CH420502A - Schmelzeinrichtung zur Herstellung von blasen- und verunreinigungsfreiem Quarzglas - Google Patents

Description

      Schmelzeinrichtung        zur    Herstellung von blasen- und     verunreinigungsfreiem    Quarzglas    Zum Schmelzen von Bergkristall zu     Quarz-Klar-          glasrohren    sind verschiedene     Schmelzeinrichtungen     bekannt, die aber alle aus einem Schmelzgefäss,  einem am Boden angebrachten Ziehring und einem in  der Mitte befindlichen Ziehdorn bestehen. Die für  den Schmelzvorgang erforderliche Wärme wird dem  Tiegel bzw. der     Tiegelwandung    elektrisch, entweder  durch Widerstands- oder Induktionsheizung zuge  führt.

   Bei dieser Wärmezuführung von der Aussen  wand des Tiegels, bilden sich an der Innenwand des  Tiegels, infolge der schlechten Wärmeleitfähigkeit  des Quarzes, örtliche     überhitzungen,    die an diesen  Stellen den geschmolzenen Quarz sehr leicht zum  Verdampfen bringen. Der Schmelzpunkt bzw. die  Temperatur, die erforderlich ist, um den geschmolze  nen Quarz in Viskosität zu bringen, damit der Quarz  sich überhaupt ziehen lässt, liegt sehr nahe an dem  Punkt, an welchem der     geschmolzene    Quarz bereits  anfängt zu verdampfen. Diese bei leichter Überhit  zung des Tiegels entstehenden Quarzdämpfe steigen  als weisser Rauch im Ofen nach oben und setzen sich  an den kälteren Ofenteilen als eine weisse, schwamm  artige Masse fest.

   Besonders leicht setzen sich diese  Quarzdämpfe am oberen Teil des Ziehdornes fest,  der an dieser Stelle in einer Fassung gehalten wird  und durch die damit bedingte Wärmeableitung kälter  ist als in und in der Nähe der Schmelze selbst.  



  Durch die periodisch oder beim kontinuierlichen  Schmelzen und Ziehen erforderliche Zugabe von  Quarzstücken oder gebrochenem Quarz, wird der an  gesetzte schwammartige Quarzdampf zum Teil     ab-          und    damit in die Schmelze hineingerissen. Dieser  kondensierte, schwammartige Quarzdampf löst sich  in der Schmelze nicht mehr auf und verursacht grosse       Verunreinigungen,    die zum Teil Schlieren und zum  Teil Blasen im Quarzglas bilden. Dies ergibt eine    ganz erhebliche Qualitätsverschlechterung der gezo  genen Rohre, somit Ausschuss und eine erhebliche  Verteuerung.  



  Bisher war es nicht möglich, diesem allgemein  beobachteten     übelstand    wirksam zu begegnen.  



  Nach der vorliegenden Erfindung soll dieser  Mangel gänzlich behoben werden.  



  Zur grösstmöglichen Vermeidung des Entstehens  von Quarzdämpfen ist es erforderlich, dass das zu  schmelzende Quarz nicht nur von der     Tiegelwandung     aus, sondern auch vom Innern der Schmelze bzw. des  Tiegels aus erhitzt und zum Schmelzen gebracht     wird.     Dies ist umso mehr erforderlich, je grösser das  Schmelzgefäss ist, da ja Quarz ein sehr schlechter  Wärmeleiter ist und eine bestimmte Zeit erforderlich  ist, bis die von der     Tiegelwand    zugeführte Wärme  nach dem Innern des Tiegels bis zum     Ziehdorn    wei  ter geleitet wird und dann den Ziehdorn noch mit er  wärmen soll.  



  Um nun diesen Umstand zu vermeiden und zu  erreichen, dass die     Schmelze    gleichzeitig von aussen  und von innen aufgeheizt werden kann, wird     erfin-          dungsgemäss    eine Schmelzeinrichtung verwendet, die  sich dadurch auszeichnet, dass der Ziehdorn als zu  sätzlicher Heizkörper verwendet, in der Mitte zum  Zwecke der Strom-Zu und -Abführung geteilt und  teilweise je nach der erwünschten     Heizlänge    als Rohr  geformt ist, und dass die untere ringförmige Strom  brücke den eigentlichen Ziehdorn bildet, dass ferner  das Schutz- oder     Spülgas    über die Dornfassung dem  Ziehdorn so zugeleitet wird,

   dass es durch die  Schlitze oder Löcher im Ziehdorn über der Schmelze  austreten kann und entstandene Quarzdämpfe mit  nach oben abführt.  



  In beiliegender Zeichnung ist in den     Abb.    1 und 2  ein Beispiel der     Schmelzeinrichtung    dargestellt.      Der rohrförmige     Ziehdorn    ist auf die     gewünschte     Länge L, auf die er geheizt werden soll, als Rohr ge  formt und von oben bis zu einem unteren     ringbilden-          den    Teil a     geschlitzt.    Die Halterung bzw.

   Aussparung  c ist, wie aus     Abb.    2 ersichtlich,     schwalbenschwanz-          förmig        ausgeführt,    wodurch ein leichtes und schnelles  Auswechseln ermöglicht     wird    und ein guter Strom  übertrag gesichert ist. Der     Ziehdornhalter    g selbst ist  geteilt, wobei die Teile durch eine dazwischengelegte  Isolierschicht d verbunden sind, wodurch der Strom  über die     Einspannung    b zu dem Ziehdorn und über  die     ringförmige    Ausbildung am unteren Teil des       Ziehdornes,    nach der anderen Einspannung e abge  führt wird.

   Die Höhe a der     ringförmigen        Ausbildung     richtet sich nach dem Querschnitt des     Ziehdornes.     Die Länge L der rohrförmigen Ausbildung des     Zieh-          dornes,    die     in    dieser Länge zum     Glühen    kommt,     kann     beliebig gross gehalten werden; in jedem Fall so     lang,     als wie es erforderlich ist, die Schmelze in ganzer  Höhe von innen heraus zu     erhitzen,    wodurch der       Schmelze    eine beträchtliche Wärmemenge zugeführt  wird.

   Ganz abgesehen von der Wirtschaftlichkeit die  ser Art der     Wärmezuführung,    da überhaupt keine  Strahlungsverluste entstehen können, bringt dies  noch den Vorteil mit sich, dass sich an dem sehr  heissen     Ziehdorn    keine Quarzdämpfe ansetzen und  daran kondensieren können.  



  Um weiterhin doch noch auf der Oberfläche der       Schmelze    sich bildende     Quarzdämpfe    zu     entfernen     bzw. zu verhindern, dass diese sich am oberen Ofen  teil kondensieren, von wo sie auf die     Schmelze    zu  rückfallen können, wird das Schutz- oder     Spülgas     von aussen durch eine Zuführung über den Zieh  dornhalter g dem Ziehdorn     zugeführt    und tritt sowohl  beidseitig des: Ziehdornes durch Schlitze in diesen  über der     Schmelze    in den Ofen nach oben abziehend  aus.

   Es wird dabei erreicht, dass ganz unabhängig  von der Höhe der Schmelze im Tiegel das einströ  mende Gas immer über der     Schmelze    ein und nach  oben strömt und dabei eventuelle Quarzdämpfe mit  nimmt und diese nach oben führt, wobei sie sich dort  an geeigneten Kühlblechen niederschlagen und von  Zeit zu Zeit     entfernt    werden können. Diese ganze  Ausführung und Anordnung hat sich bei den Versu  chen bereits bestens bewährt.  



  Die Qualität der auf diese     Art    hergestellten    Quarzrohre wurde ganz erheblich verbessert und der  bisher dadurch entstandene Ausschuss vollständig  vermieden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Schmelzeinrichtung zur Herstellung von blasen- und verunreinigungsfreiem Quarzglas, dadurch ge kennzeichnet, dass der Ziehdorn als zusätzlicher Heizkörper verwendet, in der Mitte zum Zwecke der Strom-Zu- und -Abführung geteilt und teilweise je nach der erwünschten Heizlänge als Rohr geformt ist, und dass die untere ringförmige Strombrücke den eigentlichen Ziehdorn bildet, dass ferner das Schutz- oder Spülgas über die Dornfassung dem Ziehdorn so zugeleitet wird,

   dass es durch die Schlitze oder Löcher im Ziehdorn über der Schmelze austreten kann und entstandene Quarzdämpfe mit nach oben abführt. UNTERANSPRÜCHE 1. Schmelzeinrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Ziehdorn am oberen Ende Aussparungen hat, die zur schnellen und siche ren Befestigung und zum Zwecke eines guten Strom überganges mittels Spannplatten dienen.

   2. Schmelzeinrichtung nach Patentanspruch da durch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der un teren ringförmigen Partie des Ziehdornes im Verhält nis zum Querschnitt der oberen Ziehdornhälfte so bemessen ist, dass an dieser Stelle eine etwas höhere Temperatur zur Erleichterung des Ziehvorganges entsteht, als an der übrigen Länge des Ziehdornes, der zur Aufheizung der gesamten Schmelze mitdient. 3.

   Schmelzeinrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass oberhalb des Ziehdornes bzw. der Ziehdornfassung schräg stehende Kühlble- ehe zum Ansetzen für den Quarzdampf so angebracht sind, dass der schwammartige Quarzdampfansatz bei einem eventuellen Herabfallen nicht auf oder in die Schmelze selbst fallen kann. 4. Schmelzeinrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Ziehdorn aus kerami schem, bei hoher Temperatur elektrisch leitfähigem Material besteht.