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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Glasrohren.
Bei der Herstellung von Glasrohren sind folgende veränderliche Grössen mitbestimmen : äusserer Durchmesser, innerer Durchmesser, Koinzidenz der Mittelpunkte des äusseren und des inneren Umfanges, d. h. gleichmässige Wandstärke, zylindrische Form und Geradheit des Rohres.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Glasrohren, das die Einwirkung auf die die vorstehend genannten veränderlichen Grössen bestimmenden Ursachen während der Herstellung ermöglicht, sowie eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Glasrohren nach diesem Verfahren.
In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen der Vorrichtung gemäss der Erfindung veranschaulicht. Fig. 1 ist die Gesamtansicht einer beispielsweisen Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung, Fig. 2 ist ein Längsschnitt des vorderen Teiles der Vorrichtung, der mit dem Schmelzofen in Verbindung steht. Fig. 3 ist ein w eiterer Schnitt des in Fig. 2 veranschaulichten Teiles der Vorrichtung. Fig. 4,5 und 6 sind Schnitte in grösserem Massstab, welche die wesentlichen Teile der Vorrichtung gemäss Fig. 3 zeigen. Fig. 7 ist die teilweise geschnittene Ansicht der drehbaren Ziehvorriehtung, Fig. 8 ist eine Seitenansicht, und Fig. 9 ist eine Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 7.
Gemäss den Fig. 1-3 weist der Schmelzofen, in welchem sich das Schmelzen des Glases vollzieht, eine Verlängerung 1 auf, der ebenso wie der vordere Teil der Vorrichtung auf einer Plattform gelagert ist. Der vordere Teil der Vorrichtung wird von zwei bücken 2 gebildet, die die Führungsstangen 3, auf welchen der Wagen 4 bei Drehung der Schraube 5 gleiten kann, tragen. Der Wagen 4 seinerseits trägt zwei Führungsstangen 6, die die Verschiebung eines Trägers 7 und daher der mit demselben verbundenen Teile mittels einer Schraubenspindel 8 in zur Bewegungsrichtung des Wagens senkrechter Richtung gestatten.
In der Achse des Trägers 7 ist die gesamte Blasvorrichtung befestigt, die von dem Blasrohr 9 gebildet wird, dessen Inneres von einem Luftdruckstrahl, der aus einer Hauptleitung über eine biegsame Rohrleitung 10 zutritt, durehströmt wird. Das Blasrohr 9 endigt an dessen unterem Teil in einem Ventilkegel M, der von einem schrägen Kanal 11 a durchsetzt ist. Das Blasrohr kann in lotrechter Richtung auf und ab bewegt werden, u. zw. durch Drehung einer Schnecke 13, die hiebei ein Sehneekenrad 14 dreht. Das Schneckenrad ist mittels Gewinde auf einem gleichfalls Gewinde tragenden Rohr 15 aufgesetzt, das zufolge eines in eine Längsnut 16 eingreifenden Fortsatzes 17 nur eine Auf-und Abbewegung vollführen kann.
Das Blasrohr 9 kann jedoch überdies eine von dieser Auf-und Abbewegung unabhängige Drehbewegung vollführen, die dem Rohr vermittels eines Zahnrades 18 erteilt werden kann. Dieses Zahnrad ist hiebei mit einem Motor irgendwie verbunden und auf dem Rohr 9 mittels Keil 12 und Nut 19 verschiebbar, aber nicht drehbar gelagert.
Konzentriseh zum Blasrohr trägt der Support 7 den Ausgleichs-und MischmeehamRn ! ! N, der von einem Rohr 20 gebildet wird. Das Rohr 20 wird vermittels eines Antriebsmotors über das Zahnrad 21 in fortwährender Drehbewegung erhalten und trägt an seinem unteren Ende eine Scheibe 22 und eilen
Teil 23 mit einer Anzahl von Rührteilen.
Beim Austritt des abfliessenden Stranges B aus geschmolzenem Glas A aus dem Ofen befindet sich ein Ofen 24, ein Rundbrenneroderein Brennerkranz, der den Ventilkegel11 umgibt.
Eine Gleitfläche 25 verbindet den vorderen Teil der Vorrichtung mit deren hinteren Teil, der durch die Gesamtheit der drehbaren Ziehvorrichtung, der Schneid-, Trenn-und EBtleerungBmeehanisNen gebildet wird.
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Der drehbewegliehe Ziehmechanismus (Fig. 7,8 und 9) umfasst eine Anzahl Rillenräder 26, die alle die gleiche Drehrichtung besitzen und über welchen die gleiche Anzahl von in entgegengesetzter Richtung sich drehenden Rollen 27 liegen. Die Rollen 27 sitzen auf Armen 28, die sich um die Drehachsen von Zahnrädern 29, welche die Rollen 27 in deren Drehriehtung bewegen, drehen können. Des weiteren sind die Rollen 27 mit deren Drehachse in bezug auf jene der Rillenräder schräg angeordnet, wie dies aus den Fig. 8 und 9 hervorgeht.
Der Trennmeehanismus (Fig. l) wird von zwei Scheiben 40 und 41 gebildet, die durch einen Riemen 42 miteinander verbunden sind, der mit grösserer Geschwindigkeit als der Umfangsgeschwindigkeit der Rillenräder 26 des drehbeweglichen Ziehmeehanismus umläuft.
Auf die Trennvorrichtung folgt eine geneigte Ebene 43, welche die Entleerungsvorrichtung bildet.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt : Die Menge des durch die Öffnung B austretenden
Glases wird durch die jeweilige Höhenlage des Ventilkegels 11 zufolge der lotrechten Bewegung des Blasrohres 9 geregelt. Die Regelung kann während des Arbeitens erfolgen ; sei es, dass man ein Rohr mit stärkerer Wand erhalten will, sei es, dass man die Leistung der Maschine vergrössern oder dass die
Glasmasse infolge starker Heizung des Ofens dünnflüssiger geworden ist ; dann muss entweder der Durchtrittsquerschnitt, der dem flüssigeren Glas geboten wird, verkleinert werden oder das Ausfliessen desselben findet rascher statt.
Das Glas bildet um den Ventilkegel 11 herum einen Glaskörper P, der durch den Druckluftstrahl, der durch das Blasrohr 9 ankommt, offen gehalten wird. Die Masse des Mantels P kann dadurch homogener gemacht werden, dass dem Rohr eine Drehbewegung um dessen Achse erteilt und der Glasmantel im Ofen 24 oder durch den den Ventilkegel11 umgebenden Brennerkranz wieder erhitzt wird. Überdies wird der Glasmantel auch dann, wenn er nicht mehr von dem Ventilkegel unterstützt wird, diese Drehbewegung ausführen, u. zw. dadurch, dass der das Blasrohr 9 durchsetzende Luftstrom bei seinem Austritt aus dem geneigten Kanal 11 a eine kreisende Bewegung vollführt, die er dem Glaskörper mitteilt.
Der Richtungswechsel dieses zusammenhängenden Glaskörpers, der in lotrechter Richtung ausfliesst und in waagrechte Richtung gebogen wird, hat jedoch zur Folge, dass der innere Teil des Rohres in bezug auf den äusseren Umfang des Rohres "ausser Achse" kommt, u. zw. hauptsächlich zufolge der verschiedenen Krümmungsradien der verschiedenen Erzeugenden der Oberfläche des Glaskörpers, der soleherart beim Richtungswechsel gebogen wird. Diesem Übelstand wird dadurch abgeholfen, indem der Ventilkegel in bezug auf die Ausflussöffnung B ausser Achse gebracht wird, was durch Verstellung des Trägers 7 und damit des Ventilkegels in den zwei waagrechten Richtungen erzielt werden kann.
Hiedurch wird ein hohler Glaskörper von nicht gleichförmiger und solcher Stärke erhalten, dass dieser Unterschied in der Stärke, wenn das Rohr einmal gezogen ist, die Verdünnungen zufolge der versehiedenen Krümmungsradien ausgleicht. Der Glaskörper wird durch den Zug, der durch den drehbeweglichen Ziehmechanismus (Fig. l, 7 und 9), dessen Geschwindigkeit entsprechend dem gewünschten Durchmesser des Rohres veränderbar ist, auf ihn ausgeübt wird, gezogen, wobei der Zug zufolge des Anhaftens des Rohres an den Rillenrädern 26 und an den Rollen 27 erhalten wird. Diese Rollen können den Unterschieden in den Rohrdurchmessern zufolge der Drehbeweglichkeit der Arme 28 um die Achse der Zahnräder 29 folgen.
Das durch das Ziehen des Glaskörpers erhaltene Rohr würde bei dessen Verschiebung längs der Gleitbahn eine ungleiche Abkühlung erfahren, u. zw. längs der obersten der Abkühlung durch die Luft mehr ausgesetzten Erzeugenden eine grössere als längs der untersten ständig auf der Gleitbahn 25 aufliegenden Erzeugenden, was zur Folge haben würde, dass die von der Maschine gelieferten Rohrstäbe oder-stücke gebogen wären. Diesem Übelstand wird dadurch abgeholfen, dass dem Rohr über die ganze Länge der Gleitbahn 25 eine Drehbewegung um seine Achse erteilt \lira, was bei der Vorrichtung nach der Erfindung durch Neigung der Drehachse der Rollen 27 zur Drehachse der Rillenräder 26 erzielt wird.
Die Rollen 27 versuchen dann auf dem Rohr nach einer Schraubenlinie abzurollen und erteilen, da sie sich nicht verstellen, sondern nur um ihre Achse drehen können, dem Rohr, das sie fortziehen, eine Drehbewegung.
Nach dem Austritt aus dem Ziehmechanismus gelangt das Rohr zur Sehneidvorriehtung, die von beliebiger bekannter Bauart sein kann. Das so zerschnitten Rohr wird dann in einzelne Stücke oder Stäbe D durch die Trennvorrichtung unterteilt, da der Laufriemen 42 in der gleichen Richtung sich rascher bewegt als das Rohr, das sich hiebei auf den Laufriemen stützt, so dass durch die Reibung zwischen Riemen und Rohr auf das letztere ein Zug ausgeübt wird, der die Trennung des Rohres an dessen durch die Scheiben 30 und 31 gespaltenen Stellen bewirkt.
Die getrennten Stücke werden dann von dem Laufriemen mit grösserer Geschwindigkeit fortbewegt, und die aufeinanderfolgenden auf die beschriebene Weise voneinander getrennten Stäbe werden dann auf der geneigten Ebene abgelegt, die die Entleerungvorrichtung bildet und in der beschriebenen Maschine die einfachste Vorrichtung zur Erzielung einer Drehbewegung des Rohres während dessen Abkühlung ist. Die so abgelegten Rohrstäbe rollen auf der geneigten Ebene und längs derselben weiter. Durch diese Drehbewegung wird verhindert, dass die Stäbe sich beim Abkühlen verziehen, und selbst Mängel in der Geradheit werden korrigiert, die die noch leicht plastischen und deformierbaren Stäbe gegebenenfalls aufweisen. Die Stäbe fallen schliesslich in Behälter.
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Das Verfahren gestattet unmittelbar ein Glasrohr fortlaufend herzustellen, indem es von geschmolzenem Glas ausgeht, ohne dasselbe andern Operationen, Behandlungen oder Zwisehenformen zu unterwerfen.
Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht im wesentlichen darin : a) Die Viskosität des Glases durch Mischung der verschiedenen ungleichmässig erhitzten Teile oder Schichten des Glases zu homogenisieren ; b) die Bildung einer Absenkung oder eines Trichters in der Oberfläche des Glases durch Anordnung eines Schirmes über der Ausflussöffnung zu verhindern, wodurch das Mitreissen von Gasblasen durch den geschmolzenen Glasstrang und das Blasen des Glaskörpers durch die Ofenflamme verhindert wird ; e) die Menge des Glases bei dessen Austritt aus der Ausflussöffnung durch Änderung der Grösse dieser Öffnung zu regeln, wobei gegebenenfalls der Glaskörper wieder erhitzt wird, um denselben flÜssiger zu machen und dadurch seine Ausflussgeschwindigkeit zu erhöhen ;
d) dem Glaskörper durch Drehung des Blasrohres, um das der Glaskörper fortlaufend ausfliesst, eine Drehbewegung zu erteilen, ohne dass diese Drehbewegung irgendwelche Zugwirkung auf das geschmolzene Glas ausübt, die vielmehr ausschliesslich durch die Schwerkraft hervorgerufen werden soll ; e) die Drehbewegung des Glaskörpers auch in dessen von dem Blasrohr nicht mehr unterstützten oder in Berührung stehenden Teil durch eine kreisende Bewegung des Blasluftstrahles aufrechtzuerhalten ; f) einen Glaskörper von nicht gleichförmiger Stärke so zu blasen, dass die Verdünnungen des Mantels zufolge des Richtungs-oder Krümmungswechsels des Glaskörpers während des Ziehvorganges ausgeglichen werden und ein Rohr von gleichförmiger Stärke erhalten wird ;
g) die Abkühlung des Rohres vom Beginn des Ziehens bis zur Unterteilung desselben in Stäbe zu regulieren, u. zw. durch Drehen desselben um seine Achse während des ganzen Weges ; h) die mechanische Unterteilung des Rohres in Stäbe durch Einschneiden und nachfolgendes Ziehen des Rohres ; i) die Geradheit der unterteilten Stücke durch Drehung derselben um ihre Achse während der Abkühlung zu erhalten bzw. zu verbessern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Glasrohren durch fortgesetztes Ziehen einer geschmolzenen Glasmasse, die einen in Drehbewegung versetzten Glaskörper bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung des Glaskörpers durch einen in dessen Inneres eingeblasenen und in kreisende Bewegung versetzten Luftstrahl bewirkt wird.