DE10300563A1

DE10300563A1 - Vorrichtung zur Konditionierung des Glasflusses

Info

Publication number: DE10300563A1
Application number: DE10300563A
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl.-Ing. Schenk; Hatto Schäfer
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2023-01-11
Also published as: CN100467410C; CN1521134A; GB0329981D0; GB2397061A; FR2849847A1; US20040206125A1; DE10300563B4; GB2397061B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fertigung von Glas mit einem Speiser, über den flüssiges Gas einer Heißformgebungs-Einrichtung zuleitbar ist. DOLLAR A Zur genauen Einstellung der Prozessparameter Temperatur und Viskosität des Glases ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem Bereich zwischen dem Speiser und der Heißformgebungs-Einrichtung eine Glasfluss-Konditioniervorrichtung angeordnet ist, die eine Fließstrecke mit einem in Richtung zur Heißformgebungs-Einrichtung geneigten Gefälle aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fertigung von Glas mit einem Speiser, über den flüssiges Glas einer Heißformungs-Einrichtung zuleitbar ist.
Bei der Fertigung von optischen Gläsern, beispielsweise Lanthangläsern, wird das aus dem Speiser austretende Glas einer Heißformgebungs-Einrichtung zugeleitet. Das zu verarbeitende Glas ist dabei für viele Prozesse der Heißformgebung zu heiß und zu niedrig viskos. Es weist hinsichtlich seines physikalischen Zustandes und seiner Eigenschaften oft nicht die für die Heißverarbeitung erforderlichen Bedingungen auf. Wird das Glas über ein feuerfestes Material, zum Beispiel Platin, der Heißformgebungs-Einrichtung zugeleitet, dann bringt das zwischen dem Glas und dem feuerfesten Material einen heterogenen Kontakt mit sich, der zu Kristallisationsvorgänge führt. Diese können nur durch entsprechend hohe Temperaturen verhindert werden. Hohe Temperaturen bedeuten wiederum niedrige Einspeiseviskositäten, die Probleme der Schlieren-, Falten- oder gar Rissebildung mit sich bringen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der das der Heißformgebungs-Einrichtung zugeleitete Glas hinsichtlich seiner Prozessparameter derart konditionierbar ist, dass eine wirtschaftliche Heißformgebung ohne Gefahr der Schlieren-, Falten- oder Rissebildung ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass in dem Bereich zwischen dem Speiser und der Heißformgebungs-Einrichtung eine Glasfluss-Konditioniervorrichtung angeordnet ist, die eine Fließstrecke mit einem in Richtung zur Heißformgebungs-Einrichtung geneigten Gefälle aufweist. Im Bereich dieser Flussstrecke kann das aus dem Speiser zugeleitete flüssige Glas hinsichtlich seiner Prozessparameter Temperatur und Viskosität gezielt beeinflusst werden und so optimal auf die für die nachfolgende Heißformgebung erforderlichen optimalen Bedingungen gebracht werden. Dabei kann der Glasfluss in der Fließstrecke gekühlt oder beheizt werden. Bei gekühlter Fließstrecke fließt das Glas über eine kühle Schicht aus "Eigenglas", so dass die Entglasungvorgänge auf homogene Kristallisationsvorgänge beschränkt sind, die sich aber in viel geringerem Maße auf das eingespeiste Glas auswirken. Schlieren-, Falten- und Rissebildungen sind daher weitestgehend vermieden.

Gemäß einer bevorzugten Erfindungsausgestaltung ist vorgehen, dass die Glasleitfläche der Fließstrecke aus Graphit oder einem keramischen Werkstoff besteht. Mittels dieser Materialwahl wird ein kontrollierter Glasabfluss erreicht. Eine Erfindungsvariante ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fließstrecke von einem längs halbierten oder einem geschlossenen Rohr gebildet ist.

Eine einfache technische Lösung ergibt sich dann, wenn vorgesehen ist, dass die Glasfluss-Konditioniervorrichtung eine Einstelleinrichtung aufweist, mittels derer die in Gefällrichtung verlaufende Fließstreckenlänge und/oder das Fließstrecken-Gefälle veränderbar ist (sind).

Die Einflussnahme auf die Prozessparamter kann innerhalb der Fließstrecke dadurch erfolgen, dass infolge der Änderung der Fließstrecken-Länge und/oder des Gefälles auch die Verweilzeit des Glases in der Fließstrecke variiert werden kann. Damit wird dem Glas dann mehr oder weniger Zeit zur Änderung seiner Prozessparameter zur Verfügung gestellt. Hierbei kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass dem Speiser oder der Fließstrecke eine Verstelleinrichtung zugeordnet ist, mittels der der Einspeisepunkt des von dem Speiser abgegebenen Glases in die Fließstrecke in Richtung des Gefälles der Fließstrecke veränderbar ist. Abhängig von den Gegebenheiten der Fertigungsanlage kann ein Festeinbau des Speisers oder der Heißformgebungs-Einrichtung gefordert sein. Dementsprechend ist beispielsweise bei fixer Anordnung der Heißformgebungs-Einrichtung der Speisen dann variabel positionierbar. Kann hingegen die Positionierung des Speisers nicht verändert, die Heißformgebungs-Einrichtung jedoch umpositioniert werden, so eignet sich eine Verstellung der Fließstrecke.

Um die Temperatur gezielt beeinflussen zu können, ist eine mögliche Erfindungsvariante dergestalt, dass der Fließstrecke wenigstens ein Heiz- und/oder ein Kühlelement zugeordnet ist. Mit dem Heiz- beziehungsweise Kühlelement kann dann auch eine Regelschaltung gekoppelt sein. Diese erfasst die Glastemperatur innerhalb der Fließstrecke, zum Beispiel per Pyrometer. In Abhängigkeit von einem Soll/Ist-Vergleich wird dann die Heiz- oder Kühlleistung geregelt.

Nach einer bevorzugten Weise ist das Glas am Austritt aus der Fließstrecke derart konditioniert, dass es die für die Glasformgebung notwendigen Prozessparamter aufweist. Dann ist gemäß einer Erfindungsausgestaltung vorgesehen, dass das aus der Konditioniervorrichtung austretende konditionierte Glas unmittelbar im Anschluss an die Fließstrecke in die Heißformgebungs-Einrichtung eingeleitet ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Glassfluss-Konditioniervorrichtung 16 mit einem Speiser 10 und einer Heißformgebungs-Einrichtung 18. Im Bereich zwischen dem Speiser 10 und der Heißformgebungs-Einrichtung 18 ist die Glasfluss-Konditioniervorrichtung 16 angeordnet. Diese ist zum Beispiel als eine im Querschnitt halbkreisförmige Rinne ausgebildet. Die Rinne bildet eine Fließstrecke. Über diese kann das vom Speiser 10 kommende flüssige Glas der Heißformgebungs-Einrichtung 18 zugeleitet werden. Wie die Zeichnung erkennen lässt, ist die Fließstrecke mit Gefälle verlegt. Ausgehend von dem Speiser 10 wird das flüssige Glas über eine Speiserdüse 11 in die Glasfluss-Konditioniervorrichtung 16 eindosiert. Unter Bildung einer Eigenglasschicht 13 fließt das Glas über die Fließstrecke der Heißformgebungs-Einrichtung 18 zu. Das Glas verlässt die Fließstrecke im Bereich eines am Ende der Glasfluss-Konditioniervorrichtung 16 gebildeten Auslasses 14. Ein in Schwerkraftrichtung abfließender Glasstrang 15 wird dann unmittelbar in die Heißformgebungs-Einrichtung 18 eingeleitet. Die Fließstrecke erstreckt sich über die Länge "1" ausgehend von einem Einspeisepunkt 17 bis hin zum Auslass 14. Im Bereich der Fließstrecke werden die Parameter Temperatur und Viskosität des Glases verändert und auf die für die Heißformgebung erforderlichen Werte gebracht.

Zur Veränderung der Fließgeschwindigkeit kann das Gefälle (der Neigungswinkel α) der Fließstrecke) verstellt werden. Damit ändert sich die Verweilzeit des Glases in der Glasfluss-Konditioniervorrichtung 16.

Infolge größerer Verweilzeit kann das Glas beispielsweise auf ein niedrigeres Temperaturniveau abgekühlt werden. Die Veränderung der Verweilzeit des Glases kann alternativ oder zusätzlich auch durch eine Variation der Position des Einspeisepunktes 17 erreicht werde. Dieser kann dementsprechend in Gefällerichtung verschoben werden. Der Versatz des Einspeisepunktes 17 erfolgt entweder durch eine Verschiebung des Speisers 10 oder der Glasfluss-Konditioniervorrichtung 16.

Die von der Glasfluss-Konditioniervorrichtung 16 gebildete Rinne ist innenwandig mit Graphit oder Keramik versehen. Zu Beginn des Betriebes bildet das Glas eine Schicht aus "Eigenglas" in der Glasfluss-Konditioniervorrichtung 16. Dabei bleibt das Glas an der Kontaktstelle mit der Glasfluss-Konditioniervorrichtung 16 haften, so dass das Glas über die sich aufbauende Glasschicht abfließt. Somit hat das nachfolgende Glas keinen direkten Kontakt mehr zur Glasfluss-Konditioniervorrichtung 16. Eine eventuell zusätzlich installierte Heizung/Kühlung sorgt für eine genaue Temperierung des Glases in der Glasfluss-Konditioniervorrichtung 16.

Wie die Zeichnung zeigt, tritt der Glasstrang 15 in einem Abstand a von der Glasfluss-Konditioniereinrichtung 16 und damit dem Einspeisepunkt 17 aus der Speiserdüse 11 aus.

Dabei nimmt der Glasfluss am Einspeisepunkt 17 eine Temperatur T₁ an und weist eine Anfangsviskosität η₁ auf. Die Glasgeschwindigkeit und Glasmenge kann durch Veränderung der Neigung α der Glasfluss-Konditionierungseinrichtung 16 verändert werden. Durch Verlagerung des Einspeisepunktes 17 kann auch die Länge l der Eigenglasschicht 13 und damit der Ausgangszustand des Glasstranges 15 am Anstoss 14 verändert werden, wie mit der Temperatur T₂ und der Ausgangsviskosität η₂ gezeigt ist.

Claims

Vorrichtung zur Fertigung von Glas mit einem Speiser (10), über den flüssiges Glas einer Heißformgebungs-Einrichtung (18) zuleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereich zwischen dem Speiser (10) und der Heißformgebungs-Einrichtung (18) eine Glasfluss-Konditioniervorrichtung (16) angeordnet ist, die eine Fließstrecke mit einem in Richtung zur Heißformgebungs-Einrichtung (18) geneigten Gefälle aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasleitfläche der Fließstrecke aus Graphit oder einem keramischen Werkstoff besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fließstrecke von einem längs halbierten oder einem geschlossenen Rohr gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Glassfluss-Konditioniervorrichtung (16) eine Einstelleinrichtung aufweist, mittels derer die in Gefällrichtung verlaufende Fließstreckenlänge (l) und/oder das Fließstrecken-Gefälle (α) veränderbar ist (sind).
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Speiser (10) oder der Fließstrecke eine Verstelleinrichtung zugeordnet ist, mittels der der Einspeisepunkt (17) des von dem Speiser (10) abgegebenem Glases (12) in die Fließstrecke in Richtung des Gefälles der Fließstrecke veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fließstrecke wenigstens ein Heiz- und/oder ein Kühlelement zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Glasfluss-Konditioniervorrichtung (16) austretende konditionierte Glas (15) unmittelbar im Anschluss an die Fließstrecke in die Heißformgebungs-Einrichtung (18) eingeleitet ist.