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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen
Glasröhren gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 sowie eine zur Durchführung des Verfahrens
geeignete Vorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Herstellung von mehrschichtigen Glasröhren
mittels einer Ziehpfeife, die vorzugsweise als Danner-Pfeife ausgebildet
ist.
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Aus
der
DE 100 19 875
A1 ist ein derartiges Verfahren sowie eine dafür
geeignete Vorrichtung bekannt. Dabei werden mehrschichtige bzw.
mehrlagige Glasröhren hergestellt, indem zunächst
ein erster Strang aus einem ersten Glas, das dort als Grundglas
bezeichnet wird, auf die umlaufende Ziehpfeife bzw. Danner-Pfeife
als erste Glaslage bzw. Grundglaslage aufgebracht wird. Zum Aufbringen
der ersten Glaslage ist eine herkömmliche Düse
vorgesehen, die den ersten Glasstrang auf die umlaufende Ziehpfeife
führt. Dann wird ein kleinerer zweiter Strang aus einem
zweiten Glas, das dort als Deckglas bezeichnet wird, auf die erste
Glaslage aufgebracht. Zum Aufbringen dieser zweiten Glaslage ist dort
eine Kanalhülse vorgesehen, die den kleineren zweiten Glasstrang
führt, wobei die Kanalhülse innerhalb der Düse
angeordnet ist und dort an der Innenfläche der Düse
anliegt. Somit wird das zweite Glas über die Kanalhülse
von Innen kommend auf die Grundglaslage aufgetragen. Dabei muss
sich das zweite Glas quasi zwischen die Ziehpfeife und das erste
Glas drängen. Die so hergestellten Glasröhren bestehen
also aus einer äußeren Grundglaslage die von Innen
mit mindestens einer zusätzlichen Glaslage bzw. Glasschicht
beaufschlagt wird. Dieses bekannte Verfahren ist insbesondere zur
Herstellung zweilagiger bzw. zweischichtiger Glasröhren
bestens geeignet. Zur Herstellung mehrschichtiger Glasröhren,
die mehr als zwei Lagen bzw. Schichten aufweisen, müssten
bei dieser bekannten Lösung jedoch mehrere Kanaldüsen
innerhalb der eigentlichen Düse angeordnet werden, was
konstruktiv wie auch verfahrenstechnisch herausfordernde Maßnahmen mit
sich brächte.
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Demnach
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren
zur Herstellung mehrschichtiger Glasröhren sowie eine das
Verfahren durchführende Vorrichtung vorzuschlagen. Insbesondere
soll durch die Erfindung eine verfahrenstechnisch und konstruktiv
leichter zu realisierende Lösung vorgeschlagen werden.
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Gelöst
wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten
Anspruchs.
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Demnach
wird vorgeschlagen, dass ein erster Strang aus einem ersten Glas über
eine erste Düse auf eine umlaufende Ziehpfeife aufgebracht wird,
um eine erste Glasschicht auszubilden, und dass mindestens ein zweiter
Strang aus einem zweiten Glas über eine zweite Düse,
die in Ziehrichtung beabstandet zu der ersten Düse angeordnet
ist, der umlaufenden Ziehpfeife zugeführt wird, wobei das zweite
Glas das erste Glas überzieht, um eine auf der ersten Glasschicht
aufgetragene zweite Glasschicht auszubilden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung weist also auch noch
mindestens eine zweite Düse auf, die in Ziehrichtung beabstandet
zu der ersten Düse angeordnet ist, um mindestens einen
zweiten Strang aus einem zweiten Glas über die zweite Düse
der umlaufenden Ziehpfeife zuzuführen, so dass das zweite
Glas das erste Glas überzieht, um eine auf der ersten Glasschicht
aufgetragene zweite Glasschicht auszubilden.
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Demzufolge
werden mehrschichtige Glasröhren hergestellt durch ein
von Außen zugeführtes Auftragen einzelner Glasschichten.
Dabei bildet die erste Glasschicht die innerste Schicht, welche
beispielsweise als innere sehr dünne Beschichtungsschicht
aus einem hochwertigem Glas ausgebildet werden kann. Die äußeren
Schichten, insbesondere die äußerste Schicht,
kann aus einem einfachen Grundglas hergestellt werden. Durch das
direkte und anfängliche Aufbringen der ersten inneren Glasschicht
auf die Ziehpfeife kann diese Glasschicht sehr exakt ausgebildet
werden; die darüber liegende(n) Schicht(en), insbesondere
die äußere Grundschicht bzw. Trägerschicht,
muss/müssen nicht besonders exakt ausgebildet werden, so
dass sich insbesondere dieser Teil des Herstellungsverfahrens vereinfachen
lässt. Eine Erweiterung für den mehrschichtigen
Aufbau von Glasröhren ist einfach zu realisieren, weil
die Zuführung weiterer Stränge im wesentlichen
nur den Einsatz weiterer Düsen erfordert, die sukzessive
von Außen kommend hinzugefügt werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Antrieb,
eine damit verbundene umlaufende Ziehpfeife und eine erste Düse
auf, um einen ersten Strang aus einem ersten Glas auf die umlaufende Ziehpfeife
aufzubringen und eine erste Glasschicht auszubilden. Weiterhin weist
die Vorrichtung mindestens eine zweite Düse auf, die in
Ziehrichtung beabstandet zu der ersten Düse angeordnet
ist, um mindestens einen zweiten Strang aus einem zweiten Glas über
die zweite Düse der umlaufenden Ziehpfeife zuzuführen,
so dass das zweite Glas das erste Glas überzieht, um eine
auf der ersten Glasschicht aufgetragene zweite Glasschicht auszubilden.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung auch ein zwischen der ersten
Düse und der zweiten Düse angeordnetes Leitelement
auf, insbesondere ein beheiztes Leitelement auf, um darüber
den zweiten Strang der umlaufenden Ziehpfeife zuzuführen.
Das Leitelement kann einem die Ziehpfeife mantelartig umschließenden Leitblech
entsprechen und insbesondere ein aus Platin geformtes Blech bzw.
Platinblech sein. Vorzugsweise ist die Ziehpfeife als Danner-Pfeife
ausgebildet.
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Diese
und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
auch aus den Unteransprüchen.
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Demnach
ist es vorteilhaft, wenn der zweite Strang über ein zwischen
der ersten Düse und der zweiten Düse angeordnetes
Leitelement, insbesondere beheiztes Leitelement, der umlaufenden
Ziehpfeife zugeführt wird. Dabei kann das Leitelement einem
die Ziehpfeife mantelartig umschließenden Leitblech entsprechen
und kann insbesondere ein Platinblech sein.
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Zur
Herstellung von N-schichtigen Glasröhren (N > 2) werden mehrere
N Stränge aus verschiedenen Gläsern über
mehrere N zueinander beabstandete Düsen der umlaufenden
Ziehpfeife zugeführt, wobei jeweils das Nte Glas das (N – 1)te
Glas überzieht, um eine aus N Glasschichten bestehende Glasröhre
auszubilden.
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Vorzugsweise
wird die innere, erste Glasschicht aus einem Glas gebildet, das
hochwertiger, homogener und/oder säurebeständiger
als die anderen Gläser ist. Insbesondere ist das die Innenschicht bildende
Glas hochwertiger, homogener und/oder säurebeständiger
als dasjenige Glas, welches die äußere, insbesondere
die zweite Glasschicht, bildet. Dieses Glas, welches die äußere,
insbesondere die zweite Glasschicht, bildet, kann ein einfaches,
aber stabiles Grundglas bzw. Trägerglas sein. Auch kann zumindest
eines der Gläser ein Farbglas sein.
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Vorteilhafter
Weise wird zumindest eine der Glasschichten, insbesondere die innere
bzw. erste Glasschicht, dünner als die anderen Glasschichten, insbesondere
als die äußere bzw. zweite Glasschicht, ausgebildet.
Dabei können die Dicken der Glasschichten mittels Einstellung
der Zuführung der Stränge und/oder der Dimensionierung
der Düsen verschieden ausgebildet werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur Herstellung
von Glasröhren nach dem Danner-Zug-Prinzip geeignet.
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Die
Erfindung wird nachfolgend im Detail anhand eines Ausführungsbeispiels
beschrieben, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen
wird.
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Die 1 zeigt
schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung und veranschaulicht auch die Herstellung einer zweischichtigen
Glasröhre.
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Die 2 zeigt
im Detail den Schichtaufbau einer hergestellten zweischichtigen
Glasröhre.
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In
der 1 ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung dargestellt, die für die Herstellung zweischichtiger
Glasröhren nach dem Danner-Zug-Prinzip geeignet ist. Bei
dem Danner-Verfahren handelt es sich um ein Ziehverfahren, bei dem auf
ein leicht geneigtes, langsam rotierendes Keramikrohr, das die Ziehpfeife 3 bzw.
die sogenannte Danner-Pfeife bildet, ein kontinuierlicher Strang
von Glasschmelze aufgetragen wird. Die Rotation der Ziehpfeife 3 erfolgt über
einen Antrieb 4, der einen Elektromotor aufweist. Erfindungsgemäß werden hier
mehrere Glasstränge, hier beispielsweise zwei Stränge
STA und STB, gleichzeitig der Ziehpfeife 3 zugeführt.
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Dazu
weist die Vorrichtung eine erste Düse 2A und eine
zweite Düse 2B auf, die jeweils über eine
Zulauf-Rinne 1A bzw. 1B mit einer Glasschmelze
A bzw. B gespeist werden. Die Düsen 2A und 2B sind
zueinander in Ziehrichtung Z beabstandet, wobei zuerst über
die erste Düse 2A die erste Glasschmelze bzw.
das erst Glas A der umlaufenden Danner-Pfeife 3 zugeführt
und dort aufgetragen wird, um eine erste, innere Glasschicht WA
auszubilden (s. auch 2). Die zweite Düse 2B ist
nachfolgend angeordnet und führt die zweite Glasschmelze
B zu, so dass sich das zweite Glas B auf der ersten Glasschicht
WA ausbreitet und eine zweite, äußere Glasschicht
WB ausbildet (s. auch 2). Nicht dargestellt, aber
gegebenenfalls vorhanden, ist eine Einrichtung zum Einführen
von Luft in die hohle Danner-Pfeife. Diese Luft ist zum Erzeugen
einer Glasröhre notwendig.
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Zur
besseren Zuführung der beiden Glasstränge STA
und STB, insbesondere des zweiten Glasstranges STB, ist ein Leitelement
in Form eines Leitbleches L vorgesehen, das zwischen den Düsen 2A und 2B angeordnet
ist und die Danner-Pfeife 3 mit der darauf sich ausbreitenden
ersten Glasschicht abschnittsweise umhüllt. Das Leitblech
L ist vorzugsweise ein zu einem Mantel geformtes Platinblech ist, und
kann zur Optimierung der Zuführung beheizt werden. Der
die äußere Glasschicht WB bildende Glasstrang
STB wird über dieses Leitblech L der Danner-Pfeife 3 zugeführt
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Mit
der Erfindung lässt sich ein Glasstrang erzeugen, der aus
Glasschichten unterschiedlicher Qualität und/oder Farbgebung
aufgebaut sein kann. Die äußere Schicht WB bildet
die Grundschicht und kann z. B. aus einem einfachen farblosen Glas
bestehen. Die innere Schicht WA stellt insbesondere eine dünne
Innenwand-Beschichtung dar, die aus einem hochwertigen Spezialglas
gefertigt sein kann. Anstelle von Glasröhren ist es auch
möglich, massive Glasstränge bzw. -stäbe
herzustellen, die eine Mehrschichtstruktur aufweisen. Der so gebildete
Glasstrang wird in üblicher Weise von der Danner-Pfeife 3 am
unteren Ende im Bereich der sogenannten Zieh-Zwiebel 8 abgezogen
und der Weiterverarbeitung zugeführt.
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Mit
der Erfindung lassen sich mehrschichtige Glasröhren oder
auch Glasstäbe nach dem Danner-Verfahren herstellen, ohne
dass der vorausgehende Teil der gesamten Anlage, insbesondere die Schmelzwanne
oder die Läuterwanne, auf das für die jeweilige
Schicht verwendete Glas A oder B umgestellt werden müssen.
Ferner wird im Vorfeld der Direktkontakt zwischen den einzelnen
Glasschmelzen A und B innerhalb des vorausgehenden Teils der Anlage,
zum Beispiel der Rinne(n), vermieden. Auch wird ein direkter Kontakt
zwischen dem äußeren Grundglas B bzw. der Glasschicht
WB und der Danner-Pfeife 3 vermieden. Hingegen bewirkt
der direkte Kontakt des inneren Beschichtungsglases A mit der Danner-Pfeife 3 eine
exakte und sehr maßgenaue Fertigung dieser wichtigen inneren
Glasschicht WA.
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Auch
bewirkt das gleichzeitige Zuführen der Glasschmelzen A
und B auf die Danner-Pfeife eine optimale Verbindung im Grenzbereich
der beiden Schichten WA und WB. Durch das zwischen den Glassträngen
STA und STB angeordnete Leitblech L wird erreicht, dass die Glasschmelzen
gezielt erst an der Danner-Pfeife 3 zusammentreffen, wodurch
Produkte mit einer besonders guten Homogenität und mit
reproduzierbaren Schichten hergestellt werden können. Zudem
ist das Verfahren bzw. die Vorrichtung skalierbar in dem Sinne,
dass durch Einsatz weiterer Düsen und ggf. auch Leitbleche
noch weitere Schichten aufgetragen werden können.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch Änderungen
an der jeweiligen Düse 2A oder 2B sowohl
die Zusammensetzung der Schichten WA bzw. WB bzw. Lagen als auch
die Dicke jeder einzelnen Schicht beeinflusst werden können.
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Durch
das hier vorgeschlagene Verfahren werden mehrere, vorzugsweise verschiedene,
Glasstränge STA, STB usw. der Danner-Pfeife 3 zugeführt,
so das sich am Ende des jeweiligen Leitblechs L zwei Glasstränge
bzw. Glasströme verbinden und Glasschichten mit unterschiedlichen
Eigenschaften ausbilden. Durch die Wahl der Massenströme
lassen sich Glasschichtdicken variieren und damit auch die Abbildung
der Schichtdicken im fertig geformten Rohr. Auch kann durch die
Dimensionierung der einzelnen Düsen 2A oder 2B auf
die Eigenschaften des jeweils verwendeten Glases A bzw. B eingegangen werden.
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Wie
die 2 veranschaulicht, kann das fertige Glasrohr 8* beispielsweise
eine sehr dünne innere Glasschicht WA aufweisen, die eine
Dicke im Bereich von etwa 0,01 mm bis 1 mm hat und vorzugsweise
etwa 0,1 mm beträgt. Die äußere Schicht
WB ist dagegen wesentlich dicker ausgebildet und kann aus einem
einfachen Grundglas bzw. Trägerglas hergestellt sein. Beispielsweise
kann die äußere Glasschicht WB eine aus kostengünstigem
Glas gefertigte Behälteraußenwand darstellen.
Die Innenschicht WA kann z. B. eine aus hochwertigem Glas gefertigte Beschichtung
für Medikamenten-Behälter oder dergleichen darstellen.
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- 1A,
1B
- erste
bzw. zweite Zulauf-Rinne
- A,
B
- erstes
bzw. zweites Glas (Glasschmelze)
- 2B,
2B
- erste
bzw. zweite Düse
- Z
- Ziehrichtung
- STA,
STB
- erster
bzw. zweiter Glas-Strang
- L
- Leitelement
(mantelförmiges Leitblech aus Platin, ggf. beheizt)
- 3
- Ziehpfeife
in Form einer Danner-Pfeife
- 4
- Antrieb
für Danner-Pfeife
- 8
- Zieh-Zwiebel
- 8*
- fertiges
Glasrohr
- WA
- erste,
innere Glasschicht
- WB
- zweite, äußere
Glasschicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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