmiger Elemente 18, die mit öffnungen versehen sind.

Die geschmolzenen Glasströme 16 werden zu kontinuierlichen Glaseinzelfäden 20 ausgezogen bzw. verdünnt, die von einem kammähnlichen Sammelschuh 23, der unterhalb des Behälters angeordnet ist, zu einer vorgewählten Anzahl von Bündeln oder Strängen 22 zusammengefaßt v/erden. Wie gezeigt, faßt der Sammelschuh 23 die Fäden 20 zu vier Strängen 22 zusammen, dabei besteht der Sammelschuh aus einer Basislagerung 24 und Fingern 25, die von der Basislagerung 24 vorspringen. Indem jeweils ein Faserbündel oder Faserstrang 22 gebildet wird, laufen eine vorgewählte Anzahl von Einzelfäden 20 über konvergiernde Wege nach unten, vereinige sich und laufen etwas

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um eine in Längsrichtung sich erstreckende Oberfläche auf einem der Finger 25. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 laufen dann die Stränge 22 von den Fingern 25 wiederum über konvergierende Wege, die sich allgemein in einem Winkel von 10 bis 30° zur Vertikalen erstrecken.

Zwar ist es möglich, die Fäden 20 lediglich durch Aufbringung von Wasser auf dieselben zu schützen, in den meisten Anwendungsfällen ist es jedoch erwünscht, eine konventionelle Schlichteflüssigkeit oder eine andere Uberzugsflüssigkeit auf die Fäden 20 aufzubringen. Die Darstellung der Qgur 1 und 2 zeigt Sprühdüsen 26 und 27 nahe dem Bodenteil 14 des Speisers 10. Die Sprühdosen sprühen Wasser auf die neugebildeten Fäden 20, bevor der Sammelschuh 2 3 die Fäden 20 zu Einzelsträngen 22 zusammenfaßt.

Ein Applikator 28, der innerhalb eines Gehäuses 30 direkt oberhalb des kammartigen Sammelschuhs 23 gelagert ist, bringt auf die durchlaufenden Einzelfäden 22 eine Schlichteflüssigkeit oder eine andere Uberzugsflüssigkeit auf. Der Applikator 2 8 kann in beliebiger bekannter Weise ausgebildet sein. Er kann beispielsweise einen endlosen Riemen umfassen, der sich so bewegt, daß er durch die in dem Gehäuse 30 enthaltene Schlichteflüssigkeit oder die andere Uberzugsflüssigkeit läuft. Wenn dann die Einzelfäden 20 über die Oberfläche des Applikators 28 laufen, wird einiges der Flüssigkeit auf dem Applikator auf sie übertragen. Dementsprechend sind die sich auf den Sammelschuh zu bewegenden Fäden 20 naß bzv/. angefeuchtet und haben eine Tendenz bei Kontakt untereinander einen Zusammenhang zu bewirken. Diese Tendenz einer Bewirkung eines Zusammenhanges vergrößert sich, wenn die. Fäden auftrocknen.

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Zwar bringt die beschriebene Anordnung normalerweise eine .Schlichteflüssigkeit auf die Fäden 20 auf, es ist jedoch auch möglich, eine spezielle flüssige Beschichtungsmlschung auf die* durchlaufenden Fäden aufzubringen. So kann beispielsweise eine wäßrige Dispersion eines Resorzinol-Formaldehydharzes aufgebracht werden.

Nachdem der Samme1schuh 23 die feuchten Fäden 20 zu Einzelsträngen 22 zusammengefaßt hat, werden die sich vorwärtsbewegenden getrennten feuchten Glasstränge 22, gemäß der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtung, Bedingungen unterworfen, die ein Auftrocknen der Stränge zu einem nichtzusammenhängeden Zustand begünstigen, bevor diese zu einem Strangbündel zum Aufwickeln auf einer Wickelanordnung 40 zusammengefaßt werden. Normalerweise trocknet eine Trocknungsariordnung die Stränge 22 vollständig durch, bevor die beschriebene Vorrichtung die Stränge 22 zu einem Strangbündel zusammenfaßt. Hie gezeigt, laufen die nassen und getrennten Stränge 22 zu einer Strangtrocknungsvorrichtung, die eine Hochfrequenz-

nungs
Trock/ .anordnung, beispielsweise eine Mikrowelleneinheit 42 umfassen kann, die eine Trocknung der Stränge 22 bewirkt, bevor die Vorrichtung sie zu einem Gesamtbündel trockener Stränge bzw. einem Roving 44 zusammenfaßt. Wie hierzu genauer den Figuren 2 und 3 entnommen v/erden kann, faßt die Trocknungseinheit 42 die Stränge 22 an ihrem Auslaßende zu einem kontinuferlichen linearen Strangbündel 44 aus vollständig getrockneten Strängen 22 zusammen, um sie dann der Aufwicklung durch die Wickelanordnung zuzuführen. Die Trocknungseinheit 42 empfängt dabei die von ihr benötigte Mikrowellenenergie von einem Mikrowellengenerator über einen Wellenleiter 46, der Generator kann ein Magnetron 45 sein.

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Das Strangbündel bzw. der Roving 44 aus getrockneten Strängen 42 sammelt sich dann als Wickelpackung 47 auf der Wickelvorrichtung 40 an, die die Stränge 22 (bzw. dann schon den Roving 44) mit linearen Geschwindigkeiten zwischen etwa 1500 Meta: bis 4500 Meter pro Minute auszieht, d.h. zu sich heranzieht. Ein Querführungselement 48 ist dabei auf einer Lagerung 50 der Wickelvorrichtung 40 zur Durchführung einer hin- und heralufenden Bev/egung montiert und bewegt das herankommende Strangbündel bzw. den Roving 44 zurück und nach vorn in Längsrichtung zur Wickelpackung 47, wenn der Roving 44 auf eine Sammelfläche, beispielsweise auf eine Röhre 52 aufgewickelt wird, die teleskopartig über eine Spindel oder einen Spulkopf 54 geschoben ist, die von der Wickelvorrichtung in eine Drehbewegung versetzt wird. Da jeder Strang 22 als Teil eines gemeinsamen Strangbündels 44 auf die Wickelpackung 47 aufgewickelt wird, haben die Längen jedes Stranges auf dem Strangbündel 44 in der Packung 47 die Tendenz, in ihrer Länge einander gleich zu sein.

Die Lagerung 50 ist eine Anordnung, die eine stufenlos feine Einstellung des Querführungselementes 48 bewirkt und eine rückwärtige Einheit 56, eine vordere Einheit 58 und ein Nockengehäuse 60 umfaßt. Jede der Einheiten 56 und 58 bewegt sich um eine zu der Spindel 54 und der Wickelpackung 57 im Abstand gehaltene separate Achse.

Die rückwärtige Einheit 56 ist schwenkbar auf einem sich von der Wickelvorrichtung 40 erstreckendem Lagerrohr 62 montiert. Das in Figur 2 angegebene Bezugszeichen A zeigt die Achse an, um welche die rückwärtige Einheit 56 sich für eine einwandfreie Positionierung bewegt. Die vordere Einheit 58 ist am vorderen Bereich der rückwärtigen Einheit 56 montiert und bewegt sich um eine Achse, die in Figur 2 mit dem Bezugszeichen B

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bezeichnet ist. Die Achsen A und B stehen zueinander in einer abstandsmäßigen Beziehung und erstrecken sich parallel in Längsrichtung zu der Spindel 54.

Das Nockengehäuse 60 ist auf dem vorderen Bereich der vorderen Einheit 58 montiert und erstreckt sich in einer im wesentlichen zu der Drehachse der Spindel parallelen Richtung. Das Querführung se lernen t 58 ist am Nockengehäuse 60 gleitend angeordnet, dabei führen ein im Inneren der Wickelvorrichtung 40 und der Lagerung 50 angeordneter Motor 40 und eine Antriebsanordnung das Querführungselement 48 in Längsrichtung zu der Wickelpackung 47 hin und her.

Das Querführungselement der Wickelvorrichtung 40 bewegt das durchlaufende Strangbündel 44 in Längsrichtung zur Sammelröhre 52 nach vorn und zurück, um das Strangbündel 44 beim

47
Aufbau der Wickelpackung/durch die Wickelvorrichtung 40 zu verteilen. Die dem Strangbündel 44 von der Gesamtquerführungsanordnung verliehene Bev/egung ist seitlich in der Laufrichtung des Strangbündels zu der Wickelpackung 47 und ist eine Kombination einer Bewegung, die dem Bündel verliehen wird von dem sich schnell hin- und herbewegendem Querführungselernent 48 und von der sich langsamer hin- und herbewegenden Lagerung 50. Wie gezeigt, führt die Wickelvorrichtung die Lagerung 50 dadurch hin und her, daß sie das Lagerrohr 62 entlang der Achse A vor und zurückschiebt.

Die Wickelvorrichtung 40 stellt ein Ausführungsbeispiel einer beim Aufbau einer Wickelpackung aus dem Roving 44 zweckvoll verwendbaren Wiekelanordnung dar. Es kann in diesem Zusammenhang vorteilhaft sein, eine Wiekelanordnung zu verwenden, wie öle in der US-PS 3,367,587 beschrieben ist, eine solche Wickelanordnung bildet eine zylindrisch aufge-

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wickelte Packung. Es versteht sich aber, daß zum Aufwickeln des Strangbündels 44 bzw. Rovings auch andere Wickelanordnungen verwendet werden können.

Die Figuren 3 und 4 zeigen in größerer Darstellung die Trocknungseinheit 42. Wie die Figuren zeigen, besteht die Trocknungseinheit 42 aus einem röhrenförmigen Gehäuse 70, welches aus einem elektrisch leitendem Material hergestellt ist und an beiden Enden abgeschlossen ist, um einen zylindrischen Resonanzhohlraum 72 zu erzeugen, der über den Wellenleiter 46 von dem Magnetron 45 erregt wird. Das röhrenförmige Gehäuse weist ein verschlossenes Einlaßende 78 auf mit einem Durchlaßschlitz 80 für die Stränge von ausreichender Größe, um das Eintreten der feuchten und zueinander einen Abstand einhaltenden Stränge 22 zu ermöglichen, die über konvergierende Wege in den Resonanzhohlraum 72 einlaufen. Am geschlossenen Auslaßende 82 des röhrenförmigen Gehäuses 70 ist ein Auslaßschlitz 84 für die Stränge vorgesehen, der die getrockneten Stränge 22 zu einem größeren Strangbündel 44 zusammenfaßt. Das Gehäuse 70 verfügt weiterhin über einen Verbindungsschlitz 86 für die Stränge, der mit dem Durchlaßschlitz 80 und dem Auslaßschlitz 84 sowie dem Resonanz"hohlraum 72 in Verbindung steht. Der Verbindungsschlitz 86 erstreckt sich axial in der Seitenwand des röhrenförmigen Gehä-uses 70 und auch teilweise über die abgeschlossenen Endteile 78 und 82 in Ausrichtung zu dem Durchlaßschlitz 80 und dem Auslaßschlitz 84. Die Breite des VerbindungsSchlitzes ist, wie gezeigt, die gleiche wie die Breite des Durchlaßschlitzes 80 und des Auslaßschlitzes Eine Bedienungsperson kann daher die Stränge 22 zum Durchlauf durch die Trocknungseinheit 42 schnell in Position bringen, indem er die Stränge in die Schlitze 80 und 84 un-d durch den Verbindungsschlitz 86 einführt.

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Die Position des abschließenden Endbereiches 85 des Auslaßschlitzes 84 stellt eine Oberfläche dar, die die Stränge 22 näher zusammen und von der Oberfläche wegbringt. Wie gezeigt, befindet sich der abschließende Endbereich 85 in der Längsachse des Gehäuses 70. Eine solche Position lokalisiert die sich vorwärtsbewegenden, konvergierenden Stränge zentraler in dem Resonanzhohlraum, zusätzlich zu der auf die Stränge einwirkenden Zusammenfaßwirkung.

Da die Stränge 22 über die Oberfläche des abschließenden Endbereiches 85 des Auslaßschlitzes 84 laufen, verwendet die Trocknungseinheit 42 einen Einsatz 88, der zur Definition der Oberfläche des Auslaßschlitzes 84 beiträgt. Die Anordnung ist in Figur 4 genauer dargestellt; der Einsatz versieht den Auslaßschlitz 84 mit einer weichen abgerundeten Oberfläche, die die darüberlaufenden Glasfaden nicht abreibt oder sonstwie beschädigt. Da die Teilbereiche 90 des abschließenden Endbereiches 82 dem Körper des Einsatzes 88 formmäßig entsprechen _t ist lediglich die abgerundete Oberfläche des Einsatzes 88, die den engsten Bereich des Auslaßschlitzes 84 bildet, selbst dem Resonanzhohlraura ausgesetzt. Demertsprechend schirmt das Material des abgeschlossenen Auslaßendes 82 des röhrenförmigen Gehäuses 70 den Resonanzhohlraum 72 wirksam von dem Ma-terial des Einsatzes 88 ab. Wie Figur 4 zeigt, definiert ein weiterer Einsatz 82 allgemein den Einlaß-schlitz 80 in Form einer abgerundeten Oberfläche. Wie beim Auslaßschlitz 84 entsprechend Teilbereiche 94 des abgeschlossenen Einlaßendes 78 des Gehäuses 70 formmäßig dem Einsatz 82 und schützen den Resonanzhohlraum gegenüber dem Material des Einsatzes 92. Obwohl die Einsätze 88 und 82 normalerweise aus einem elektrisch nichtleitenden Material hergestellt

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sind, welches mit Glas kompatibel ist, beispielweise aus Micarta oder einem geeignetem keramischen Werkstoff, ist es auch möglich, diese Einsätze aus elektrischleitendem Material, beispielsweise aus Messing oder Graphit herzustellen.

Es ist zwar auch möglich, auf Mikrowellen beruhende Trocknungseinheiten zu verwenden, die höhere Schwingungsarten verwenden, bei dem in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispfel arbeitet jedoch der zylindrische Resonanzhohlraum 72 in seinem Grundtyp bzw. in der Hauptschwingungsart, um die Mikrowellenenergie in die Flüssigkeit auf den Strängen 22 zu koppeln. Genauer gesagt, arbeitet die Trocknungseinheit in der TM_Q. -Schwingungsart, wobei sich die elektrischen Feldkomponenten oder Linien in einer Richtung parallel zur Längsachse des Resonanzhohlraumes erstrecken und wobei das elektrische Feld von im wesentlichen Null entlang der inneren Wandoberfläche des röhrenförmigen Gehäuses 70 bis zu einem Maximum entlang der Längsachse des Resonanzhohlraumes 72 ansteigt. Der Anstieg der elektrischen Feldintensität stellt eine gekrümmte Linienfunktion dar, die eine wesentlich höhere elektrische Feldintensität im Zentralberaich des Resonanzhohlraums 72, bezogen auf die äußeren Bereiche des Hohlraumes erzeugt; das Querprofil der elektrischen Feldintensität ist über die Länge des Resonanzhohlraumes 72 uniform und gleichmäßig. Entsprechend der Feldorientierung der Hauptschwingungsart TM₀₁₀ in einem zylindrischen Resonanzhohlraum, orientiert sich das magnetische Feld selbst quer zu dem Hohlraum 72. Die magnetischen Feldkomponenten bzw. Feldlinien erstrecken sich daher kreisförmig um die Längsachse des Hohlraums. Sie sind in jeder beliebigen Querebene als konzentrische Kreise angeordnet, die auf die Längsachse des Resonanzhohlraumes zentrisch bezogen sind. Die Intensität des magnetischen Feldes steigt von im wesentlichen Null an der Längsachse

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des Resonanzhohlraumes bis zu einem Maximum an den inneren Wandoberflächen des röhrenförmigen Gehäuses 70 an.

Bei der Verwendung der meisten Schlichteflüssigkeiten und anderer Beschichtungen ist es zweckmäßig, die auf Mikrowellenheizung beruhende Trocknungseinheit 42 allgemein im Bereich zwischen etwa 2400 bis 5000 Megaherz zu betreiben, um die Flüssigkeit von den sich mit linearen Stranggeschwindigkeiten zwischen 1500 m und 4500 m pro Minute bewegenden Strängen zu entfernen. Es versteht sich, daß die Frequenzen und die Geschwindigkeiten notwendig unter unterschiedlichen Bedingungen und bei unterschiedlichen Beschichtungen verändert v/erden können.

Eine geeignete Vorrichtung liefert dem Resonanzhohlraum 72 Luft zu. Wie gezeigt, ist eine Luft unter geeignetem Druck enthaltende Druckluftquelle an das eine Ende einer Röhre 96 angeschlossen, deren anderes Ende mit dem Resonanzhohlraum 72 in Verbindung steht. Die Luft spült und reinigt den Resonanzhohlraum 72 um sicherzustellen, daß der Hohlraum nicht mit Feuchtigkeit gesättigt wird; darüberhinaus kühlt die sich bewegende Luft, da die in der Trocknungseinheit 72 aufgebrachte Leistung Wärme in den Wänden des röhrenförmigen Gehäuses 70 erzeugt, die inneren Oberflächen des röhrenförmigen Gehäuses Dabei kann es auch sinnvoll sein, dem Resonan—zhohlraum 72 Luft durch den Wellenleiter 47 zusammen mit der Mikrowellenenergie zuzuführen.

Es ist weiterhin vorteilhaft, dem Resonanzhohlraum 72 vorgewärmte, geheizte Luft zuzuführen. Figur 5 zeigt die in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Trocknungseinheit in modi fizierter Form, um dem Resonanzhohlraum 72 durch den Wellenleiter zusammen mit der Mikrowellenenergie von dem Magnetron 45

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geheizte Luft zuzuführen. Die Vorrichtung umfaßt einen Erhitzer-und Gebläseanordnung 98 und eine Leitung 100. Die Leitung 100 verbindet die Erhitzer-Gebläseanordnung 98 mit dem Inneren des Wellenleiters 46. Es versteht sich, daß man erhitzte Luft auch in anderer Weise, beispielsweise durch die oben erwähnte Röhre 96 in den Resonanzhohlraum 72 einführen kann.

Die den Resonanzhohlraum 72 durchblasende und reinigende Luft kontrolliert die relative Feuchte in dem Resonanzhohlraum 72 und regelt damit auch das Ausmaß, gemäß welchem die Luft in dem Resonanzhohlraum 72 in der Lage ist, Dampf, beispielsweise Viasserdampf, der von der Flüssigkeit auf den sich bewegenden Strängen 22 während des Trockenvorgangs in dem Resonanzhohlraum 72 abgegeben wird, zu absorbieren. Erhitzte Luft ist bei der Kontrolle der relativen Feuchtigkeit in dem Resonanzhohlraum 72 besonders zweckvoll. Allgemein gesagt, ist erhitzte Luft bei der Kontrolle der relativen Feuchtigkeit unter solchen Bedingungen, bei denen größere Anteile von Dampf aus der Flüssigkeit auf den Strängen 22 freigegeben werden, wesentlich wirkungsvoller. Es dürfte deshalb üblicherweise Luft höherer Temperaturgrade in den Resonanzhohlraum 72 eingeführt werden, wenn Bedingungen größerer Feuchtigkeitsverdampfung in dem Hohlraum 72 vorherrschen. Im allgemeinen ist eine Temperatur der erhitzten Luft von etwa 50°C angemessen; es können jedoch auch Lufttemperaturen von 120°C oder mehr zweckmäßig sein.

Die Geschwindigkeit der sich in den Resonanzhohlraum 72 hineinbewegenden Luft sollte gering genug sein, damit die Stranglinien im wesentlichen ungestört gehalten werden. Beim Betrieb wird vorzugsweise eine relative Feuchte in dem Resonanzhohlraum 72 unterhalb von 50% eingehalten.

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Dabei sollte jedoch die den Resonanzhohlraum 72 reinigende Luft die relative Feuchte in dem Resonanzhohlraum 72 mindestens so niedrig halten, daß die Aufnahme, d.h. die Absorption des Dampfes durch die Luft in dem Hohlraum mindestens in dem Maße erfolgt, wie die Verdampfung der Flüssigkeit auf den Strängen 22. Abgesehen von einer Modifizierung der Lufttemperatur kann auch die Geschwindigkeit der Luftzuführung zu dem Hohlraum 72 variiert werden.

Es können im übigen auch andere Gase als Luft zur Reinigung des Resonanz-hohlraums 72 verwendet werden. Beispielsv/eise kann die Verwendung eines inerten Gases, beispielsv/eise Stickstoff, da zweckmäßig sein, wo das Beschichtungsmaterial, beispielsweise ein polymeres Beschichtungsmaterial, auf den Strängen hinsichtlich einer Luftrocknung empfindlich ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 4 wird ein Wellenleiter 46 zu einer Kopplung der Mikrowellenenergie von dem Magnetron 45 in den Resonanzhohlraum 72 verwendet, es können jedoch auch andere Mittel zur übertragung der Mikrowellenenergie von dem Magnetron 45 zur Trocknungseinheit 42 verwendet werden. Beispielsweise kann ein koaxiales Kabel mit einer Schleifenkopplung verwendet werden.

Bei der üblichen Trocknungsprozedur der Trocknuhgseinheit 72 werden die Strängen 22 vor dem Zusammenfassen zu einem Strangbündel 44 vollständig aufgetrocknet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bewegen sich die feuchten oder nassen Stränge 22 entlang konvergierender Wege in das röhrenförmige Gehäuse 70 durch den Einlaßschlitz 80. Die Seite an Seite angeordneten Stränge 22 laufen in Längsrichtung durch das röhrenförmige Gehäuse 70 in der zentral in dem Gebiet um die Längsachse des zylindrischen Resonanzhohlraums 72 loka-

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lisierten Zone höhrer elektrischer Feldintensität. Die Energie in dem elektrischen Feld heizt die Flüssigkeit auf den durchlaufenden Strängen zur Verdampfung auf, wobei sich die Stränge zum Auslaßschlitz 84 bewegen. Die vollständig getrocknete Stränge 22 kommen dann als Strangbündel 44 an dem Auslaßschlitz 84 zusammen. Da die nassen oder feuchten Stränge 22 mit einer Schlichteflüssigkeit oder einer anderen Beschichtungsflüssigkeit versehen worden sind, sind die die trockenen Stränge 22 bildenden Einzelfäden 20 miteinander verbunden bzw. hängen aneinander, aufgrund der in der Schlichte oder in der Beschichtung enthaltenden Feststoffe. Die Stränge 22 des Strangbündels 44 sind jedoch nicht miteinander verbunden, obwohl die Wickelvorrichtung 40 ein einziges Strangbündel 44 aufwickelt.

Zwar ist es normalerweise erwünscht, die Stränge 22, bevor sie zu einem Strangbündel 44 zusammengefaßt werden, vollständig zu trocknen. Es ist jedoch lediglich notwendig, die Stränge so weit zu trocknen, daß sie sich in einem nichtzusammenhängen-den Zustand miteinander befinden. Selbst Stränge, die lediglich mit Wasser angefeuchtet sind, haben eine Tendenz, einen Zusammenhang'oder ein Zusammenhängen untereinander bei Berührung zu bewirken. Dementsprechend müssen die Stränge 22, bevor sie zu dem Strangbündel zusammengefaßt werden, in einem nichtzusammenhängenden Zustand aufgetrocknet werden.

Die Figuren 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Strangtrocknungseinheit bei gleichzeitigem Zusammenführen unter Verwendung einer Mikrowellentrocknungs-Einheit 142 mit einem zylindrischen Resonanzhohlraum 172, der über einen Wellenleiter 146 von einem Magnetron erregt wird. Die nassen Stränge 22 laufen durch die Trocknungseinheit

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fiber konvergierende Wege, die an einem Punkt jenseits (in den Figuren 5 und 6 unterhalb) des Auslaßschlitzes der Trocknungseinheit 142 zusammenlaufen. Wie gezeigt, ist im Abstand zum Auslaßschlitz der Trocknungseinheit 142 ein Auge 188 angeordnet, welches die Stränge 22 zu einem Strangbündel zusammenfaßt. Wie im Fall der Trocknungseinheit 42 liefert eine Röhre 186 unter Druck stehende Luft zum Resonanzhohlraum 142.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann eine koaxiale Leitung an Stelle des Wellenleiters verwendet werden.

Die in den Figuren 1 bis 7 gzeigten Ausführungsbeisp-iele verwenden eine Anordnung mit einer Mikrowellenheizung zum Trocknen der Stränge. Es können jedoch auch andere Trocknungsanordnungen verwendet werden. Beispielsweise können andere Hochfrequenzheizanordnungen verwendet werden, die I.nfrarotenergie und dielektrische Energien verwenden. Es ist auch möglich, noch andere Heizungsanordnungen, darin eingeschlossen thermisch arbeitende üfen zu verwenden, selbst wenn solche öfen offene Flammen verwenden. Allerdings ist die in den meisten Fällen

eine bevorzugte Heizung/ _elektromagn-etiscjie Wellenenergie im Mikrowdlenberei cn.

Das aus getrockneten Strängen 22 bestehende lineare Strangbündel 44 ist insbesondere bei solchen Verarbeitungsvorgängen nützlich, bei denen kurze Längen von Glassträngen verwendet werden, beispielsweise bei der Herstellung glasfaserverstärkter Kunststoffe. Figur 8 zeigt eine Schnitzelanordnung zum Zerschneiden des Strangbündels 44 in kürzere Abschnitte. Wie dar gestellt, umfaßt die Schnitzelanordnung eine miteinander in Wirkverbindung stehende Messerwalze 192 mit Messern 194 und eine Gegenwalze 196 mit einer äußeren Oberfläche 197 aus einem elastischen Material, wie beispielsweise einer Polyurethan-

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Kunststoffmischung, über geeignete, nicht dargestellten Anordnungen werden die Walzen 192 und 196 in Drehung versetzt. Die Schnitzelanordnung arbeitet in der Weise, daß sie das lineare Strangbündel 44 in die Schneidzone zwischen der Messerwalze und der Gegenwalze 196 befördert. Wie geeigt, schiebt die Schnitzelanordnung das Strangbündel 44 zwischen der Gegenwalze 196 und einer ersten Rolle 198 in Kontakt mit der Gegenwalze. Da das Strangbündel 44 trocken oder im wesentlichen trocken ist, ist es zweckmäßig,eine zweite Rolle, beispielsweise eine in Richtung auf die Schneidzone zu der ersten Rolle 19 8 im Abstand gehaltene Fangrolle 199 zu verwenden. Die Fangrolle 199 wirkt in der Weise, daß sie das Strangbündel 44 gegen die elastische Oberfläche 197 der Gegenwalze 196 drückt. Die Messer 194 erfassen das sich vorwärts bewegende Strangbündel 44 und drücken es gegen die elastische Oberfläche 197, um das Strangbündel in kürzere Stücke zu zerschneiden. Da die Stränge 22 zueinander nicht in einem Zusammenhalt stehen, sondern innerhalb des Strangbündels 44 individuelle Stränge bilden, trennen sich die abgeschnittenen Stücke des Strangbündels 4 4 selbst in kurze Längen 200 der Stränge 22 auf, wenn sie auf eine sich bewegende Oberfläche 201 fallen. Die Schnitzelanordnung kann auch bei anderen Arbeitsvorgängen verwendet werden, beispielsweise bei solchen, bei denen die abgeschnittenen kurzen Stücken von Walzen direkt in eine Masse flüssigen Kunststoffs zum Durchmischen und darauffolgenden Weiterverarbeiten zu glasfaserverstärkten Kunststoffartikeln fallen.

Diese Schnitzelanordnung kann entweder im Herstellungsbereich der Glasfasern selbst angeordnet v/erden, oder im Bereich eines dazu getrennt ablaufenden Vorganges, nachdem das Strangbündel 44 auf die Wickelpackung 47 aufgewickelt worden ist. Wird die Schnitzelanordnung in Verbindung mit dem Glas-

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faserausziehen, d.h. mit dem Glasfaserausziehen, d.h. mit dem Herstellungsvorgang der Glasfasern selbst verwendet, dann kann es zweckmäßig sein, die Schnitzelanordnung anstelle der Aufwickelvorrichtung 40 zu verwenden. Dementsprechend würde eine solche Modifikation des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels kurze Stücke von Glasfasersträngen anstelle einer aufgewickelten Packung 47 produzieren. In anderer Weise würde wiederum die aufgewiekelte Packung 47 das lineare Strangbündel 44 der Schnitzelanordnung in einem getrennten und nachfolgend ablaufenden Bearbeitungsvorgang zuführen.

Die Figuren 9 und 10 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung bei der Herstellung kontinuierlicher Glasfäden aus geschmolzenem Glas, wobei die kontinuierlichen Glasfäden, die von einer Schlichteflüssigkeit befeuchtet sind, zu einer vorgewählten Anzahl von Strängen zusammengefaßt und die Stränge vor Aufwickeln derselben auf eine Wickelpackung in getrennter Beziehung getrocknet werden. Im Gegensatz zu dem in den Figuren 1 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei welchem die Stränge 22 zusammengefaßt werden, hält das Ausführungsbeispiel der Figuren 9 und 10 die getrockneten Stränge voneinander getrennt. Wie Figur 9 zeigt, ist ein Speiser bzw, ein Behälter 210 vorgesehen, der einen Vorrat geschmolzenen Glases enthält. Der Behälter 210 kann mit einem Vorherd verbunden sein, der von einem Ofen geschmolzenes Glas zuliefert, oder der Behälter kann mit Mitteln verbunden sein, die Glas beispielsweise in Form von Glaskugeln liefern, die von einer Schmelzvorrichtung oder von anderen dem Behälter 210 zugeordneten Anordnungen in einen geschmolzenen Zustand reduziert werden. An den Seiten des Behälters 210 sind Anschlüsse 112 vorges&en, die zu einer elektrischen Energiequelle führen, um über übliche Widerstandsheizung dem in dem Behälter 210

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enthaltenden Glas Wärme zuzuführen, damit das Glas auf geeigneten, faserbildenden Temperaturen und Viskositäten gehalten wird. Der Behälter 210 weist einen Bodenteil 214 mit einer Vielzahl von öffnungen oder Durchlässen auf, um Ströme 216 geschmolzenen Glases aus dem Behälter 210 abzugeben. Wie gezeigt, bestehen diese öffnungen aus einer Vielzahl nach unten sich erstreckender Vorsprünge oder röhrenförmiger Elemente 218, die durchbohrt sind.

Die geschmolzenen Ströme 216 werden zu kontinuierlichen Einzelglasfäden 220 ausgezogen und verdünnt, die dann zu einer vorgewählten Anzahl von Bündeln oder Strängen 220 mit Hilfe eines kammähnlichen Samraelschuhs 223 zusammengefaßt werden, der unterhalb des Behälters 210 angeordnet ist. Ähnlich dem Sammelschuh 23 bringt auch der Sammelschuh 223 die kontinuierlichen Glasfäden 220 zu vier Strängen 222 zusammen und besteht aus einer Basislagerung 224 und Fingern 225. Bei der Bildung jedes Stranges. 222 laufen eine ausgev/ählte Anzahl von Fäden 222 über konvergierende Wege zusammen und laufen dann über eine sich in Längsrichtung erstreckende Oberfläche eines der Finger 225 in abknickender Weise. Die Stränge 222 halten dann, wie Figur 9 zeigt, mit Bezug auf die Vertikale, ausgehend von den Fingern 225 bei ihrem Weg über konvergierende Wege, allgemein einen Winkel zwischen 10 bis 30 ein. Es ist zwar möglich, die Fäden 220 lediglich durch Aufbringen von Wasser zu schützen, es ist jedoch, wie im Falle des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 und 2 in den meisten Anwen-dungefallen erwünscht, eine übliche Schlichteflüssigkeit oder eine an-dere flüssige Beschichtung 220 aufzubringen. Bei der in Figur 9 gezeigten Gesamtanordnung sind Sprühdüsen 226 und 227 nahe dem Bodenteil 214 des Speisers angeordnet, um auf die neu gebildeten Fäden 220 vor ihrer Zusammenfassung

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zu Strängen 222 Wasser aufzusprühen.

Ein unmittelbar oberhalb des kammähnliehen Sammelschuhs 224 innerhalb eines Gehäuses 230 gelagerter Applikator 228 bringt auf die sich vorbeibev/egenden Einzelfäden 220 eine Schlichteflüssigkeit oder eine andere Beschichtung in flüssiger Form auf. Der Applikator 228 kann in üblicher Art ausgebildet sein und geeignete Mittel umfassen, beispielsweise kann er die Form eines endlosen Riemens oder Gurtes aufweisen, der sich so bewegt, daß er durch die indem Gehäuse 230 enthaltene Schlichteflüssigkeit oder anderer flüssiger Beschichtung läuft. Wenn sich dann die in eizelnen Fäden 220 über die Oberfläche des Applikators 228 bewegen, wird einiges der Flüssigkeit von dem Applikator auf die Fäden übertragen.

Die in den Figuren 9 und 10 gezeigte Anordnung arbeitet normalerweise in der Weise, daß die einzelnen Stränge 220, bevor sie von einer Aufwickelvorrichtung 240 auf eine Wickelpackung 247 aufgewickelt werden, vollständig getrocknet werden. Wie gezeigt, werden die feuchten oder nassen Stränge 222 Seite an Seite, aber in getrennter Beziehung zueinander durch eine Hochfrequenzanordnung geführt# beispielsweise durch eine auf Mikrowellenwirkung beruhende Trocknungseinheit 242, um die Stränge zu trocknen. Die Vorrichtung hält dabei die getrockneten Stränge 222 in ihrer Seite an Seite liegenden getrennten Anordnungen zueinander, wenn sich die Stränge zum Aufbau einer Wickelpackung 247 zu der Aufwickelvorrichtung bewegen. Da die Stränge 222 durch die Trocknungseinheit 242 in einer zueinander einen Abstand einhaltenden gegenseitigen Beziehung geführt werden, v/erden die Stränge 222 in der Trocknungseinheit 242 individuell getrocknet. Wie gezeigt, empfängt die Trocknungseinheit 242 ihre Mikrowellenenergie von einem Mikrowellengenerator, beispielsweise von dem Magnetron 245 über einen Wellerifeiter 246.

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Die Seite an Seite angeordneten Stränge 222 werden als Wickelpackung 247 von der Aufwickelvorrichtung 240 aufgespult, wobei die Stränge normalerweise mit linearen Stranggeschwindigkeiten zwischen 1500 und 450Om pro Minute vorwärtsbewegt werden. Ein auf einer Lagerung 250 der Aufwickelvorrichtung 240 montiertes Querführungselement 248 erfaßt die sich vorwärtsbewegenden Stränge 222, um sie in Längsrichtung zu der Wickelpackung 247 in getrennter Seite an Seite angeordneter

zu
Beziehung vor und zurück/bewegen, wobei die Stränge auf einer Sammelfläche, beispielsweise einer Röhre 252 aufgewickelt werden, die teleskopartig über eine Spindel oder einen Spulkopf 254 geschoben ist, die von der Aufwickelvorrichtung in Drehung versetzt ist. Die Lagerung 250 entspricht der schon mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 beschriebenen Lagerung 50; wie im Falle der Figuren 1 und 2 ist das Querführungselement 248 gleitend in einem Schlitz 259 des Nockengehäuses montiert, welches Teil der Lagerung 250 ist. Das Querführungselement 248 ist in dem Gehäuse 260 eingriffsmäßig mit einem Nocken 261 verbunden, die es in Längsrichtung zur Spindel 250 hin- und herführt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Querführungselement, wie auch die Figuren 11 und 12 zeigen, ein kammähnliches Teil mit sich verändernder Länge von vorsprungsmäßigen Erstreckungen bzw. von Seite an Seite angeordneten Fingern 262, die Schlitze264 unterschiedlicher Tiefe ausbilden. Die Finger 262 erstrecken sich in einer nichtschneidenden Beziehung zu den Strängen 222 und enden an ihren freien Endbereichen (an den offenen Bereichen der Schlitze 264) in Führungsflächen, die in einer Richtung schräg zur Achse der Erstreckungen der Finger 262 orientiert ist. Jede Führungsfläche weist eine Basisseite *b" auf und eine Endseite "t". Die Führungsflächen 266 erfassen die Stränge und zwingen sie in die Schlitze 264. Wie gezeigt, enden die Führungsflächen 266 in einer Ebene 266a,

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die, wie die gestrichelte Linie 268 zeigt, mit der Drehachse der Spule einen Winkel Q einschließt. Der Winkel O liegt normalerweise zwischen 15 bis 50°.

Das Erfassen der Stränge in den Schlitzen 264 zwischen den Fingern 262 erfolgt durch ein Zusammenwirken aufgrund der Orientierung der Stränge und des Querführungselementes und aufgrund der Form dieses Querführungselementes 248. Wie die Figuren 11 und 12 zeigen, bringt die Anordnung der Vorrichtung der Figur 9 und 10 die Stränge 222 dazu, als Gruppe in abstandsmäßiger Seite-an-seite angeordneter Beziehung entlang vorgegebener Wege auf die Spindel 254 zuzulaufen, bevor das Querführungselement 248 die Stränge erfaßt. Zv/ar ist es nicht notwendig, die nicht quergeführten Stränge in einer Ebene anzuordnen, eine ebene Or ientierung wird jedoch normalerweise verwendet, Wobei die ebene Anordnung (der Stränge) in nichtparalleler Beziehung der Drehachse der Spindel 254 steht. Dementsprechend bewegen sich die Stränge, bevor das Querführungselement 248 die Stränge 222 erfaßt, entlang vorgegebener Wege, die getrennte Tangentialpunkte am Kollektor (der Röhre 252 auf dem Spulkopf 254) aufweisen und die winkelmäßig um die Drehachse des Kollektors im Abstand gehalten sind. Figur 11 zeigt die Stränge 222 seitlich zu dem Querführungselement 258 in einer ersten, nichttraversierenden Strangebene, die senkrecht bzw. im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse der Spindel 254 verläuft und im wesentlichen parallel zu den Schlitzen 264 während der Zeiten angeordnet ist, während v/elcher die Stränge 222 außer Eingriff zu dem Querführungselement 248 befindlich sind. Die Nocke. 261 bewegt das Querführungselement 248 seitlich zu den Fingern 262 durch die Strangwege, um die Stränge zu erfassen und

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über die Führungsflächen 266 zu bewegen, damit die Stränge zwischen den Fingern 260 aufgeteilt werden.

Da sich die Finger 262 in der Weise erstrecken, daß sie die Führungsflächen 266 mit ihren Endseiten t nicht weiter als die Basisseiten b der Führungsfläche des angrenzenden Fingers lokalisieren, also der Führungsfläche, die von den Strängen, wie Figur 11 zeigt, weiter entfernt ist, und zwar in Richtung weg von der Bewegung des QuerfUhrungselements 248 zu den Strängen, bewegen sich die Stränge frei in Eingriff mit den Führungsflächen. Darüberhinaus stellt das beziehungsmäßige Endverhältnis zwischen den Fingern bildungsmäßig einschliessende Flächen dar, die die Stränge 222 während der QuerfUhrungsbewegung des Querführungselementes 248 festhalten.

Da das Querführungselement 248 entlang der in Figur 11 gestrichelt dargestellten Weglinie in Kontakt mit den Strängen 222 gerät, erfassen die FUhrungsflachen 266 individuell die Stränge 222. Wenn die Führungsflächen 266 sich durch die Strangwege bewegen, dann laufen die Stränge 222 über die Führungsflachen 266 gegen die Endseiten t derselben. Die Führungsflächen 266 stossen bzw. lenken daher die Stränge aus ihren ursprünglichen Positionawegen ab ^un<ä verstärken auf diese Weise die Spannung in den Strängen. Wenn sich jeder Strang 222 über die Endseite t geschoben hat, dann bewegt die aufgrund der angestiegenen Spannung entstandene Kraft die Stränge in die Schlitze 264 hinein. Auf diese Weise wird jeder Strang von einem Schlitz 264 erfaßt, wonach dann das sich in seitlicher Richtung sich bewegende Querführungselement 248 die eingefangenen Strän-ge 222 in Längsrichtung zu der Spindel 254 bewegt. In der Darstellung der Figuren 11 und 12 sind die Führungsflächen 266 in ihrer bevorzugten Form in flacher

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Ausgestaltung gezeigt, es 1st jedoch auch möglich gekrümmte, d.h. konvex oder konkav gekrümmte Führungsflächen zu verwenden.

Wie Figur 11 zeigt, orientieren die Finger 262 die eingefangenen Stränge 222 in einer Ebene, die sich in einer Richtung schräg zur Achse der vorspringenden Finger 262 erstreckt. Wenn die Stränge 222 von dem Querführungselement 24 8 zur Wickelpackung 247 laufen, dann ändert sich die Strangorientierung mit Bezug auf die Wickelpackung. Die Stränge laufen in die Wickelpackung in einer abstandeinhaltenden Beziehung in einer Ebene ein, die der Oberfläche der Packung 247 folgt.

Die Länge der Schlitze 264 erstreckt sich in einer Richtung weg von der Spindel 252, um einen Abstand, der größer ist als die Bewegung der Stränge 222 über die Länge der Schlitze während des Packungaufbaus. Die Schlitze 264 sind daher lang genug, um die Stränge 222, die sich auf die Spindel zu bewegen, daran zu hindern, ihre geschlossenen Enden zu kontaktieren.

Die die Stränge trocknende Trocknungseinheit 241 entspricht der der Figuren 1 bis 7. Wie die Darstellung der Figuren 9 und 10 zeigt, besteht die Trocknungseinheit 242 aus einem zylindrischen Resonanzhohlraum 272, dem über einen Wellenleiter Mikrowellenenergie von einem Magnetron 240 zugeführt wird.

Es ist zwar möglich, auch hier höhere Schwingungsarten beim Betrieb der Mikrowellen-Trocknungseinheit 242 zu verwenden, üblicherweise arbeitet jedoch der zylindrische Resonanzhohlraum 272 der in den Figuren 9 und 10 gezeigten Trocknungseinheit in seiner Hauptschwingungsart TM-. _ ' ^{wie dies mit} Bezug auf die Mikrowellen-Trocknungseinheit schon erläutert worden ist.

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Eine geeignete Vorrichtung führt dem Resonanzhohlraum 272 Luft zu. In den Figuren 9 und 10 ist eine Luft unter einem Druck en-thaltendai Luftdruckwelle mit einem Ende einer Röhre 286 verbunden; das andere Ende der Röhre 286 steht mit dem Resonanzhöh Iraum 272 in Verbindung. Die Luft reinigt den Hohlraum 272 in der Weise, wie dies auch für die die Trocknungseinheit 42 passierenden Luft zutrifft..

Beim üblichen Betrieb trocknet die Mikrowellen-Trocknungseinheit 242 die Stränge vor deren Eingriff mit dem Querführungselement 248 vollständig. Die Stränge 222 laufen in Längsrichtung in die Trocknungseinheit 242 ein und laufen dort durch ein zentral in dem Gebiet in die Längsachse des zylindrischen Resonanzhohlraums 272 lokalisiertes, hochintensives elektrisches Feld. Die Energie dieses elektrischen Feldes erhitzt die Flüssigkeit auf den Strängen, um diese zu verdampfen. Die trockenen Stränge laufen dann zu dem Querführungselement 248. Da die feuchten Stränge 222 mit einer Schlichteflüssigkeit oder einer anderen flüssigen Beschichtung versehen worden sind, halten die Fäden 220 der getrockneten Stränge 222 zusammen und hängen aneinander aufgrund der Feststoffe in der Schlichte.

Obwohl es vor dem Aufbringen der Stränge 222 auf die Wickelpackung 247 erwünscht ist, diese vollstän-dig auszutrocknen, ist es nur notwendig, die Stränge soweit auszutrocknen, daß sie sich in einen nicht aneinanderhängenden Zustand zueinander befinden.

Ähnlich wie bei der Vorrichtung 1 bis 7 können auch andere Mittel zum Trocknen der Stränge verwendet werden. Beispielsweise können Hochfrequenz-Wärmeanordnungen wie solche, die infrarot- und dielektrische Heizapparaturen benutzen, angewendet werden.

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Darüberhlnaus 1st es möglich, auch andere Wärmeanordnungen, beispielsweise thermische öfen und sogar offene Flammen verwendende öfen anzuwenden. Üblicherweise wird jedoch elektrmagnetische Wellenenergie im Mi-krowellenbereich bevorzugt.

Da das Querführungselement 248 die sich in Vorwärtsrichtung bewegenden Stränge 222 in zueinander getrennter Beziehung hält, haben auch die trockenen Stränge 222 die Neigung, während des Aufbaus und auf der Packung, selbst an den Enden der Wickelpackung 247 ihre getrennte und individuelle Beziehung aufrechtzuerhalten.

Es ist zwar möglich, daß die in den Figuren 9 und 10 gezeigte Vorrichtung auch mit anderen, den Strang querführenden Mitteln zur Hin- und Herbewegung der Stränge 222 arbeiten kann. Das Querführungselement 248 ist jedoch insbesondere deshalb zweckvoll, weil es eine Vielzahl von Strängen automatisch einfängt. Das Querfüiirungs element kann daher auch mit anderen Vorrichtungen als die in den Figuren 9 und 10 gezeigten, zusammenarbeiten. Darüberhinaus können solche Querführungselernente 248 bei Glasfaserbildevorgängen verwendet werden, bei denen feuchte oder nasse Glasfaserstränge zu Wickelpackungen aufgewickelt v/erden.

Figur 13 zeigt, wie von der Wickelpackung 247 die einzelnen Stränge 222 einer Anzahl von Spulen 290 auf einem Spulenrahmen zugeführt werden. Zum Antrieb der Wickelpackung 247 sind geeignete Mittel vorgesehen, damit die Stränge den Spulen 290 zugeführt v/erden können. Jeder der Stränge 222 läuft durch eine Augenführung 282 zu einem Läufer auf einer Ringschiene 296 und von dort dann auf die Spule 290.

Bei beiden Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 2 sowie der Figuren 9 und 10 ist es möglich, die Trocknungseinheiten

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in Tandemschaltung zu verwenden. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 würden dann die Stränge durch eine Vielzahl von Trocknungseinheiten laufen, bevor sie zu einem Strangbündel bzw. dem Roving 44 zusammengefaßt werden. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel ist es möglich, mehr als eine Art einer flüssigen Beschichtung auf sämtliche sich vorwärtsbewegenden Stränge aufzubringen oder die gleiche flüssige Beschichtung zu wiederholtem Maße auf die Stränge aufzubringen. Dabei können die Trocknungseinheiten auf Hochfrequenz beruhende Anordnungen sein, die die gleiche oder unterschiedlichen Frequenzen verwendet. Es können auch Trocknungskombinationen verwendet werden, beispielsweise eine Einheit, die Mikrowellenenergie verwendet mit einer Einheit, die auf der Verwendung dielektrischer Energien beruht.

Schließlich ist es bei den Ausführungsbeispielen 1 und 2 sowie 9 und 10 auch möglich, das Querführungselement stationär zu halten und dafür die Spindeln der Aufwickelvorrichtung hin- und herzubewegen. Auch ist es möglich die Trocknungseinheiten in Verbindung mit den jeweiligen Querführungselementen zu bewegen, um die Länge des oder der ,linearen Stränge, die vom Auslaß der Trocknungseinheiten zu den Packungen laufen, im weentlichen konstant zu halten.

Weiterhin ist es möglich, die erfindungsgemäßen Vorrichtungen so zu betreiben, daß lineare Fadenbündel verarbeitet werden, indem man die nassen, voneinander getrennten Fäden Bedingungen unterwirft, die ihr Trocknen in einem nichtzusammenhängenden Zustand vor dem Zusammenfassen der Fäden zu kontinuierlichen uneaten Fadenbündeln begünstigen. Wie auch bei den anderen Vorrichtungen können auf Hochfrequenz beruhende Trocknungseinheiten, beispielsweise eine Mikrowellen-Trocknungseinheit

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verwendet werden, um das Trocknen der nassen getrennten Fäden, d.h. der nassen Glasfäden zu bewirken.

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PatentanpsrUche :

1.) Verfahren zur Verarbeitung von nassen oder feuchten, fadenartigen linearen Strängen, vorzugsweise von Glasfasersträngen, die bei gegenseitigem Kontakt eine Tendenz zum Zusammenhängen entwickeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge voneinander getrennt einer Wickelzone zugeführt und in einem begrenzten, die Stränge zu einem nichtzusamraenhängen Zustand auftrocknenden Raum einer hochfrequenten elektrischen Energie unterworfen werden, wobei zur Entfernung der dort gebildeten Feuchtigkeit ein Gas durch den Raum gedrückt wird, und daß die trockenen Stränge anschließend zu einem kontinuierlichen Strangbündel (Roving) zusammengefaßt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ströme geschmolzenen Glases erzeugt und zu kontinuierlichen, sich auf einen Aufwickelbereich zu bewegenden Einzelglasfäden ausgezogen werden, daß auf die Glasfaden eine als Schlichte wirkende Flüssigkeit aufgebracht und die nassen Glasfäden zu mindestens zwei zueinander im Abstand gehaltenen Strängen zusammengefaßt werden, die dann getrocknet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander im Abstand gehaltenen Stränge durch einen Mikrowellen-Resonanzhohlraum geführt v/erden und die zu einem Strangbündel zusammengefaßten Stränge von einer Aufwicke!vorrichtung zu einer Wickelpackung aufgewickelt werden.

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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strangbündel in kurze Längsstücke zerhackt wird, wobei sich die kurzen Längsstücke zu einzelnen kurzen Strangstücken auflösen, und daß die einzelnen kurzen Strangstücke in einen Sammelbereich aufgehäuft werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge in dem begrenzten Raum der Einwirkung von Mikrowellenergie unterworfen werden und daß durch diesen Raum ein erhitztes Gas geleitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nassen Stränge in zueinander getrennter Beziehung der Aufwickelvorrichtung zugeführt werden und dann in voneinander getrenntem Abstand auf eine einzige Wickelpackung aufgewickelt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Stränge eine wäßrige Schlichte aufgebracht und die Stränge zur Trocknung Seite-an-Seite in abs tandsmäßiger Beziehung durch eine Mikrowellen-Trocknungseinheit geführt werden.

8. Vorrichtung zur Verarbeitung von nassen oder feuchten, fadenartigen linearen Strängen, vorzugsweise von Glasfasersträngen, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 mit einem Ströme geschmolzenen Glases erzeugenden Behälter, die zu kontinuierlichen Glasfaden ausgezogen werden und mit einer eine wäßrige Schlichte auf die Glasfäden auf bringendem Vorrichtung,

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16.Febr.1973

dadurch gekennzeichnet, daß eine Saminelanordnung (23, 223) zum Zusammenfassen der nassen oder feuchten Fäden zu mindestens zwei zueinan-der im Abstand gehaltener feuchter Stränge (22, 222) vorgesehen ist, daß eine die durch sie hindurchgeführten nassen getrennten Glasfaserstränge durch Beaufschlagung mit elektrischer Hochfrequenzenergie trocknende Trocknungseinheit (42, 242) vorgesehen ist, durch welche zur Entfernung der während des Trocknungsvorgangs entstandenen Feuchtigkeit ein Gas hindurchgeführt ist, und daß die der Hochfrequenzenergie unterworfenen Stränge (22, 222) zu einem Strangbündel (44, 244) zusammengefaßt und als Wickelpackung von einer Aufwickelvorrichtung (40, 240) aufgewickelt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein unter der Einwirkung elektrischer Hochfrequenzenergie arbeitender Trocknungsofen (röhrenförmiges Gehäuse 70) vorgesehen ist, durch welchen die getrennten Stränge (22, 222) von einer Ziehvorrichtung (Aufwickelvorrichtung 40, Schnitzelanordnung 192, 196) geführt sind, daß der Trocknungseinheit (42, 142, 242) elektrische Hochfrequenzenergie von einem Generator (Magnetron 45) zugeführt ist, und daß von einer Druckgasquelle unter geeignetem Druck über eine Röhre (96) zur Entfernung der Feuchtigkeit in der Trocknungseinheit (42, 142, 242) dieser ein Gas zugeführt ist und daß eine die Stränge nach ihrem Durchlauf durch die Trocknungseinheit zusammenfassende Anordnung (Sammelauge 188, Auslaßschlitz 84 der Trocknungseinheit 42) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungseinheit von Mikrowellen beaufschlagt ist.

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11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzdchnet, daß zur Trocknung der durch sie hindurchgeführten Glasfaserstränge (22, 122, 222) ein röhrenförmiges, an seinen beiden Enden über Abdeckungen (78, 82) verschlossenes Gehäuse (70) vorgesehen ist, dem über einen Wellenleiter (46) von einem Magnetron (45) Mikrowellenenergie zugeführt ist und daß im oberen Bereich ein länglicher Einlaßschlitz (80) und im unteren Bereich der Trocknungseinheit ein augen- förmiger, die Stränge zusammenfassender Auslaßschlitz (84) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (70) aus elektrischleitendem Material besteht und mit Mikrowellenenergie der ersten Grundschwingungsart (™_O1O) beaufschlagt ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den Auslaß- und Einlaßschlitzen (80, 84) des röhrenförmigen Körpers (70) Einsätze (92^88) vorgesehen sind, die zur Ein- und Durchführung der Glasfaserstränge (22) ent sprechend ausgebildet sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Einlaß- und Auslaßschlitz (80, 84) von einem durch die Seitenwandung des Gehäuses (70) laufendem Verbindungsschlitz (86) verbunden sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung erhitzter Luft bzw. zu deren Abführung der Wellenleiter (46) für die Mikrowellenenergie verwendbar ist.

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