DE102006011579A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Rohrstrangs aus Quarzglas - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Rohrstrangs aus Quarzglas Download PDFInfo
- Publication number
- DE102006011579A1 DE102006011579A1 DE102006011579A DE102006011579A DE102006011579A1 DE 102006011579 A1 DE102006011579 A1 DE 102006011579A1 DE 102006011579 A DE102006011579 A DE 102006011579A DE 102006011579 A DE102006011579 A DE 102006011579A DE 102006011579 A1 DE102006011579 A1 DE 102006011579A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- annular gap
- nozzle
- quartz glass
- length
- outer part
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 101100298222 Caenorhabditis elegans pot-1 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000089486 Phragmites australis subsp australis Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003258 bubble free glass Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 230000003716 rejuvenation Effects 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
- C03B17/04—Forming tubes or rods by drawing from stationary or rotating tools or from forming nozzles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
- C03B5/033—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by using resistance heaters above or in the glass bath, i.e. by indirect resistance heating
- C03B5/0336—Shaft furnaces
Abstract
Bei einem bekannten Verfahren zum Ziehen eines rohrförmigen Quarzglasstrangs wird einem Schmelztiegel SiO<SUB>2</SUB>-haltiges Ausgangsmaterial zugeführt, darin erweicht und als erweichte Quarzglasmasse durch einen Ringspalt zwischen einem Außenteil und einem in einer Durchgangsbohrung des Außenteils angeordneten Innenteil einer im Bodenbereich des Schmelztiegels vorgesehenen Ziehdüse als rohrförmiger Quarzglasstrang in einer Ziehachse vertikal nach unten abgezogen. Um das bekannte Verfahren im Hinblick auf geringere Inhomogenitäten im abgezogenen Rohrstrang zu verbessern und dadurch die Herstellung von homogenen, fehlerfreien Quarzglas-Hohlzylindern durch Ziehen aus der Schmelze zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Ziehdüsen-Innenteil - in Richtung der Ziehachse gesehen - radial beweglich innerhalb der Durchgangsbohrung des Außenteils hängend gehalten wird und dass der Ziehdüsen-Ringspalt einen Längenabschnitt "L" aufweist, in dem sich seine Düsenquerschnittsfläche von oben nach unten verringert.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ziehen eines rohrförmigen Quarzglasstrangs, indem einem Schmelztiegel SiO2-haltiges Ausgangsmaterial zugeführt, darin erweicht und als erweichte Quarzglasmasse durch einen Ringspalt zwischen einem Außenteil und einem in einer Durchgangsbohrung des Außenteils angeordneten Innenteil einer im Bodenbereich des Schmelztiegels vorgesehenen Ziehdüse als rohrförmiger Quarzglasstrang in einer Ziehachse vertikal nach unten abgezogen wird.
- Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ziehen eines rohrförmigen Quarzglasstrangs, mit einem Schmelztiegel zur Aufnahme von SiO2-haltigem Ausgangsmaterial, der von einer Heizeinrichtung zum Erweichen des Ausgangsmaterials umgeben ist, sowie mit einer im Bodenbereich des Schmelztiegels vorgesehenen Ziehdüse, die ein Außenteil und ein in einer Durchgangsbohrung des Außenteils unter Belassung eines Ringspalts ist.
- Aus der
DE 103 37 388 A1 sind ein Tiegelziehverfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Quarzglasstrangs gemäß der eingangs genannten Gattung bekannt. Hierbei wird eine in einem Schmelztiegel erweichte Quarzglasmasse über eine in einer Bodenöffnung des Schmelztiegels eingesetzte Ziehdüse senkrecht nach unten kontinuierlich zu einem hohlzylindrischen Quarzglasstrang mit vorgegebenem Profil abgezogen. Am unteren Ende der Ziehdüse ist eine auswechselbare Ansetzdüse montiert, die mit einem in die Ansetzdüsenöffnung hineinragenden, hohlen Dorn verbunden ist, durch den ein Gasstrom in die Innenbohrung des Quarzglasstrangs eingeleitet werden kann. Der Ringspalt zwischen dem Außenmantel des Dorns und der Innenwandung der Ansetzdüse bestimmt das Profil des aus der Düse austretenden rohrförmigen Strangs. - Der Dorn wird mittels mehrerer Stege, die mit dem umlaufenden Rand der Ansetzdüse verbunden sind, in der Ansetzdüsenöffnung fixiert. Die Stege liegen im Strom des durch die Düsenöffnung ausfließenden Glases und zerteilen diesen. Dies führt zu Inhomogenitäten im abgezogenen Quarzglasstrang, auch aufgrund der vergleichsweise hohen Viskosität der Quarzglasmasse, die ein störungsfreies Wiederverschmelzen dieser Bereiche erschwert.
- Einer der Stege bildet gleichzeitig die Gaszufuhrleitung zum Dorn, über die ein Gasstrom in die Innenbohrung des abzuziehenden Rohrstrangs geleitet werden kann, um den Durchmesser oder die Rohr-Wandstärke durch Einstellung des Blasdrucks zu regulieren.
- Ein weiteres Tiegelziehverfahren zur Herstellung eines Quarzglasrohres sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung sind in der
EP 394 640 A1 - Auch bei diesem Verfahren umfließt somit die weiche Quarzglasmasse die Verbindungsstreben zwischen Außenring und Innenring, wird dabei geteilt, und kann dadurch die oben erwähnten Störungen in der strangförmig aus der
- Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren im Hinblick auf geringere Inhomogenitäten im abgezogenen Rohrstrang zu verbessern, um dadurch die Herstellung von homogenen, fehlerfreien Quarzglas-Hohlzylindern durch Ziehen aus der Schmelze zu ermöglichen.
- Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache und mit geringerem Aufwand zu realisierende Vorrichtung bereit zu stellen, die die oben genannten Verfahrensverbesserungen mit sich bringt.
- Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Ziehdüsen-Innenteil – in Richtung der Ziehachse gesehen – radial beweglich innerhalb der Durchgangsbohrung des Außenteils hängend gehalten wird, und dass der Ziehdüsen-Ringspalt einen Längenabschnitt „L" aufweist, in dem sich seine Düsenquerschnittsfläche von oben nach unten verringert.
- Es hat sich gezeigt, dass die mittels der bekannten Verfahren hergestellten Quarzglasrohre an den Kontaktstellen zu den Verbindungsstreben Störungen aufweisen, die beim Erhitzen als fein nachleuchtende Linien sichtbar werden. Beim Aufblasen derartiger Quarzglasrohre zwecks Vergrößerung der Innenbohrung werden Wandstärkeschwankungen oft genau mit der Rotationssymmetrie der „Finger" beobachtet.
- Dabei ist zu beachten, dass die Ziehdüse insgesamt oder zumindest die im Kontakt mit der heißen Quarzglasmasse kommenden Teile der Ziehdüse aus Molybdän, Wolfram, Iridium, Rhenium oder anderen hochschmelzenden Metallen oder Legierungen bestehen. Es ist anzunehmen, dass Metall durch Abrieb in die Glasmasse gelangt und zu den oben erläuterten Störungen beiträgt. Die meisten Kontaktflächen zwischen der heißen Quarzglasmasse und der Ziehdüse finden sich nachher an der Oberfläche des abgezogenen Rohrstrangs wieder, von wo sie nachträglich einfach entfernt werden können. Dies trifft jedoch für die Kontaktflächen zu den Verbindungsstreben nicht zu, denn diese werden im Inneren des Quarzglasrohres eingeschlossen.
- Der Erfindung liegt daher die Erkenntnis zugrunde, besagte Störungen zu vermeiden, indem auf die „Finger" des Ziehdüsen-Innenteils vollständig verzichtet wird. Die „Finger" dienen zur Zentrierung des Innenteils in der Durchgangsbohrung des Außenteils und zur Einstellung der Weite des Ringspalts. Erfindungsgemäß wird daher eine Selbstzentrierung des Innenteils angestrebt, bei der auf derartige Zentrierhilfen verzichtet werden kann. Es hat sich gezeigt, dass dies unter den im Folgenden näher erläuterten Voraussetzungen realisierbar ist:
- 1. Das Ziehdüsen-Innenteil wird radial beweglich innerhalb der Durchgangsbohrung des Ziehdüsen-Außenteils gehalten. Die Selbstzentrierung verlangt eine gewisse Beweglichkeit des Ziehdüsen-Innenteils mit einer Bewegungskomponente in Richtung senkrecht zur Ziehachse, die hier als „radiale Beweglichkeit" bezeichnet wird. Diese kann durch horizontale Verschiebbarkeit des Innenteils oder auch durch eine hängende Halterung gewährleistet werden, die eine freie Pendelbewegung in Richtung senkrecht zur Ziehachse erlaubt.
- 2. Weiterhin ist wesentlich, dass sich der Ringspalt zwischen Innenteil und Außenteil in Richtung der Ziehachse mindestens über einen Teil seiner gesamten Länge einen Längenabschnitt „L" aufweist, in dem sich seine Düsenquerschnittsfläche von oben nach unten verringert. Die Verringerung der Düsenquerschnittsfläche kann auf einer kontinuierlichen oder stufenweisen Verengung des Ringspalts von oben nach unten beruhen und/oder – bei einem Ringspalt mit konstanter Ringspaltweite – indem sich der Durchmesser des Ringspalts von oben nach unten verringert. Bei der zuletzt genannten Variante wird der Ringspalt von zueinander parallelen Wandungen begrenzt, die mit der Ziehachse einen Winkel zwischen 0 und 90 Grad einschließen, so dass der Ringspalt in Richtung der Ziehachse verläuft. Entscheidend für eine Selbstzentrierung sind die Druckverhältnisse um das Ziehdüsen-Innenteil. Betrachtet man den Druckverlauf in Richtung der Ziehachse, so ist festzustellen, dass der Druck im Tiegel-Innenraum von oben nach unten zunimmt und dann innerhalb der Ziehdüse wieder bis auf den atmosphärischen Umgebungsdruck abfällt. Hintergrund dafür sind zwei verschiedene Mechanismen: Der eine ist der „hydrostatische" Druck der Quarzglasmasse (Schweredruck), der andere ist die mit dem Fluss der viskosen Quarzglasmasse verbundene Druckabnahme in Fließrichtung. Der Gradient dieser Druckabnahme ist besonders groß in Bereichen, in denen die Quarzglasmasse enge Abschnitte (wie die Ziehdüse) eines ansonsten weiteren Hohlraums (wie dem Tiegel-Innenraum) durchfließt. Aus diesen Gründen überwiegt im Tiegel-Innenraum von oben nach unten der Effekt der Druckzunahme durch den hydrostatischen Druck der Quarzglasmasse, wohingegen in der Ziehdüse die Verhältnisse umgekehrt sind, und die Druckabnahme von oben nach unten den vorherrschenden Effekt darstellt. In einem zylindrischer Ringspalt mit parallelen Begrenzungswandungen und konstantem Durchmesser ist die Spaltweite bei radial ausgelenktem Innenteil auf der einen Seite breiter als auf der gegenüberliegenden Seite. Durch den breiteren Spaltbereich fließt infolge des geringeren Strömungswiderstandes zwar mehr Quarzglasmasse als auf der anderen Seite ab, jedoch ist die Druckabnahme in vertikaler Richtung auf beiden Seiten gleich groß, so dass sich keine Druckkomponente in radialer Richtung ausbildet. Ein Ringspalt mit Zylindergeometrie übt daher keine radiale Kraft auf das Innenteil aus und hat keine zentrierende Wirkung. Im Gegensatz dazu ergibt sich in einem Ringspalt mit einem sich nach unten verringernden Querschnitt bei radial ausgelenktem Innenteil im engeren Spaltbereich eine geringere Druckabnahme in vertikaler Richtung als im weiteren Spaltbereich (bei einem Vergleich der Drücke auf gleicher Höhe). Dieses nicht rotationssymmetrische Druckfeld um das Innenteil bewirkt eine resultierende Kraft in radialer Richtung, die eine Rückstellkraft in Richtung auf die Einstellung eines rotationssymmetrischen Druckfeldes und damit einhergehend eine zentrierende Wirkung auf das Innenteil ausübt. Umgekehrt kann ein Ringspalt mit einer sich nach unten vergrößernden Querschnittsfläche definiert dezentrierend auf ein radial frei bewegliches Innenteil in der Durchgangsbohrung des Außenteils wirken.
- Bei diesen Überlegungen wird der Effekt der Zunahme der Viskosität der Quarzglasmasse mit der an der Ziehdüse nach unten hin abnehmenden Temperatur vernachlässigt. Dieser Effekt macht sich quantitativ deutlich bemerkbar, ohne das oben erläuterte Prinzip grundsätzlich zu verändern.
- Für eine Selbstzentrierung des Ziehdüsen-Innenteils innerhalb der Durchgangsbohrung des Außenteils ist daher ein Ringspalt erforderlich, der sich wenigstens über einen Teil seiner Länge, der hier als Längenabschnitt „L" bezeichnet wird, eine sich nach unten verringernde Querschnittfläche aufweist.
- Die Verringerung der Querschnittfläche kann durch die Geometrie der Durchgangsbohrung des Ziehdüsen-Außenteils und/oder des Außenmantels des Innenteils hervorgerufen werden.
- In einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante wird die Verringerung der Querschnittfläche dadurch erreicht, dass sich der Ringspalt über mindestens einen Teil des Längenabschnitts „L" von oben nach unten verengt.
- Dabei ist die zentrierende Wirkung besonders ausgeprägt. Sie ist um so stärker, je größer das Maß der Verengung von oben nach unten ist.
- Für die Ausbildung der Verengung des Ringspalts gibt es eine Vielzahl geeigneter Möglichkeiten. Eine davon besteht darin, dass sich die Durchgangsbohrung des Ziehdüsen-Außenteils nach unten verengt.
- Das Ziehdüsen-Innenteil kann hierbei zylinderförmig, sich nach unten verjüngend oder nach unten erweiternd ausgebildet sein und dadurch zusätzlich zur Verengung des Ringspalts beitragen. Durch Anheben oder Senken des Ziehdüsen-Innenteils kann die Spaltweite es Ringspalts eingestellt werden.
- Alternativ dazu und gleichermaßen bevorzugt, verbreitert sich das Ziehdüsen-Innenteil nach unten, unter Ausbildung eines sich nach unten verengenden Ringspalts.
- Hierbei kann die Durchgangsbohrung des Außenteils zylinderförmig ausgebildet sein, sich nach unten verjüngen oder sich nach unten erweitern.
- In dem Zusammenhang hat es sich auch bewährt, wenn die Weite des Ringspalts über seine Länge um mindestens 20% seiner maximalen Weite abnimmt.
- Bei gegebener Auslenkung des Innenteils wirkt sich der Unterschied zwischen maximaler und minimaler Weite des Ringspalts über seinem Verengungsbereich auf die Größe der daraus resultierenden, zentrierend wirkenden Kraft aus. Je größer diese Spaltweitendifferenz ist, um so größer ist auch der maximale, senkrecht zur Ziehachse auf das Innenteil wirkende Rückstellkraft (≙ Druckdifferenz). Je höher diese Rückstellkraft ist, um so besser ist die Regelempfindlichkeit und um so exakter die Selbstzentrierung des Ziehdüsen-Innenteils. Bei einer Spaltweitendifferenz von mindestens 20% (bezogen auf die maximale Ringspaltweite) wird eine besonders hohe Regelempfindlichkeit und eine exakte Selbstzentrierung des Ziehdüsen-Innenteils gewährleistet.
- Bei einer anderen bevorzugten Verfahrensvariante wird die Verringerung der Querschnittfläche des Ringspalts von oben nach unten dadurch erreicht, dass der Ringspalt über mindestens einen Teil des Längenabschnitts „L" von parallelen Seitenwänden umschlossen ist, wobei der Innendurchmesser des Ringspalts und damit auch der Außendurchmesser von oben nach unten abnehmen.
- Die Spaltweite des Ringspalts ändert sich hierbei zwar nicht. Trotzdem ergibt sich mit abnehmenden Innendurchmesser des Ringspalts eine Verringerung seiner Querschnittsfläche von oben nach unten. Hierbei verlaufen die Begrenzungswandungen des Ringspalts so, dass sie mit der Ziehachse einen Winkel zwischen 10 Grad und 80 Grad, vorzugsweise zwischen 30 Grad und 60 Grad, einschließen. Der Ringspalt verläuft somit von oben nach unten schräg in Richtung der Ziehachse.
- Diese Verfahrensvariante weist gegenüber der weiter oben erläuterten Ausführungsform mit sich verengendem Ringspalt einen besonderen Vorteil auf. Bei sich verengendem Ringspalt ist die zentrierende Wirkung um so stärker, je stärker das Maß der Verengung von oben nach unten ist. Die minimale Spaltweite ist durch die vorgegebene Wandstärke des abzuziehenden Bauteils im Wesentlichen festgelegt. Um einen deutlichen Gradienten der Spaltweite zu erreichen, ist daher im oberen Bereich des Ringspalts eine möglichst große Spaltweite erwünscht. Dies gilt vorallem bei kurzer Länge des Längenabschnitts „L". Eine große Spaltweite im oberen Bereich des Ringspalts beeinflusst jedoch den Düsenwiderstand. Dieser wird durch das Verhältnis des Massendurchsatzes und dem anliegenden hydrostatischen Druck der Quarzglasmasse bestimmt. Je größer die Spaltweite im oberen Bereich bei sonst gleichen Bedingungen ist, um so geringer ist der Düsenwiderstand. Eine Änderung des Düsenwiderstands erfordert jedoch in aller Regel eine unerwünschte Anpassung anderer Ziehparameter, insbesondere der Temperatur und damit der Viskosität der Quarzglasmasse.
- Dieses Problem wird durch die bevorzugte Verfahrensvariante mit gleich bleibender Spaltweite des Ringspalts entschärft.
- Die Vorteile beider Verfahrensvarianten lassen sich vereinigen, indem in einem oberen Bereich des Längenabschnitts „L" ein Ringspalt mit konstanter Spaltweite und sich verringernden Innendurchmesser vorgesehen ist, der in einem unteren Bereich des Längenabschnitts „L" in einen sich verengenden Ringspalt übergeht.
- Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der Längenabschnitt „L" eine Länge von mindestens 10 mm aufweist.
- Die Länge des Längenabschnitts „L" wirkt sich auf die Größe des Druckgradienten über dem Ringspalt aus. Bei gegebenem hydrostatischem Druck durch die weiche Quarzglasmasse stellt sich bei langem Längenabschnitt „L" des Ringspalts ein kleinerer mittlerer Druckgradient ein als bei einem kurzen Längenabschnitt „L".
- Ein steiler Druckgradient bewirkt eine geringere Regelempfindlichkeit und erschwert dadurch eine exakte Selbstzentrierung des Ziehdüsen-Innenteils. Bei einem Längenabschnitt „L" ab einer Länge von 10 mm wird eine besonders hohe Regelempfindlichkeit und eine exakte Selbstzentrierung des Ziehdüsen-Innenteils gewährleistet.
- Die radial bewegliche Halterung des Ziehdüsen-Innenteils kann durch eine horizontale Verschiebbarkeit der Halterung erreicht werden. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Ziehdüsen-Innenteil an einem sich nach oben durch die erweichte Quarzglasmasse hindurch erstreckenden Halteelement gehalten wird, welches einen Außendurchmesser von maximal 40 mm und einer Länge von mehr als 100 cm umfasst.
- Bei einem biegesteifen Halteelement oder bei geringen Rückstellkräften kann die radiale Bewegung des Innenteils durch eine freie Verschiebbarkeit des Halteelements in horizontaler Richtung erreicht werden, oder dadurch, dass das untere Ende eine freie Pendelbewegung um einen oberen Haltepunkt ausführen kann. Bei weniger biegesteifen Halteelementen kann auch die elastische Verformbarkeit für eine ausreichende Beweglichkeit des Innenteils zur Selbstzentrierung genügen. Bei dem Halteelement handelt es sich zum Beispiel um ein Gestänge oder um einen zylinderförmigen Körper wie einen Stab, ein Rohr oder einen Draht.
- Ein Halteelement mit den oben genannten Abmessungen zeigt in der Regel eine ausreichend geringe Biegesteifigkeit, welche eine gewisse Pendelbewegung und damit eine ausreichende radiale Verschiebung des an seinem einen Ende fixierten Innenteils innerhalb der Durchgangsbohrung des Außenteils erlaubt. Andere aufwändige konstruktive Transportmechanismen zur Gewährleistung der axialen Beweglichkeit des Ziehdüsen-Innenteils können so entfallen.
- Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Ziehdüsen-Innenteil eine Mittenbohrung aufweist, die mit einer Innenbohrung des Halteelements in fluidischer Verbindung steht.
- Das zur Halterung des Ziehdüsen-Innenteils eingesetzte Halteelement wird hierbei gleichzeitig zur Einleitung eines Prozessgases eingesetzt, das in die Innenbohrung des abzuziehenden Quarzglasstrangs eingeleitet wird.
- Besonders bewährt hat sich eine Verfahrensweise, bei der die erweichte Quarzglasmasse einen hydrostatischen Druck von mindestens 180 mbar erzeugt.
- Eine effektive Selbstzentrierung des Ziehdüsen-Innenteils erfordert einen gewissen Druckabfall über der Länge des Ringspalts. Je größer dieser Druckabfall ist, um so stärker ist – bei gegebener Verengung des Ringspalts – die auf das Innenteil wirkende Rückstellkraft bei einer Auslenkung. Der Druckabfall innerhalb der Ziehdüse entspricht dem hydrostatischen Druck der Quarzglasmasse. Bei einem Druckabfall von 180 mbar kann eine besonders effektive Rückstellkraft bereitgestellt werden.
- Weiterhin wird eine Verfahrensweise bevorzugt, bei der die erweichte Quarzglasmasse – bezogen auf die minimale Querschnittsfläche des Ringspalts – mit einer Durchflussrate von mindestens 0,3 kg/h cm2 durch den Ziehdüsen-Ringspalt fließt.
- Die Ausbildung der das Ziehdüsen-Innenteil zentrierenden Rückstellkraft erfordert eine gewisse Strömung der Quarzglasmasse. Bei einer Durchflussrate von mindestens 0,3 kg/h bezogen pro cm2 der minimalen Querschnittsfläche des Ringspalts entstehen besonders effektive Rückstellkräfte.
- Hinsichtlich der Vorrichtung wird die oben genannte Aufgabe ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Halteelement vorgesehen ist, an dem das Ziehdüsen-Innenteil – in Richtung der Ziehachse gesehen – radial beweglich innerhalb der Durchgangsbohrung des Außenteils hängend gehalten wird, und dass der Ziehdüsen-Ringspalt einen Längenabschnitt „L" aufweist, entlang dessen sich die Düsenquerschnittsfläche des Ringspalts von oben nach unten verringert.
- Die Vorrichtung dient zur Durchführung des oben erläuterten, erfindungsgemäßen Verfahrens. Störungen im abgezogenen Quarzglasstrang werden vermieden, indem auf eine Zentrierung des Ziehdüsen-Innenteils mittels „Finger" verzichtet wird, und statt dessen eine Selbstzentrierung des Innenteils ermöglicht wird. Dies wird durch folgende Maßnahmen erreicht:
- 1. Das Ziehdüsen-Innenteil wird radial beweglich innerhalb der Durchgangsbohrung des Ziehdüsen-Außenteils an einem Halteelement hängend gehalten wird. Dadurch ist eine gewisse Beweglichkeit des Ziehdüsen-Innenteils mit einer Bewegungskomponente in Richtung senkrecht zur Ziehachse einfach realisierbar. Bei einem biegesteifen Halteelement oder bei geringen Rückstellkräften kann diese Bewegung durch eine freie Verschiebbarkeit des Halteelements in horizontaler Richtung erreicht werden, oder dadurch, dass das untere Ende eine freie Pendelbewegung um einen oberen Haltepunkt ausführen kann. Bei weniger biegesteifen Halteelementen kann auch die elastische Verformbarkeit für eine ausreichende Beweglichkeit des Innenteils zur Selbstzentrierung genügen. Bei dem Halteelement handelt es sich zum Beispiel um ein Gestänge oder um einen zylinderförmigen Körper wie einen Stab, ein Rohr oder einen Draht.
- 2. Der Ringspalt zwischen Innenteil und Außenteil weist einen Längenabschnitt „L" auf, in dem sich seine Düsenquerschnittsfläche von oben nach unten verringert. Die Verringerung der Düsenquerschnittsfläche kann auf einer kontinuierlichen oder stufenweisen Verengung des Ringspalts von oben nach unten beruhen und/oder – bei einem Ringspalt mit konstanter Ringspaltweite – indem sich der Durchmesser des Ringspalts von oben nach unten verringert. Bei der zuletzt genannten Variante wird der Ringspalt von zueinander parallelen Wandungen begrenzt, die mit der Ziehachse einen Winkel zwischen 0 und 90 Grad einschließen. Infolge der Verringerung der Düsenquerschnittsfläche von oben nach unten wird bei koaxial dezentriertem Innenteil im engeren Spaltbereich eine geringere Druckabnahme in vertikaler Richtung erzeugt als im weiteren Spaltbereich. Dieses nicht rotationssymmetrische Druckfeld um das Innenteil bewirkt eine resultierende Druckkomponente in radialer Richtung, die eine Rückstellkraft in Richtung auf die Einstellung eines rotationssymmetrischen Druckfeldes und damit einhergehend eine zentrierende Wirkung auf das Innenteil ausübt. Die Verengung des Ringspalts kann durch die Geometrien der Durchgangsbohrung des Ziehdüsen-Außenteils und/oder des Außenmantels des Innenteils hervorgerufen werden.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Soweit in den Unteransprüchen angegebene Ausgestaltungen der Vorrichtung den in Unteransprüchen zum erfindungsgemäßen Verfahren genannten Verfahrensweisen nachgebildet sind, wird zur ergänzenden Erläuterung auf die obigen Ausführungen zu den entsprechenden Verfahrensansprüchen verwiesen.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung im Einzelnen
-
1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines Ziehofens mit einer an einem Halter radial beweglich gehaltenen Ziehdüsen-Innenteil, und die -
2 bis5 Abwandlungen der Ausführungsform der Ziehdüse. - Der Ziehofen gemäß
1 umfasst einen Schmelztiegel1 aus Wolfram, in den von oben über einen Zufuhrstutzen2 kontinuierlich SiO2-Körnung3 eingefüllt wird. - Der Schmelztiegel
1 ist von einem wassergekühlten (12) Ofenmantel6 unter Bildung eines mit Schutzgas gespülten Schutzgasraums10 umgeben, innerhalb dessen eine poröse Isolationsschicht8 aus oxidischem Isolationsmaterial und eine Widerstandsheizeinrichtung13 zum Erhitzen des Schmelztiegels1 untergebracht sind. Der Schutzgasraum10 ist nach unten hin offen und ansonsten mit einer Bodenplatte15 und mit einer Deckplatte16 nach Außen abgedichtet. Der Schmelztiegel1 umschließt einen Tiegel-Innenraum17 , der ebenfalls gegenüber der Umgebung mittels einer Abdeckung18 und einem Dichtelement19 abgedichtet ist. - Im Bodenbereich des Schmelztiegels
1 ist eine Ziehdüse4 aus Wolfram vorgesehen. Diese setzt sich zusammen aus einem ringförmigen Ziehdüsen-Außenteil7 , das in den Boden des Schmelztiegels1 eingesetzt ist, und aus einem Ziehdüsen-Innenteil9 , das koaxial in der zylinderförmigen Innenbohrung20 des Außenteils7 gehalten wird. Das Innenteil9 weist einen kegelstumpfförmigen Außenmantel auf, der sich nach oben verjüngt. Zwischen Außenteil7 und Innenteil9 ist daher ein Ringspalt14 ausgebildet, der sich von oben nach unten verengt und durch den die weiche Quarzglasmasse27 als Rohrstrang5 nach unten in Richtung der Ziehachse26 abgezogen wird. - Der Durchmesser der Außenteil-Innenbohrung
7 beträgt 200 mm und ihre Länge 100 mm. Dies entspricht auch der Länge „L" des Ringspalts14 der Ziehdüse4 , dessen Weite von oben nach unten einem Maximalwert von 30 mm auf einen Minimalwert von 20 mm abnimmt. - Das Innenteil
9 der Ziehdüse4 ist mit einem Halterohr11 verbunden, das sich durch die Quarzglasmasse27 erstreckt und über die obere Abdeckung18 aus dem Tiegel-Innenraum17 herausgeführt ist. Das Halterohr11 besteht aus Wolfram. Es hat eine Länge von 160 cm, einen Außendurchmesser von 6 cm und einen Innendurchmesser von 1 cm. Außer zur Halterung des Ziehdüsen-Innenteils9 dient das Halterohr11 auch der Zufuhr eines Prozessgases zum Einstellen eines vorgegebenen Blasdrucks in der Innenbohrung des Rohrstrangs5 . Das Prozessgas wird hierzu einer im Innenteil9 der Ziehdüse4 ausgebildeten Durchgangsbohrung25 zugeführt. Das aus dem Schmelzofen herausragende obere Ende des Halterohres11 ist mit einer schematisch dargestellten Höhenverstell- und Verschiebeeinrichtung28 verbunden, die neben der Höheneinstellung des Ziehdüsen-Innenteils9 auch ein freies Verschieben in lateraler Richtung ermöglicht, wie dies die Richtungspfeile29 andeuten. Diese Bewegung ermöglicht eine Selbstzentrierung des Ziehdüsen-Innenteils9 innerhalb des Ziehdüsen-Außenteils. - Alternativ oder ergänzend zu der Höhenverstell- und Verschiebeeinrichtung
28 ist das Halterohr11 über seine Länge von 160 cm so biegsam, dass es eine ausreichende laterale Beweglichkeit (Pendelbewegung) des Ziehdüsen-Innenteils9 erlaubt. Die Biegesteifheit des Halterohrs hängt von seiner Wandstärke und seinem Außendurchmesser ab. In der Praxis ist eine ausreichend geringe Biegesteifheit bei Außendurchmessern von maximal 4 cm gegeben. - Durch die Abdeckung
18 ragt ein Einlass22 und ein Auslass21 für ein Tiegelinnenraum-Gas in Form von reinem Wasserstoff. Ebenso ist der Schutzgasraum10 im oberen Bereich mit einem Gaseinlass23 für reinen Wasserstoff versehen, der über die Bödenöffnung24 des Ofenmantels6 entweichen kann. - Die
2 bis4 zeigen schematisch Abwandlungen der Ziehdüse5 im Rahmen der Erfindung in vergrößerter Darstellung. Sofern dieselben Bezugsziffern wie in1 verwendet werden, so sind damit baugleiche oder äquivalente Bauteile und Bestandteile der Vorrichtung bezeichnet, wie sie oben anhand der Beschreibung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ziehofens näher erläutert sind. - Die Ziehdüse
30 gemäß2 besteht aus einem Wolfram-Außenteil7 mit zylindrischer Innenbohrung14 entsprechend der in1 dargestellten Vorrichtung. In der Innenbohrung20 wird koaxial zur Längsachse26 ein Ziehdüsen-Innenteil31 aus Wolfram mittels rohrförmigem Halter11 gehalten. Das Innenteil31 setzt sich aus einem ringförmigen Oberteil32 mit kleinerem Außendurchmesser und einem ringförmigen Unterteil33 mit größerem Außendurchmesser zusammen. Die Innenbohrung des Halters11 mündet in der Durchgangsbohrung34 des Innenteils31 . - Der Ringspalt
35 zwischen Innenteil31 und Außenteil7 verengt sich somit nach unten stufenförmig, wobei die Stufe36 etwa in der Mitte des Ringspalts35 (über die Ringspalt-Länge „L" gesehen) vorgesehen ist. Der Innendurchmesser der Innenbohrung20 beträgt 60 mm, der Ringspalt35 hat eine Länge „L" von 40 mm, seine obere Weite liegt bei 15 mm, seine untere, minimale Weite bei 10 mm. - Bei der Ziehdüse
40 gemäß3 ist der rohrförmige Halter11 mit einem kegelförmigen Ziehdüsen-Innenteil41 verbunden und wird mittels diesem koaxial in der Durchgangsbohrung42 eines Wolfram-Außenteils43 gehalten. Die Durchgangsbohrung42 verengt sich von oben nach unten. Ihr maximaler Innendurchmesser beträgt 80 mm, der minimale Innendurchmesser beträgt 60 mm, und ihre Länge 60 mm. - Die Länge des kegelförmigen Innenteils
41 entspricht etwa der Länge der Durchgangsbohrung42 . Sein oberer, minimaler Außendurchmesser ist 30 mm und der maximale Außendurchmesser am unteren Ende beträgt 35 mm. Der Ringspalt45 verengt sich somit über seine Länge „L" kontinuierlich von einem Maximalwert von 25 mm auf einen Minimalwert von 12,5 mm im Bereich des Düsenauslasses46 - Die Ziehdüse
50 gemäß4 weist ein Ziehdüsen-Außenteil43 entsprechend der in3 dargestellten Ziehdüse auf. In der Durchgangsbohrung42 wird mittels des rohrförmigen Halters11 ein zylinderförmiges Ziehdüsen-Innenteil51 aus Wolfram mit einem Außendurchmesser von 80 mm gehalten. - Die Länge des zylinderförmigen Innenteils
51 von 150 mm entspricht etwa der Länge der Durchgangsbohrung42 . Der Außendurchmesser des Ringspalts55 verringert sich über die Länge „L" somit kontinuierlich von einem Maximalwert von 140 mm auf einen Minimalwert von 100 mm im Bereich des Düsenauslasses56 . - Die Ziehdüse
60 gemäß5 weist ein Ziehdüsen-Außenteil43 entsprechend der in3 dargestellten Ziehdüse auf. In der Durchgangsbohrung42 wird mittels des rohrförmigen Halters11 ein kegelförmiges Ziehdüsen-Innenteil61 aus Wolfram gehalten. Die Kegelform des Ziehdüsen-Innenteils61 ist derart, dass der Ringspalt65 zwischen dem Innenteil61 und dem Außenteil43 über seine Länge „L" von 150 mm eine konstante Spaltweite von 20 mm aufweist. - Der Außendurchmesser des Ringspalts
65 verringert sich über die Länge „L" von einem Maximalwert von 140 mm auf einen Minimalwert von 100 mm im Bereich des Düsenauslasses66 . In einer weiteren, nicht figürlich dargestellten Ausführungsform der Erfindung, ist eine Ziehdüse vorgesehen, wie in5 dargestellt, mit der Ausnahme, dass der Innendurchmesser des Ziehdüsen-Außenteils im unteren Bereich über eine Länge von 20 mm gegenüber dem Innendurchmesser des Ziehdüsen-Außenteils gemäß5 kontinuierlich um 5 mm verringert, so dass sich im Bereich des Düsenauslasses eine gegenüber5 verringerte Spaltweite des Ringspalts von 15 mm ergibt. - Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels und
1 näher erläutert. - Über die Zufuhrstutzen
2 wird kontinuierlich SiO2-Körnung3 in den Schmelztiegel1 eingespeist und darin auf eine Temperatur von etwa 2100°C bis 2200°C erhitzt. Dabei bildet sich im unteren Bereich des Schmelztiegels1 eine homogene, blasenfreie Glasmasse27 aus, auf der eine Körnungsschicht aus SiO2-Teilchen3 aufschwimmt. Die erweichte Siliziumdioxidmasse fließt über die Ziehdüse4 und die Bodenöffnung24 aus und wird anschließend in Form eines rohrförmigen Quarzglasstrangs5 nach unten abgezogen und in Teilstücke der gewünschten Länge abgelängt. - Das Gewicht der Quarzglasmasse
27 bewirkt im Bereich des Tiegelbodens einen „hydrostatischen Druck" von etwa 200 mbar, wodurch die erweichte Quarzglasmasse den Ringspalt14 mit einer Durchflussrate von etwa 28 kg/h passiert. - Bei einer Auslenkung des Ziehdüsen-Innenteils
9 bildet sich infolge der fließenden Quarzglasmasse27 und der Verengung des Ringspalts14 ein nicht rotationssymmetrisches Druckfeld um das Ziehdüsen-Innenteil9 aus, welches in einer Rückstellkraft resultiert, die auf das Innenteil9 in Richtung einer koaxialen (26) Zentrierung wirkt. Der Betrag der Rückstellkraft hängt vom Betrag der Auslenkung, der Geometrie des Ringspalts14 und von der Viskosität der Quarzglasmasse27 ab. Für eine Auslenkung von 5 mm lässt sich der Betrag der Rückstellkraft in Richtung senkrecht zur Längsachse26 auf Basis der im Ausführungsbeispiel genannten Daten auf etwa 100 N abschätzen. Es hat sich gezeigt, dass der Halter11 aufgrund seiner Länge, Wandstärke und seinem Durchmesser eine Biegesteifigkeit aufweist, die so gering ist, dass eine Rückstellkraft in der oben genannten Größenordnung ausreicht, um das am Halter11 montierte Innenteil9 in Richtung senkrecht zur Längsachse26 zu bewegen und so die Auslenkung zu beseitigen. - Beim erfindungsgemäßen Ziehofen und Verfahren wird eine sich selbst zentrierende Ziehdüse eingesetzt, bei der auf Verbindungsstreben (Finger) zur Zentrierung des Ziehdüsen-Innenteils verzichtet werden kann, so dass das Ziehen von qualitativ hochwertigen Quarzglasrohren aus der Schmelze ermöglicht wird.
Claims (20)
- Verfahren zum Ziehen eines rohrförmigen Quarzglasstrangs, indem einem Schmelztiegel (
1 ) SiO2-haltiges Ausgangsmaterial (3 ) zugeführt, darin erweicht und als erweichte Quarzglasmasse (27 ) durch einen Ringspalt (14 ) zwischen einem Außenteil (7 ) und einem in einer Durchgangsbohrung (20 ) des Außenteils (7 ) angeordneten Innenteil (9 ) einer im Bodenbereich des Schmelztiegels (1 ) vorgesehenen Ziehdüse (4 ) als rohrförmiger Quarzglasstrang (5 ) in einer Ziehachse (26 ) vertikal nach unten abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehdüsen-Innenteil (9 ) – in Richtung der Ziehachse (26 ) gesehen – radial beweglich innerhalb der Durchgangsbohrung (20 ) des Außenteils (7 ) hängend gehalten wird, und dass der Ziehdüsen-Ringspalt (14 ) einen Längenabschnitt „L" aufweist, in dem sich seine Düsenquerschnittsfläche von oben nach unten verringert. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ringspalt (
14 ) über mindestens einen Teil des Längenabschnitts „L" von oben nach unten verengt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Durchgangsbohrung (
20 ) des Ziehdüsen-Außenteils (7 ) nach unten verengt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Ziehdüsen-Innenteil (
9 ) nach unten verbreitert. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Ringspalts (
14 ) über seine Länge um mindestens 20% seiner maximalen Breite abnimmt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (
14 ) über mindestens einen Teil des Längenabschnitts „L" von parallelen Seitenwänden umschlossen ist, wobei der Innendurchmesser des Ringspalts (14 ) von oben nach unten abnimmt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Längenabschnitt „L" eine Länge von mindestens 10 mm aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehdüsen-Innenteil (
9 ) an einem sich nach oben durch die erweichte Quarzglasmasse (27 ) hindurch erstreckenden Halteelement (11 ) gehalten wird, welches einen Außendurchmesser von maximal 40 mm und eine Länge von mehr als 100 cm aufweist. - Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehdüsen-Innenteil (
9 ) eine Mittenbohrung (25 ) aufweist, die mit einer Innenbohrung des Halteelements (11 ) in fluidischer Verbindung steht. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erweichte Quarzglasmasse (
27 ) einen hydrostatischen Druck von mindestens 180 mbar erzeugt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erweichte Quarzglasmasse (
27 ) – bezogen auf die minimale Querschnittsfläche des Ziehdüsen-Ringspalts (14 ) – mit einer Durchflussrate von mindestens 0,3 kg/h·cm2 durch den Ringspalt (14 ) fließt. - Vorrichtung zum Ziehen eines rohrförmigen Quarzglasstrangs, mit einem Schmelztiegel (
1 ) zur Aufnahme von SiO2-haltigem Ausgangsmaterial (3 ), der von einer Heizeinrichtung (13 ) zum Erweichen des Ausgangsmaterials (3 ) umgeben ist, sowie mit einer im Bodenbereich des Schmelztiegels (1 ) vorgesehenen Ziehdüse (4 ), die ein Außenteil (7 ) und ein in einer Durchgangsbohrung (20 ) des Außenteils (7 ) unter Belassung eines Ringspalts (14 ) angeordnetes Innenteil (9 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halteelement (11 ) vorgesehen ist, an dem das Ziehdüsen-Innenteil (9 ) – in Richtung der Ziehachse (26 ) gesehen – radial beweglich innerhalb der Durchgangsbohrung (20 ) des Außenteils (7 ) hängend gehalten wird, und dass der Ziehdüsen-Ringspalt (14 ) einen Längenabschnitt „L" aufweist, entlang dem sich die Düsenquerschnittsfläche des Ringspalts (14 ) von oben nach unten verringert. - Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ziehdüsen-Ringspalt (
14 ) mindestens entlang des Längenabschnitts „L" von oben nach unten verengt. - Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Durchgangsbohrung (
20 ) des Ziehdüsen-Außenteils (7 ) nach unten verengt. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Ziehdüsen-Innenteil (
9 ) nach unten verbreitert. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Ringspalts (
14 ) über seine Länge um mindestens 20% seiner maximalen Breite abnimmt. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehdüsen-Ringspalt (
14 ) über mindestens einen Teil des Längenabschnitts „L" von parallelen Seitenwänden umschlossen ist, wobei der Innendurchmesser des Ringspalts (14 ) von oben nach unten abnimmt. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Längenabschnitt „L" eine Länge von mindestens 10 mm aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (
11 ) einen Außendurchmesser von maximal 40 mm und eine Länge von mehr als 100 cm aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehdüsen-Innenteil (
9 ) eine Mittenbohrung (25 ) aufweist, die mit einer Innenbohrung des Halteelements (11 ) in fluidischer Verbindung steht.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006011579A DE102006011579B4 (de) | 2006-03-10 | 2006-03-10 | Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Rohrstrangs aus Quarzglas |
JP2008557753A JP5395440B2 (ja) | 2006-03-10 | 2007-03-07 | 管状の石英ガラスストランドを延伸する方法及び装置 |
US11/920,370 US20090064715A1 (en) | 2006-03-10 | 2007-03-07 | Method and device for drawing a tubular strand of quartz glass |
EP07726677A EP1993959A1 (de) | 2006-03-10 | 2007-03-07 | Verfahren und vorrichtung zum ziehen eines rohrstrangs aus quarzglas |
CN2007800005357A CN101326131B (zh) | 2006-03-10 | 2007-03-07 | 用于拉制石英玻璃管线的方法和装置 |
PCT/EP2007/052119 WO2007104683A1 (en) | 2006-03-10 | 2007-03-07 | Method and device for drawing a tubular strand of quartz glass |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006011579A DE102006011579B4 (de) | 2006-03-10 | 2006-03-10 | Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Rohrstrangs aus Quarzglas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102006011579A1 true DE102006011579A1 (de) | 2007-09-13 |
DE102006011579B4 DE102006011579B4 (de) | 2008-04-24 |
Family
ID=37946700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102006011579A Expired - Fee Related DE102006011579B4 (de) | 2006-03-10 | 2006-03-10 | Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Rohrstrangs aus Quarzglas |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090064715A1 (de) |
EP (1) | EP1993959A1 (de) |
JP (1) | JP5395440B2 (de) |
CN (1) | CN101326131B (de) |
DE (1) | DE102006011579B4 (de) |
WO (1) | WO2007104683A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008030115A1 (de) | 2008-06-27 | 2009-12-31 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Quarzglaszylinders |
DE102011009755A1 (de) | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Quarzglasstrangs |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE551304T1 (de) * | 2009-05-13 | 2012-04-15 | Corning Inc | Verfahren und anlagen zum formen von endlosen glasscheiben |
DE102009030852B3 (de) * | 2009-06-26 | 2010-07-08 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Quarzglaszylinders aus einem Schmelztiegel |
CN101723575B (zh) * | 2009-12-02 | 2012-01-18 | 北京金格兰石英玻璃有限公司 | 石英玻璃热顶成型的方法 |
DE102011052067B3 (de) * | 2011-07-22 | 2012-07-26 | Schott Ag | Verfahren und Vorrichtung zur bevorzugt kontinuierlichen Herstellung von Glasrohren mit einem vorbestimmten Innenprofil |
JP6081534B2 (ja) * | 2015-07-08 | 2017-02-15 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ製造方法及び光ファイバ製造装置 |
WO2017123505A1 (en) * | 2016-01-15 | 2017-07-20 | Corning Incorporated | Apparatus and method for thermally stable glass tubing forming |
WO2018102531A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-07 | Corning Incorporated | Method and apparatuse for controlling glass tube taper |
CN108218195B (zh) * | 2018-03-27 | 2023-04-25 | 中建材衢州金格兰石英有限公司 | 一种石英玻璃棒的缩径装置及其缩径方法 |
CN111960648A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-11-20 | 江苏太平洋石英股份有限公司 | 一种多功能电熔炉 |
CN113277710A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-20 | 湖北新华光信息材料有限公司 | 一种小批量多品种高均匀性玻璃管的拉制装置及方法 |
CN115321792B (zh) * | 2022-07-28 | 2024-03-12 | 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 | 一种玻璃管制备装置及其使用方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3508900A (en) * | 1966-08-12 | 1970-04-28 | Sylvania Electric Prod | Quartz melting and tube forming furnace |
US4523939A (en) * | 1981-02-19 | 1985-06-18 | Gte Products Corporation | Method for reducing striations in fused silica |
DE10337388A1 (de) * | 2003-08-13 | 2005-03-10 | Heraeus Quarzglas | Vertikal-Tiegelziehverfahren zur Herstellung eines zylinderförmigen Glaskörpers und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2765586A (en) * | 1952-10-23 | 1956-10-09 | Corning Glass Works | Manufacture of glass tubing |
US3063268A (en) * | 1958-12-15 | 1962-11-13 | Kimble Glass Co | Apparatus for producing glass rod and tubing |
US3410675A (en) * | 1965-04-15 | 1968-11-12 | Corning Glass Works | Glass rod and tube forming with controlled dimensional uniformity |
DE3913875C1 (de) * | 1989-04-27 | 1990-08-09 | Heraeus Quarzschmelze Gmbh, 6450 Hanau, De | |
CN2059160U (zh) * | 1989-09-14 | 1990-07-11 | 中国建筑材料科学研究院 | 间歇式玻璃管机械拉管装置 |
NL1007932C2 (nl) * | 1997-12-30 | 1999-07-01 | Standard Group Holding Bv | Werkwijze voor het vervaardigen van successieve bolvormige glazen voorwerpen met daarin opgenomen driedimensionale voorwerpen. |
US6422861B1 (en) * | 2000-11-20 | 2002-07-23 | General Electric Company | Quartz fusion furnace and method for forming quartz articles |
US6799440B2 (en) * | 2002-02-22 | 2004-10-05 | General Electric Company | Optical fiber deposition tube fused in deuterium atmosphere for attenuation improvement |
DE102004018148B4 (de) * | 2004-04-08 | 2007-06-14 | Schott Ag | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von kalibrierten runden oder profilierten Glasrohren |
-
2006
- 2006-03-10 DE DE102006011579A patent/DE102006011579B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-03-07 JP JP2008557753A patent/JP5395440B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-03-07 US US11/920,370 patent/US20090064715A1/en not_active Abandoned
- 2007-03-07 CN CN2007800005357A patent/CN101326131B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-03-07 EP EP07726677A patent/EP1993959A1/de not_active Withdrawn
- 2007-03-07 WO PCT/EP2007/052119 patent/WO2007104683A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3508900A (en) * | 1966-08-12 | 1970-04-28 | Sylvania Electric Prod | Quartz melting and tube forming furnace |
US4523939A (en) * | 1981-02-19 | 1985-06-18 | Gte Products Corporation | Method for reducing striations in fused silica |
DE10337388A1 (de) * | 2003-08-13 | 2005-03-10 | Heraeus Quarzglas | Vertikal-Tiegelziehverfahren zur Herstellung eines zylinderförmigen Glaskörpers und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008030115A1 (de) | 2008-06-27 | 2009-12-31 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Quarzglaszylinders |
US8613207B2 (en) | 2008-06-27 | 2013-12-24 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Method and apparatus for producing a quartz glass cylinder |
DE102011009755A1 (de) | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Quarzglasstrangs |
WO2012101202A1 (de) | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zum ziehen eines quarzglasstrangs |
US9242887B2 (en) | 2011-01-28 | 2016-01-26 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Method and apparatus for drawing a quartz glass strand |
DE102011009755B4 (de) * | 2011-01-28 | 2017-01-12 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Quarzglasstrangs |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009529483A (ja) | 2009-08-20 |
EP1993959A1 (de) | 2008-11-26 |
CN101326131B (zh) | 2012-08-15 |
DE102006011579B4 (de) | 2008-04-24 |
JP5395440B2 (ja) | 2014-01-22 |
CN101326131A (zh) | 2008-12-17 |
WO2007104683A1 (en) | 2007-09-20 |
US20090064715A1 (en) | 2009-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102006011579B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Rohrstrangs aus Quarzglas | |
DE102011009755B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen eines Quarzglasstrangs | |
EP2303787B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines quarzglaszylinders | |
DE102004018148B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von kalibrierten runden oder profilierten Glasrohren | |
DE10348098B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Rohren oder Stäben sowie Verwendung | |
WO2010149530A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum ziehen eines quarzglaszylinders aus einem schmelztiegel | |
EP2242874B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur herstellung von kristallinen körpern durch gerichtete erstarrung | |
DE102017210682A1 (de) | Formgebungswerkzeug und Verfahren zur Herstellung von Glasrohren oder Glasstäben | |
DE2410923A1 (de) | Verfahren und vorrichtungen zum formen von glas in eine gewuenschte gestalt | |
DE69628876T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Formen von geschmolzenem glasartigen Material in Stäben | |
DE1186976B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Faeden aus Glas oder anderem, in der Waerme erweichendem Material | |
DE2011474B2 (de) | Vorrichtung zum herstellen von einkristallen | |
DE69937187T2 (de) | Verfahren zur herstellung einer vorform für optische fasern | |
DE2832150A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von kristallinen saphirrohren | |
DE10249862A1 (de) | Aus PGM-Werkstoffen gefertigte Läuterkammer | |
DE102004023726B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Temperaturkontrolle bei der Glasherstellung | |
DE60205114T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von metallfasern mit einem glasüberzug | |
DE102004034797B4 (de) | Verfahren zur Herstellung feuerpolierter Gobs | |
DE102004060408B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Glasrohrs | |
DE10141586C1 (de) | Rohrziehnadel, Verfahren und Verwendung für das Vello und Down Draw Verfahren | |
EP0295270A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum giessen dünner bänder oder folien aus einer schmelze | |
DE102011052069B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Glasrohren mit einem vorbestimmten Innenprofil | |
DE10337388B4 (de) | Vertikal-Tiegelziehverfahren zur Herstellung eines zylinderförmigen Quarzglaskörpers und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE102006025512B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Läutern von Glasschmelze unter Unterdruck | |
DE2241642C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Glasplatten durch Aufgießen auf ein schmelzflussiges Bad |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |