DE10019874B4

DE10019874B4 - Vorrichtung zum Herstellen eines Glasstranges, der aus wenigstens zwei Glasschichten aufgebaut ist

Info

Publication number: DE10019874B4
Application number: DE2000119874
Authority: DE
Inventors: Jürgen Strabel; Erhard Dick; Wolfgang Pulz
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2020-04-21
Also published as: DE10019874A1

Abstract

Vorrichtung zum Herstellen eines Glasstranges, der aus wenigstens zwei Glasschichten aufgebaut ist;
1.1 mit einer Außendüse (1), die einen Einlass für flüssiges Glas einer ersten Sorte und einen Auslass für einen hieraus geformten ersten Glasstrang aufweist;
1.2 mit einer zur Außendüse (1) koaxialen, doppelwandigen Ringdüse (3), die von der Außendüse (1) umschlossen ist, und deren Innen- und Außenwand (3.3, 3.2) gemeinsam einen Ringdüsenkanal zwischen sich einschließen;
1.3 die Ringdüse (3) ist in stromaufwärtiger Richtung mit einem Hohlkörper (4) verbunden;
1.4 der Hohlkörper (4) weist einen Einlass für eine Glasmasse einer zweiten Sorte in der Form eines Rohrstutzens (4.2), der mit einer Speiseeinrichtung (5) in Verbindung steht, auf;
1.5 der Rohrstutzen (4.2) geht in stromabwärtiger Richtung in ein doppelwandiges Hauptteil (4.3) des Hohlkörpers (4) über, das mit der Ringdüse (3) in leitender Verbindung steht;
1.6 der Hohlkörper (4) weist im Bereich des Hauptteils (4.3) des...

Description

Der Glasherstellungsprozeß beginnt mit dem Einschmelzen von sogenanntem Gemenge oder von Scherben. Das Schmelzen wird im allgemeinen in einer Schmelzwanne durchgeführt. Diese ist aus Feuerfestmaterial gemauert. Dabei werden Temperaturen bis zu 1650° C erreicht.

An den Schmelzprozeß schließt sich ein Läuterprozeß an. Dieser dient dazu, physikalisch oder chemisch gebundene Gase aus der Schmelze auszutreiben. Dabei werden besonders hohe Temperaturen von bis zu 1500° C angestrebt.

Will man farbige Gläser herstellen, so wird der Farbstoff dem gesamten Prozeß bereits zu einem frühen Stadium zugesetzt, nämlich dem Gemenge oder den Scherben beim Schmelzprozeß. Dieses frühe Zugeben des Farbstoffes hat den Sinn, eine möglichst innige Durchmischung des gesamten Eintrages zu erhalten, somit Farbstoff einerseits und Glas andererseits, um Schlieren zu vermeiden.

Einschmelzwannen haben ein relativ großes Volumen. Bei relativ kleinen Chargen mit unterschiedlich gefärbten Gläsern ist ein relativ häufiger Austausch des Inhalts der Einschmelzwanne notwendig. Der Austausch muss ein vollständiger sein, um unerwünschte Abweichungen von der angestrebten nachfolgenden Farbe zu vermeiden. Im Hinblick auf das genannte große Volumen der Einschmelzwanne dauert der Austausch entsprechend lange Zeit. Dies bedeutet, dass der Wechsel von einer Farbe auf eine andere mit langen Ausfallzeiten verbunden ist. Ein schnelles Reagieren auf Kundenwünsche und auf neue Anforderungen bezüglich Färbungen ist nicht möglich.

Es wird der Farbstoff erst nach dem Einschmelzbecken in sogenannten Feedern der Schmelze zugeführt. Dabei ist jedoch die Homogenisierung nicht immer gewährleistet und der Feeder wird durch den Farbstoff stark verunreinigt.

Es sind zahlreiche Vorrichtungen bekannt, mit denen farbige Glasflüsse in einen Glasstrang eingebracht werden können. Siehe beispielsweise DE 195 08 536 C2 , DE 38 43 425 A1 , DD-PS 161 036, DE-OS 26 33 573, FR 1 538 670 B . Alle diese Verfahren und zugehörenden Vorrichtungen haben zahlreiche Nachteile. Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, dass sie einen erheblichen baulichen Aufwand erfordern. Die genannte DE 195 08 536 C2 beschreibt eine Vorrichtung zum Herstellen eines Glasstranges, der aus wenigstens zwei Glasschichten aufgebaut ist. Die Vorrichtung weist eine Außendüse und eine darin koaxiale angeordnete doppelwandige Ringdüse auf. Dabei soll für den Fall des Einbringens einer über den Umfang des Glasrohres geschlossenen Farbeinlage ein gleichmäßig ausgebildeter Ringspalt gebildet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit welchen auch häufige Farbwechsel möglich sind, ohne dass es zu langen Ausfallzeiten kommt, und zwar bei einer guten Durchmischung von Farbstoff und Glas.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.

Die Erfinder sind gegenüber dem Stande der Technik einen völlig neuen Weg gegangen. Wesentliches Element der Erfindung ist eine Ringdüse in Gestalt eines Hohlkörpers. Der Hohlkörper weist einerseits einen Einlass für Glasmasse auf, und andererseits einen an den Einlass der Ringdüse angeschlossenen Auslass. Von diesen beiden Öffnungen abgesehen ist er vollständig geschlossen ausgeführt. Dabei überdeckt er den Einlass der Ringdüse voll und ganz, so dass dieser gegen die übrige Umgebung hermetisch abgesperrt ist.

Eine solche Vorrichtung bietet eine Vielzahl interessanter Varianten von Glasprodukten. So lassen sich Glasstränge herstellen, die aus mehreren Schichten aufgebaut sind, in einem Querschnitt gesehen. Die Glasstränge können entweder massiv oder hohl sein. Die Glasstränge können aus Schichten aufgebaut sein, die ihrerseits aus verschiedenen Gläsern bestehen.

Die einzelnen Gläser können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, beispielsweise unterschiedliche optische Eigenschaften. Eine wichtige Anwendung ist das Herstellen von Glasröhren, die wenigstens eine Schicht aus einem farbigen Glas sowie wenigstens eine Schicht aus einem Klarglas aufweisen. Auch ist es möglich, bei Anwendungen mehrerer, ineinander geschachtelter Ringdüsen einen Glasstrang – massiv oder hohl – über seine Längserstreckung mit Farbgläsern unterschiedlicher Farben zu beschicken.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Anlage in einem Vertikalschnitt.
2 zeigt einen wesentlichen Teil der Vorrichtung gemäß 1, unter anderem den Hohlkörper, dort in Blickrichtung des Pfeiles A, aber demgegenüber vergrößert dargestellt.
3 zeigt den Gegenstand von 2 in einer um 90° um die eigene Achse verdrehten Ansicht.
4 zeigt – abermals vergrößert – den Hohlkörper in einer perspektivischen Darstellung, schräg von oben gesehen.
5 zeigt den Hohlkörper in einer perspektivischen Darstellung, schräg von unten gesehen.
Die in den 1 gezeigte Vorrichtung dient zum Herstellen von Glasröhren, aufgebaut aus drei Schichten, nämlich einer Innenschicht aus Klarglas, einer Außenschicht aus Klarglas derselben Zusammensetzung sowie einer dazwischen angeordneten mittleren Schicht aus einem Farbglas.
Die Vorrichtung umfasst eine Außendüse. Diese ist an den Boden 2.1 einer Rinne 2 angeschlossen. Die Außendüse 1 umschließt eine Innendüse 3. Diese ist eine Ringdüse, auf die weiter unten noch genauer eingegangen werden soll. Die Ringdüse 3 umfasst eine Außenwand und eine Innenwand, die gemeinsam einen Ringdüsenkanal zwischen sich einschließen.
Der Ringdüse ist als Zufuhreinrichtung ein Hohlkörper 4 vorgeschaltet. Dem Hohlkörper 4 ist wiederum eine Einspeisvorrichtung 5 vorgeschaltet. Eine Blasnadel 6 ist vertikal angeordnet, und damit koaxial zu den beiden Düsen 1, 3. Sie ist durch den Hohlkörper 4 hindurchgeführt, ferner durch die Ringdüse 3. Sie ragt mit ihrem unteren Endbereich über das untere Ende der Außendüse 1 hinaus.
Wie man sieht, strömt in der Rinne 2 eine Glasschmelze – siehe deren Spiegel 2.2. Dabei handelt es sich um Klarglas. Der Klarglasstrom tritt einerseits in den Zwischenraum zwischen der inneren Wandfläche der Außendüse 1 und der äußeren Wandfläche der Ringdüse 3 ein, tritt durch diesen Zwischenraum hindurch und strömt unten aus, wobei eine Klarglasröhre gebildet wird. Diese wird bei dem zu erzeugenden Produkt die Außenschicht bilden.
Andererseits gelangt aber auch aus dem in der Rinne 2 befindlichen Klarglas-Schmelzestrom in den von Ringdüse 3 umschlossenen Innenraum ein, und zwar durch eine Öffnung 4.1 im Hohlkörper 4 – siehe unten stehende Erläuterung. Hieraus wird die innere Klarglasschicht entstehen.
Durch die Blasnadel 6 wird in die sogenannte Ziehzwiebel 7 Luft eingeblasen und damit dafür gesorgt, dass aus dem Strang eine Röhre wird.
Die übrigen Figuren zeigen vor allem den Aufbau des Hohlkörpers 4, der den eigentlichen Kern der Erfindung ausmacht.
Die 2 und 3 zeigen nochmals die Einspeiseinrichtung 5 zum Einspeisen von Klarglas in den Hohlkörper 4.
Wie man sieht, umfasst der Hohlkörper – ausgehend von der Einspeiseinrichtung 5 – zunächst einen Rohrstutzen 4.2. Dieser ist im vorliegenden Falle zylindrisch. Es folgt der Hauptteil des Hohlkörpers, nämlich Teil 4.3. Dieser ist doppelwandig. Schließlich folgt die Ringdüse 3. Diese ist wiederum doppelwandig. Ihre Innenwandung und ihre Außenwandung schließen miteinander einen Hohlraum ein, den man als Ringdüsenkanal bezeichnen könnte.
Aufgrund der geschilderten Ausgestaltung von Einspeiseinrichtung 5, Hohlkörper 4 und Ringdüse 3 gelangt ein Glasstrom – im vorliegenden Fall Farbglas – aus der Einspeiseinrichtung 5 durch die Hohlräume des Stutzens 4.2, des Hauptteiles 4.3 und der Ringdüse 3 zu deren Auslass 3.1. Die Ringdüse 3 gibt daher einen ringförmigen Glasstrang ab – siehe Glasstrang I in 3. Dieser bildet, wie erwähnt, die Mittelschicht eines dreischichtigen Glasstranges.
Der Hauptteil 4.3 des Hohlkörpers 4 ist in einer besonderen Weise gestaltet. In einer Schnittansicht gelegt durch die Schnittebene B in 3 ist er ringförmig.
Die 4 und 5 veranschaulichen sehr deutlich den Hohlkörper 4. Man erkennt wiederum den Rohrstutzen 4.2, den sich daran anschließenden Hauptteil 4.3 des Hohlkörpers 4 sowie die Düse 3. Aus 4 erkennt man auch die Außenwandung 3.2 und die Innenwandung 3.3 der Ringdüse.
Aufgrund der Ausbildung des Hauptteiles 4.3 als Ring – in Draufsicht gesehen – gelangt Klarglasschmelze aus der Rinne 2 in den von der Innenwand 3.3 der Ringdüse 3 umschlossenen Raum, und kann somit die Innenlage des herzustellenden Glasstranges bilden.
Statt des hier gezeigten einzigen Anschlussstutzens 4.2 ist es auch möglich, dem Hauptteil 4.3 des Hohlkörpers zwei oder mehrerer solcher Anschlussstutzen vorzuschalten. Der Hauptteil 4.3 kann beispielsweise symmetrisch gestaltet werden und zwei oder drei solcher Anschlussstutzen aufweisen. Im Hinblick auf einen gleichmäßigen Zufluss von Farbglasmasse könnte dies vorteilhaft sein.
Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich wenigstens eine Glassorte einfärben.
Die beiden äußeren Glasstränge können aus Klarglas bestehen.
Die beiden äußeren Glasstränge können aus ein und derselben Glassorte bestehen.

Claims

Vorrichtung zum Herstellen eines Glasstranges, der aus wenigstens zwei Glasschichten aufgebaut ist; 1.1 mit einer Außendüse (1), die einen Einlass für flüssiges Glas einer ersten Sorte und einen Auslass für einen hieraus geformten ersten Glasstrang aufweist; 1.2 mit einer zur Außendüse (1) koaxialen, doppelwandigen Ringdüse (3), die von der Außendüse (1) umschlossen ist, und deren Innen- und Außenwand (3.3, 3.2) gemeinsam einen Ringdüsenkanal zwischen sich einschließen; 1.3 die Ringdüse (3) ist in stromaufwärtiger Richtung mit einem Hohlkörper (4) verbunden; 1.4 der Hohlkörper (4) weist einen Einlass für eine Glasmasse einer zweiten Sorte in der Form eines Rohrstutzens (4.2), der mit einer Speiseeinrichtung (5) in Verbindung steht, auf; 1.5 der Rohrstutzen (4.2) geht in stromabwärtiger Richtung in ein doppelwandiges Hauptteil (4.3) des Hohlkörpers (4) über, das mit der Ringdüse (3) in leitender Verbindung steht; 1.6 der Hohlkörper (4) weist im Bereich des Hauptteils (4.3) des Hohlkörpers eine Öffnung (4.1) in den von der Ringdüse (3) umschlossenen Innenraum auf; 1.7 die Ringdüse (3) und der Hohlkörper (4) bilden eine Baueinheit, die vollständig abgeschlossen ausgeführt ist, abgesehen vom Einlass, den der Rohrstutzen (4.2) bildet, sowie vom Auslass (3.1) der Ringdüse, so dass die Baueinheit gegen die Umgebung hermetisch abgesperrt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand (3.3) der Ringdüse eine Innendüse bildet, die einen Einlass für Glasmasse einer dritten Sorte und einen Auslass für einen hieraus geformten dritten Glasstrang aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Außendüse und zur Innendüse (3) achsparallele, zentral angeordnete Kanüle (6) zum Einblasen eines gasförmigen Mediums vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außendüse (1) an den Boden (2.1) einer Glasrinne (2) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 5.1 der Anschluss des Hohlkörpers (4) für die zweite Glassorte ist als Rohrstutzen (4.2) ausgebildet; 5.2 zwischen dem Rohrstutzen (4.2) und dem Einlass der Ringdüse (3) weist der Hohlkörper (4) – in einem zur Strömung senkrechten Schnitt gesehen – eine Ringform aus.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (4) und die Rinne (2) derart gestaltet sind, dass das in der Rinne (2) strömende Glas zum Einlass der Innendüse gelangt.