DE1009361B

DE1009361B - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Rohren aus Glas oder Stoffen mit glasartigem Erstarrungsverhalten

Info

Publication number: DE1009361B
Application number: DEJ8368A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Weber
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1954-03-06
Filing date: 1954-03-06
Publication date: 1957-05-29
Also published as: FR1120320A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Rohren, insbesondere solchen von großem Durchmesser mit beliebig großer Wandstärke, aus Glas oder Stoffen mit glasartigem Erstarrungsverhalten.

Es sind verschiedene Verfahren zur maschinellen Herstellung von Rohren bekanntgeworden. Ein Verfahren, welches sich für viele Zwecke gut bewährt hat, besteht darin, daß der Glasfluß auf eine schräg abwärts geneigte, konische, axial durchbohrte, langsam rotierende Walze (Pfeife) geleitet und durch die Bohrung der Walze während des Betriebes Luft geblasen wird. Der plastische Glasfluß wickelt sich um die Pfeife herum und wird am tieferliegenden verjüngten Ende der Walze rohrförmig abgezogen. Die aus der axialen Pfeifenbohrung in das anfangs noch plastisch verformbare Rohr eintretende Blasluft verhindert das Unrundwerden oder Zusammenfallen des Rohres.

Ein anderes bekanntes maschinelles Rohrziehverfahren besteht darin, daß das Glas aus einer Wanne oder Drehschüssel, ebenfalls unter Lufteinblasung, rohrförmig im plastischen Zustand senkrecht nach oben gezogen wird.

Diese bekannten Verfahren besitzen aber verschiedene Nachteile. Die mit dem erstgenannten Verfahren erreichbaren größten Rohrweiten stehen in Abhängigkeit vom Pfeifendurcbmesser und sind nach oben hin durch das Unrundwerden des Rohres begrenzt. Dieses Unrundwerden tritt durch den starken Druckabfall der Blasluft im Rohr bei größer werdender Rohrweite infolge des kleiner werdenden Strömungswiderstandes im Rohr ein. Die Rohrwandstärke ist von der Zähigkeit des Glases und somit von der Ziehtemperatur abhängig. Die Erzielung größerer Wandstärken erfordert tiefere Ziehtemperaturen, die jedoch wegen der Gefahr der Kristallbildung nach unten hin begrenzt sind.

Das Rohrziehen mit dem an zweiter Stelle genannten Verfahren in vertikaler Richtung ermöglicht zwar die Herstellung von Rohren großer Durchmesser; jedoch ist die Wandstärke ebenfalls viskositätsabhängig und somit aus den bereits genannten Gründen nach oben hin abgegrenzt.

Es ergibt sich daher, daß das kontinuierliche Erzeugen von Glasrohren großen Durchmessers, insbesondere mit Durchmesser über 200 mm, mit ausreichend großer Wandstärke mit den bekannten Verfahren nicht oder nur schwer möglich ist.

Auch wurde bereits vorgeschlagen, Glasrohre durch Schleudern herzustellen. Bei diesem bekannten Verfahren wurde der Glasfluß unmittelbar in eine schräg geneigte rotierende Form geführt und aus dieser durch die Schwerkraft das gebildete Rohr abgezogen.

Verfahren und Vorrichtung
zum kontinuierlichen Herstellen von
Rohren aus Glas oder Stoffen mit glasartigem Erstarrungsverhalten

Anmelder:

Jenaer Glaswerk Schott & Gen., Mainz,
Hattenbergstraße

Dr.-Ing. Hans Weber, Mainz-Gonsenheim,
ist als Erfinder genannt worden

Dieses Verfahren setzt ebenfalls voraus, daß ganz bestimmte Viskositätsverhältnisse eingehalten werden. Nur »lange« Gläser bei ausreichend niedriger Temperatuir und daher großer Zähigkeit konnten Verwendung finden. Hierbei war aber die Gefahr des Kristallisierens außerordentlich groß.

Es ist in der Metallindustrie bekannt, Rohre kontinuierlich dadurch herzustellen, daß das flüssige Metall in eine rotierende Form geleitet und dort mittels eines während der Rotation aus der Form geführten Verschlußkolbens herausgeführt wird. Dieses Verfahren ist aber für Glas oder Stoffe mit glasartigem Erstarrungsverhalten nicht anwendbar, da diese Stoffe keinen festen Schmelzpunkt wie Metalle besitzen, sondern einen Temperaturbereich, in welchem sie plastisch bleiben.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, welches die Nachteile der bekannten vermeidet und zudem erhebliche Vorteile mit sich bringt.

Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß der auf Verarbeitungstemperatur gebrachte Glasfluß kontinuierlich in eine rotierende Schleudertrommel geleitet und unter Aufrechterhaltung hoher Temperatur geschleudert wird, daß das durch die Zentrifugalkraft geformte Rohr in einer mit der Schleudertrommel synchron rotierenden kalibrierten Düse bis zum Erstarren gekühlt und dabei kalibriert wird und daß das Rohr aus dieser Düse ständig mittels einer synchron mit der Düse rotierenden Ziehvorrichtung gezogen wird.

Gemäß der Erfindung wird die Formgebung in der Schleudertrommel bei hoher Temperatur vorgenom men, während in der Düse eine rasche Abkühlung bis

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zur vollständigen Erstarrung des. Schmelzflusses erfolgt. Dadurch wird das Kristallisieren des Schmelzflusses verhindert.

Zur Steuerung der Viskosität ist es zweckmäßig, die Schleudertrommel unfl''gegebenenfalls eine"an der-Eintrittseite der Schleuderirommel angeordnete Rinne zur Zufuhr des Schmelzflusses zu beheizen. Die Beheizung erfolgt vorzugsweise. elektrisch, um eine stufenlose Regulierfähigkeit" zu haben.

Ferner ist es vorteilhaft, "daß der Durchmesser der Schleudertrommelbohrung am Austrittende größer als am. Eintrittende ist; so daß der durch die Fliehkraft an die Innenwand' der Schleudertrommel gedrückte Stoff ein Gefälle nach der Glasaustrittseite erhält.

Auch ist es zweckmäßig, daß die Ziehvorrichtung eine synchron mit der Schleudertrommel und der Düse drehbare Trommel und eine innerhalb der Trommel gelagerte, selbständig angetriebene Büchse besitzt am Anfangrohr wird dieses durch eine ebenfalls mit der Düse 4 und der Schleudertrommel 3 synchron rotierende Ziehvorrichtung 5 langsam, entsprechend der erforderlichen Ziehgeschwindigkeit, herausgezogen. - Hierbei wird der Glasfluß beim Eintreten in die Düse 4 zu einem genauen Rohr geformt und beim weiteren Durchlaufen der Düse 4 rasch bis zur Erstarrungstemperatur abgekühlt.

Zur Verhinderung von "Verklemmungen zwischen der Düse 4 und dem in ihr bereits erstarrten Glasrohr ist die Düsenbohrung nach der Austrittseite hin leicht konisch erweitert ausgeführt, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist. Die Ziehvorrichtung 5 besteht aus einer mit der Düse 4.und der Schleudertrommel 3. synchron rotierenden Trommel 6, in welcher eine relativ zur Trommeldrehung verdrehbare Büchse 7 gelagert ist. Die Büchse 7 besitzt Stirnradverzahnung und steht im Eingriff mit den Ritzelwellen 8, welche ihrerseits über Kreuzgelenke 9 und Kegelzahnräder 10 mit den

und daß der Antrieb der-für das Ziehen des Rohres 20 Ziehrollen 11 in kraftschlüssiger Verbindung stehen.

bestimmten Ziehrollen über an sich bekannte Übertragungsmittel, wie Kegelräder, ■ Kreuzgelenke, Zahnräder, von der Büchse aus erfolgt.

Die Drehzahl der Büchse und damit der Ziehrollen ist zweckmäßig mittels eines vorzugsweise stufenlos arbeitenden Regelgetriebes einstellbar. Die Schleudertrommel und vorteilhaft auch die Düse sowie die Ziehvorrichtung sind in und gegen die Arbeitsrichtung verschiebbar, um in der Einsatzmöglichkeit weitgehend frei zu sein. . 3<>

Hierdurch wird ferner erreicht, daß sich die Rohrwandung in jeder beliebigen Stärke ausführen läßt, wenn die Ziehgeschwindigkeit und die in der Zeiteinheit in die rotierende Düse fließende Schmelzfluß menge entsprechend aufeinander abgestimmt sind. Die 35 Ziehrollen 11 um ihre Achse und ziehen das Rohr aus

Die Trommel 6 wird synchron mit der Düse 4 und der Schleudertrommel 3 mittels Kettenantrieben über die Welle 12 angetrieben. Die Büchse 7 wird mittels Kettenantrieb über die Welle 13 angetrieben.

Die Drehzahlen der Welle 12 und der Welle 13 lassen sich durch ein stufenlos arbeitendes Regelgetriebe 14 verschieden zueinander einstellen. Laufen die beiden Wellen synchron, so führt die Büchse 7 keine Relativverdrehung zur Trommel 6 aus, und die Ziehrollen 11 drehen sich nicht um ihre Achse, wobei die Ziehgeschwindigkeit gleich Null ist. Stellt man die Drehgeschwindigkeiten der Welle 12 und der Welle 13 so ein, daß die Büchse 7 der Trommel 6 in der Drehgeschwindigkeit vorauseilt, so drehen sich die

Bildung der Rohrwandstärke ist daher bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung im Gegensatz zu den bekannten Ziehverfahren von der Viskosität des Schmelzflusses unabhängig.

Wie Versuche des Erfinders ergeben haben, bereitet es keine Schwierigkeiten, Rohre herzustellen, deren Durchmesser zwischen 200 und 1000 mm liegen.

In der Zeichnung ist in einem Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zur Herstellung von Rohren aus Glas schematisch dargestellt.

Das geschmolzene Glas wird in einer beheizten Vorwanne 1 auf Verarbeitungstemperatur gebracht und fließt kontinuierlich durch die Rinne 2 in eine rotierende Schleudertrommel 3. Die Schleudertrommel 3 besitzt ein Schamotte- oder Quarzfutter. Die Bohrung der Schleudertrommel 3 hat an der Glaseintrittseite einen kleineren Durchmesser als an der Glasaustrittseite, so daß das durch die Fliehkraft an die Innenwand der Schleudertrommel 3 gedrückte flüssige Glas ein Gefälle nach der Glasaustrittseite erhält und in die mit der Schleudertrommel 3 synchron rotierende Düse 4 fließt. Die Düse 4 kann aus Kohle, Stahl oder einem ähnlichen für die Glasverarbeitung geeigneten Material bestehen. Der Innendurchmesser der Düse 4 ist um einen geringen Betrag größer als der Bohrungs durchmesser der Schleudertrommel 3 an der Glasaustrittseite, so daß der Übertritt des Glasflusses aus der Schleudertrommel 3 in die Düse 4 begünstigt wird.

Die Außenfläche der Düse 4 wird durch ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel beaufschlagt (in der Zeichnung nicht dargestellt). Zu Beginn des Rohrziehens wird ein eisernes Anfangrohr durch die Bohrung der Düse 4 in die Glasaustrittseite der Schleudertrommel 3 eingeführt. Nach Haften des Glasflusses 70 wird.

der Düse 4 heraus. Läßt man durch entsprechende Drehzahleinstellung der beiden Wellen 12 und 13 die Büchse 7 langsamer laufen als die Trommel 6, so drehen sich die Ziehrollen 11 im entgegengesetzten Sinne um ihre Achse, was beim Einführen des Anfangrohres erforderlich ist.

Die Ziehgeschwindigkeit läßt sich während des Laufes stufenlos einstellen, wodurch man bei gegebener Glaszuflußmenge jede gewünschte Rohrwandstärke erzielen kann. Die in der Zeiteinheit in die Schleudertrommel 3 fließende Glasmenge wird in bekannter Weise mittels eines Schiebers 15 geregelt.

Die Beheizung der Schleudertrommel 3 erfolgt durch die aus der Vorwanne 1 über die Rinne 2 eintretenden heißen Gase der Brenner 16. Eine zusätzliche Beheizung der Schleudertrommel 3 kann durch den Brenner 17 erfolgen. Es besteht auch die Möglichkeit, den Glasfluß in der Schleudertrommel 3 elektrisch zu beheizen, wodurch sich eine gute Regelung der Temperatur in der Schleudertrommel 3 erzielen läßt. In diesem Fall können ringförmige Elektroden 18 in das Schleudertromrnelfutter eingelassen werden, welche mit einem außenliegenden Schleifkontakt 19 in elektrisch leitender Verbindung stehen, wie es aus der Zeichnung ersichtlich ist. Eine weitere Elektrode 20 befindet sich in der Vorwanne 1 nahe der Auslaufrinne 2. Mit dieser Anordnung läßt sich erreichen, daß der Glasfluß in der Rinne 2 mit in die elektrische Beheizung eingeschlossen ist und ein Einfrieren der Rinne 2 nicht vorkommen kann.

Das neue Verfahren läßt sich in horizontaler sowie in vertikaler Ziehrichtung anwenden, wobei die Anwendung in vertikaler Ziehrichtung für das Erzeugen von Rohren sehr großen Durchmessers günstig sein

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit des neuen Verfahrens besteht darin, daß man die rotierende Form oder Düse 4 als beliebige Profilform ausbildet, z. B. als Vierkant- oder Dreikantrohr. Es lassen sich dann Rohre ziehen, die außen ein beliebiges gewünschtes Profil und innen eine kreisrunde Bohrung besitzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: IO

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Rohren aus Glas oder Stoffen mit glasartigem Erstarrungsverhalten unter Anwendung des Schleuderverfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß der auf Verarbeitungstemperatur gebrachte Glasfluß kontinuierlich in eine rotierende Schleudertrommel geleitet und unter Aufrechterhaltung hoher Temperatur geschleudert wird, daß das durch die Zentrifugalkraft geformte Rohr in einer mit der Schleudertrommel synchron rotierenden kalibrierten Düse bis zum Erstarren gekühlt und dabei kalibriert wird und daß das Rohr aus dieser Döse ständig mittels einer synchron mit der Düse rotierenden Ziehvorrichtung gezogen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleudertrommel (3) und gegebenenfalls eine an der Eintrittseite der Schleudertrommel angeordnete Rinne (2) zur Zufuhr des Schmelzflusses vorzugsweise elektrisch beheizbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Schleudertrommelbohrung am Austrittende größer als am Eintrittende ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehvorrichtung (5) eine synchron mit der Schleudertrommel (3) und der Düse (4) drehbare Trommel (6) und eine innerhalb der Trommel gelagerte, selbständig angetriebene Büchse (7) besitzt und daß der Antrieb der für das Ziehen des Rohres bestimmten Ziehrollen (11) über an sich bekannte Übertragungsmittel, wie Kegelräder, Kreuzgelenke, Zahnräder, von der Büchse (7) aus erfolgt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Büchse (7) und damit der Ziehrollen (11) mittels eines vorzugsweise stufenlos arbeitenden Regelgetriebes (14) einstellbar ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung der Ziehrollen (11) einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, daduroh gekennzeichnet, daß die Schleudertrommel (3) und/oder die Düse (4) und/oder die Ziehvorrichtung (5) in und gegen die Arbeitsrichtung verschiebbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 512 949, 62 034.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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