DE1173622B - Verfahren zum einseitigen Verschmelzen von Glasrohren mittels Gasbrenner derart, dass am verschlossenen Rohrende eine optische Linse entsteht, und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 03 b

Deutsche KL: 32 a-23/10

Nummer: 1173 622

Aktenzeichen: N12434 VI b / 32 a

Anmeldetag: 30. Juni 1956

Auslegetag: 9. Juli 1964

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum einseitigen Verschmelzen von Glasrohren mittels Gasbrenner derart, daß.am verschlossenen Rohrende eine optische Linse entsteht.

Die bisher bekannten Glaskolben mit linsenartig ausgebildetem Boden, welche z.B. als Kolben für Glühbirnen von Taschenlampen verwendet werden, weisen fast immer etwa in der Mitte der Linse einen Fehler auf, z. B. in Forni einer örtlichen kleinen Vertiefung oder eines durch die Linse hindurchlaufenden, mattiert aussehenden oder gefärbten Striches. Solche Fehler setzen naturgemäß die Qualität des Erzeugnisses stark herab.

Bei den ferner bekannten Verfahren zum Zuschmelzen eines Glasrohres wird praktisch nur eine quer zur Längsrichtung des! Rohres gerichtete Flamme benutzt. Hierbei erhält man stets einen Boden, der an der Innenseite eine Vertiefung aufweist, so daß dieser Boden als Linse nicht verwendbar ist.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und schafft ein Verfahren, - mit dem sich einwandfreie Linsen dadurch herstellen lassen, daß ein Ende eines beidseitig offenen Glasrohres von einem oder mehreren Gasbrennern, die zunächst quer zur Längsrichtung des Rohres gerichtet sind, derart verformt wird, daß an diesem Ende ein enger Kanal entsteht, worauf ein oder mehrere der Brenner allmählich so weit in bezug auf die Rohrachse geschwenkt werden, bis ihre Flammen in Richtung der Rohrachse verlaufen und ein Teil der Verbrennungsgase dieser Brenner durch den Kanal hindurchströmt, wobei diese Gase die Kanalwandung so lange und so hoch erhitzen, daß eine vollkommene Verschmelzung des Glases erhalten wird. Unter einem engen Kanal ist hier eine Öffnung mit einem Durchmesser kleiner als 1 mm zu verstehen.

Es wurde festgestellt, daß bei diesem Verfahren die Erhitzung derart erfolgen muß, daß, nachdem infolge des Fließens des Glases der Kanal stellenweise geschlossen worden ist, die Oberflächenspannung die Viskosität des Glases überwindet, so daß der ganze Kanal dichtzieht und eine gleichmäßige Verschmelzung erzielt wird. Es ist hierbei wichtig, daß gerade das den Kanal begrenzende Glas stark erhitzt ist. Mit diesem Verfahren kann eine vollständige Verschmelzung, das ist eine Verschmelzung, bei der im Verschluß keine Nahtreste vorhanden sind, erzielt werden. Die Temperatur der Flamme muß dabei verhältnismäßig hoch sein, z. B. 1200 bis 1500° C. Auch ist es erwünscht, daß die Flamme eine solche Zusammensetzung hat, daß die Qualität des Glases nicht nachteilig beeinflußt wird. So ist es Verfahren zum einseitigen Verschmelzen von
Glasrohren mittels Gasbrenner derart, daß am
verschlossenen Rohrende eine optische Linse
entsteht, und Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Auer, Patentanwalt,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
Hendrikus Schoenmakers,
Anton Maarten Kruithof,
Alfonsus Johannes Petrus Ansems,
Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 6. Juli 1955 (198 688)

in bestimmten Fällen, z.B. bei Bleiglas, erwünscht, eine oxydierende Flamme anzuwenden; auch darf im allgemeinen die Temperatur der Flamme nicht so hoch gewählt werden, damit unerwünschte Gasblasen in der Schmelze vermieden werden. Wichtig ist, daß wenigstens ein Teil der Verbrennungsgase durch den engen Kanal strömt, so daß das Innere des Kanals erhitzt wird. Um das Entweichen der Gase zu ermöglichen, wird von einem beiderseitig offenen Rohr ausgegangen. Steht das Rohr senkrecht, so entsteht im Rohr eine Schornsteinwirkung, so daß das Einsaugen der Gase in das Rohr unterstützt wird. Es ist naturgemäß auch möglich, das Rohr mit Mitteln zu versehen, durch welche die Gase durch das Rohr hindurchgesaugt werden.

Vorzugsweise wird die Verformung des Rohrendes infolge der Brennereinwirkung während derjenigen Phase, bei der am Rohrende der enge Kanal entsteht, durch mechanische Mittel unterstützt.

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Da an die Qualität des Rohrrandes hohe Anforde- windet, wurde eine Prüfung mit mehreren Glasrungen gestellt werden, ist erwünscht, daß das Rohr- plättchen folgender Zusammensetzung durchgeführt: ende vor dem Entstehen eines Kanals derart vor- _&ο> 67,5 °/o

behandelt wird, daß unerwünschte Verunreinigungen Na 0 177⁰Zo

im geschmolzenen Glas vermieden werden. Wenn 5 ^q l'o°/o

z.B. das Rohr mittels eines Ritzapparates, welcher q^q 540/0

Karbide enthält, angeritzt wird, um einen Bruch ein- _M q 390/0

zuleiten, so ergibt sich, daß beim so entstandenen ^ q 25°/o

Ende in der Schmelze unerwünschte Verunreini- ^{2 :!} '

gungen auftreten können. Weiterhin wurde fest- 10 Die Glasplättchen wurden auf beiden Seiten grob gestellt, daß in bestimmten Fällen auch ein roher mattiert und auf eine Asbestunterlage gelegt, worauf Rand allein unerwünscht sein kann, so daß Vorzugs- sie in einem Ofen erhitzt wurden. Bei dieser Erweise der Rohrteil erhitzt und durch örtliche Abküh- hitzung wurde bei einer bestimmten Erhitzungslung abgesprengt wird, wobei keine Verunreinigung temperatur die Zeit gemessen, in der die mattierte des Glases auftritt. 15 Oberfläche infolge der Oberflächenspannung des

Das Verfahren eignet sich nicht nur für Hand- Glases glattgezogen wurde. Das Ergebnis ist in arbeit, sondern auch für maschinelle Durchführung. F i g. 1 durch die Linie A angedeutet. Auf der waage-In diesem Fall ist es im allgemeinen aus baulichen rechten Achse ist in dieser Figur die Temperatur in Gründen erwünscht, daß das Glasrohr senkrecht an- ° C und auf der senkrechten Achse die Erhitzungsgeordnet und beim Verschmelzen des engen Kanals 20 dauer in Minuten angegeben. Ferner ist in dieser die Flamme im wesentlichen längs der Achse des Figur durch die Linie B die Viskosität des Glases Rohres gerichtet ist. über der Temperatur angegeben. Zu diesem Zweck

Weiterhin kann es erwünscht sein, daß das abzu- ist auf der senkrechten Achse auch die Viskosität in schließende Rohrende außer von dem Brenner, Poise abgetragen.

dessen Verbrennungsgase teilweise durch den engen 25 Aus dieser Prüfung ergibt sich, daß es bei nied-Kanal hindurchströmen, auch von einem oder rigen Temperaturen sehr lange dauert, bevor die mehreren weiteren Brennern, die gegen den zu bil- Viskosität die Oberflächenspannung überwindet, denden Boden in der Umgebung der Ausmündung Beim Verschmelzen des Rohres, wie es oben be-

des Kanals gerichtet sind, erhitzt wird. schrieben wurde, ist es von Wichtigkeit, daß die Er-

Eine Vorrichtung zum Durchführen des Ver- 30 hitzungsdauer möglichst kurz ist. Hiermit wird erfahrens nach der Erfindung, welche mit Mitteln zum reicht, daß im wesentlichen das den engen Kanal beFesthalten des Glasrohres, mit Mitteln zum Über- grenzende Glas flüssig wird, so daß der Boden nicht führen des Glasrohres zu aufeinanderfolgenden Be- zu stark wird. Die Flammentemperatur muß, entarbeitungsstufen, mit einem oder mehreren Brennern sprechend der Glassorte, vorzugsweise z. B. 1200 bis zum Erhitzen eines Endes des Glasrohres und mit 35 1500° C betragen. Die Glastemperatur ist dann Mitteln zum Rotieren des Glasrohres gegenüber den naturgemäß bedeutend niedriger. Brennern versehen ist, weist das Kennzeichen auf, Bei der Vorrichtung nach den F i g. 2 und 3 wer-

daß in aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen zu- den mehrere senkrecht angeordnete Glasrohre gleichmindest einer der Brenner immer mehr in Richtung zeitig einer Bearbeitung unterworfen, wie es vielfach der Rohrachse geschwenkt ist und eine Bearbei- 40 üblich ist. Die Maschine besitzt zwölf Bearbeitungstungsstufe vorhanden ist, in welcher mindestens stufen 1 bis 12. Die Glasrohre sind beiderseits offen ein Brenner in Richtung der Rohrachse angeord- und auf die übliche Weise in Klemmköpfen 14 festnet ist. geklemmt, wobei sie in bekannter Weise um ihre

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher senkrechte Achse in Haltern 15 umlaufen können, erläutert. In 45 wofür ein üblicher, in Figur nicht dargestellter An-

F i g. 1 ist eine Kurve dargestellt, in der für einen trieb verwendet werden kann. Die Rohrhalter 15 bestimmten Fall und eine bestimmte Glassorte der sind an einem oberen Gestell 16 befestigt, das auf Zusammenhang zwischen derjenigen Viskosität, bei die übliche Weise gegenüber einem Tisch 17 gedreht der die Oberflächenspannung die Viskosität über- werden kann, so daß jedes Glasrohr in eine nächste windet, der Temperatur und der Erhitzungsdauer 50 Bearbeitungsstufe geführt werden kann. Auf diesem illustriert ist; in Tisch sind mehrere Brenner zur Erhitzung der Glas-

F i g. 2 und 3 ist eine Vorrichtung zur Anwendung rohre angeordnet.

der Erfindung in der Seitenansicht bzw. in der Drauf- In F i g. 2 sind zwei solche Brenner 18 und 19 dar-

sicht dargestellt, wobei F i g. 2 nur diejenigen Bren- gestellt. Der Brenner 18, der zur Stufe 1 gehört, ist ner zeigt, die sich auf der Linie II-II von F i g. 3 be- 55 der erste Brenner, durch den die untere Seite des finden; in Glasrohres erhitzt wird. In dieser Stufe ist der

F i g. 4, 5 und 6 sind die Bearbeitungszustände Brenner waagerecht angeordnet. Dasselbe gilt für eines Glasrohres in verschiedenen Stufen auf dieser den Brenner in der Stufe 2. In F i g. 4 ist die Lage Maschine dargestellt; dieser Brenner nochmals dargestellt.

F i g. 7 und 8 zeigen einige Beispiele der gemäß 6u In den Stufen 3, 4, 5 und 6 sind die Brenner immer dem Verfahren nach der Erfindung hergestellten Er- mehr aufwärts gerichtet, wie es z. B. aus F i g. 5 erzeugnisse; in sichtlich ist, in der die Lage des Brenners in der

F i g. 9 ist ein Glasrohr dargestellt, bei dem wäh- Stufe 5 dargestellt ist.

rend des Verschmelzen ein zusätzlicher Brenner In der Stufe 7 steht der Brenner 19 senkrecht, wie

vorhanden ist. 65 es auch in den F i g. 2 und 6 dargestellt ist. Infolge

Um einen Eindruck der Abhängigkeit der Er- der vorhergehenden Erhitzung wurde der Rohrrand hitzungsdauer und der Temperatur zu bekommen, immer mehr verformt, und zwar, wie es in F i g. 6 bei der die Viskosität die Oberflächenspannung über- dargestellt ist, zu einer Verdickung 20 aus flüssigem

Glas, die in der Mitte einen engen Kanal 21 besitzt. Die Verbrennungsgase des Brenners 19 strömen wenigstens teilweise durch diesen Kanal und erhitzen somit tüchtig das Äußere und insbesondere das Innere desselben, so daß das Ende des Rohres stellenweise zusammenfließt, worauf das Glas unter der Einwirkung seiner Oberflächenspannung den Kanal völlig schließt. Das auf diese Weise erzielte Erzeugnis ist in F i g. 7 dargestellt.

Festgestellt wurde, daß der so entstandene Verschluß des Rohres von hinreichender Qualität ist, um als Linse dienen zu können. Es ist aber einleuchtend, daß der hergestellte Gegenstand auch sehr gut als Ausgangsmaterial für Erzeugnisse ganz andere Form, z.B. für Kolben, verwendbar ist. Auch ist es möglich, die Form des Verschlusses zu ändern, z. B. dadurch, daß in dem Rohr ein Unterdruck oder ein Überdruck erzeugt wird, wobei z. B. die in F i g. 8 dargestellte Form erzielt wird, die auch als Linse verwendbar ist.

Nachdem das Rohr nach dem oben beschriebenen Verfahren geschlossen ist, kann es auf übliche Weise langsam abgekühlt werden, wozu in den Stufen 8, 9 und 10 nicht dargestellte Brenner vorhanden sind, worauf das Rohr in kurzem Abstand vom unteren Ende erhitzt werden kann und der untere Teil in der Stufe 10 durch Berührung mit einem kalten Gegenstand 22 vom Rohr getrennt werden kann.

Nach dem Absprengen kann das Rohr in bekannter Weise in der Stufe 12 weiter durch den Klemmkopf heruntergeschoben werden, so daß wieder das neue Ende des Rohres verformt werden kann.

Es ist einerseits von großer Bedeutung, daß die Temperatur der Flamme im Augenblick, in dem die Verbrennungsgase durch den engen Kanal 21 strömen, verhältnismäßig hoch ist, z. B. 1200 bis 1500° C.

Es ist aber andererseits auch erwünscht, daß die Flamme die Qualität des Glases nicht nachteilig beeinflußt, so daß eine zu hohe Glastemperatur vermieden werden muß, um Gaseinschlüsse in der Schmelze zu verhüten. Die Temperatur ist naturgemäß von der Glassorte abhängig. In bestimmten Fällen ist es ferner notwendig, eine oxydierende Flamme zu verwenden, z.B. wenn das Rohr aus einem bleihaltigen Glas besteht.

Ferner kann es erwünscht sein, beim Verschmelzen des Rohres die Umgebung des engen Kanals zu erhitzen. Zu diesem Zweck ist in F i g. 9 ein Brenner 23 vorhanden. Dieses Verfahren ist insbesondere mit Erfolg anwendbar, wenn eine sehr starke Linse gebildet werden soll.

Bei der dargestellten Maschine ist die Bewegung der Halter 15 intermittierend. Es ist naturgemäß auch möglich, daß die Halter kontinuierlich umlaufen. Ferner können der Maschine statt langer Rohre eine größere Zahl von kleinen Röhrchen zugeführt werden, wobei jedes Röhrchen bereits die gewünschte Länge hat.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum einseitigen Verschmelzen von Glasrohren mittels Gasbrenner derart, daß am verschlossenen Rohrende eine optische Linse entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende eines beidseitig offenen Glasrohres von einem oder mehreren Gasbrennern, die zunächst quer zur Längsrichtung des Rohres gerichtet

ίο sind, derart verformt wird, daß an diesem Ende ein enger Kanal entsteht, worauf ein oder mehrere der Brenner allmählich so weit in bezug auf die Rohrachse geschwenkt werden, bis ihre Flammen in Richtung der Rohrachse verlaufen und ein Teil der Verbrennungsgase dieser Brenner durch den Kanal hindurchströmt, wobei diese Gase die Kanalwandung so lange und so hoch erhitzen, daß eine vollkommene Verschmelzung des Glases erhalten wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des Rohrendes infolge derBrennereinwirkungwährend derjenigen Phase, bei der am Rohrende der enge Kanal entsteht, durch mechanische Mittel unterstützt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abzuschließende Rohrende derart vorbehandelt wird, daß unerwünschte Verunreinigungen im geschmolzenen Glase vermieden werden.

4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das abzuschließende Rohrende außer von dem Brenner, dessen Verbrennungsgase teilweise durch den engen Kanal hindurchströmen, auch von einem oder mehreren weiteren Brennern, die gegen den zu bildenden Boden in der Umgebung der Ausmündung des Kanals gerichtet sind, erhitzt wird.

5. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welche mit Mitteln zum Festhalten des Glasrohres, mit Mitteln zum Überführen des Glasrohres zu aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen, mit einem oder mehreren Brennern zum Erhitzen eines Endes des Glasrohres und mit Mitteln zum Rotieren des Glasrohres gegenüber den Brennern versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen zumindestens einer der Brenner immer mehr in Richtung der Rohrachse geschwenkt ist und eine Bearbeitungsstufe vorhanden ist, in welcher mindestens ein Brenner in Richtung der Rohrachse angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 722 778, 889 970;

Djakonow und Lermantoff, »Die Bearbeitung des Glases auf dem Blasetisch«, Berlin, 1911, S. 54 bis 57.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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