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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
US 1642312 A sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von zweischichtigen Glasröhren bekannt. Dabei wird ein erster Strang aus einem ersten Glas über eine erste Düse auf eine umlaufende Ziehpfeife aufgebracht wird, um eine erste Glasschicht auszubilden. Außerdem wird 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, so dass das zweite Glas das erste Glas überzieht, um eine auf der ersten Glasschicht (WA) aufgetragene zweite Glasschicht auszubilden. Es wäre wünschenswert, die dort beschriebene Herstellung von zweischichtigen Glasröhren auf mehrschichtige Glasröhren auszubauen, wobei sichergestellt werden muss, dass das Produkt eine gute Homogenität aufweist.
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Aus der
DE 100 19 875 A1 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art 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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Aus der
DE 459 489 A sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ziehen von Glasrohren bekannt, wobei Ströme verschiedener Gläser an „hintereinanderliegenden Punkten” auf die Zylinderfläche einer Ziehpfeife fließen. Wie diese Punkte technisch ausgestaltet werden sollen, wird dort nicht konkret beschrieben.
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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 der zweite Strang über ein zwischen der ersten Düse und der zweiten Düse angeordnetes Leitelement der umlaufenden Ziehpfeife zugeführt wird.
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Durch das zwischen den Glassträngen angeordnete Leitblech wird erreicht, dass die Glasschmelzen gezielt erst an der Danner-Pfeife 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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Demzufolge können mehrschichtige Glasröhren hergestellt durch ein von Außen zugeführtes Auftragen einzelner Glasschichten werden. 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 als Leitelement ein beheiztes Leitelement eingesetzt 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, 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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Bezugszeichenliste
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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
