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Drehbarer Dorn zur Herstellung von zylindrischen Rohren und Stäben
aus Glas Die Erfindung betrifft einen drehbaren Dorn zur Herstellung von zylindrischen
Rohren und Stäben aus Glas u. dgl. durch Abziehen der kontinuierlich auf seinen
zylindrischen Bereich flüssig aufgebrachten Glasmasse.
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Bei einem bekannten Formdorn, der geneigt innerhalb einer Muffel angeordnet
ist, werden je nach Art des jeweils zu ziehenden Querschnittes des Glasmaterials
am Abgabeende des Dornes verschiedenartige Spitzen oder Düsen angebracht. Für die
Herstellung von Glasrohren verwendet man eine an das Abgabeende des Dornes angesetzte
Glasdüse, die bei der Herstellung von Stangen durch eine nicht perforierte, etwa
konische Spitze ersetzt wird. In Abhängigkeit von den jeweils zu ziehenden Erzeugnissen
kann der Hauptteil des Dornes entweder einen perforierten oder einen nicht perforierten
Spitzenkörper aufnehmen. Da die feuerfeste Hülse des Dornes beim Auswechseln der
Endteile gelöst wird, gestaltet sich die Auswechselbarkeit innerhalb der Muffel
schwierig und zeitraubend.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diesem Nachteil abzuhelfen und einen
Dorn anzugeben, der sich durch einfache leicht durchführbare Handhabung an die verschiedenen
Zieharbeiten anpassen läßt. In Lösung dieser Aufgäbe ist ein Dorn der eingangs bezeichneten
Art gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet, daß sich an ein kegelstumpfförmiges
Ende des zylindrischen Bereiches ein allmählich verjüngender freier Endabschnitt
anschließt, der aus wenigstens zwei axial aneinander liegenden, einzeln lösbaren
Endteilen besteht, von denen der dem Dorn benachbarte Endteil einen kegelstumpfförmigen
Umriß aufweist und zentrisch mit einem sich durch ihn bis zu seiner anderen Seite
hindurch erstreckenden Rohr zur Aufnahme einer ebenfalls zentrisch von dem äußersten
Endteil ausgehenden Stange verbunden ist, und daß die konzentrisch zueinander durch
eine Mittelbohrung des Dornes verlaufende Stange und das Rohr an ihrem anderen Ende
einzeln mit dem nächstgrößeren Rohr bzw. Dorn verspannt sind. Die Verspannung kann
mittels aufgeschraubter Gewindemuttern erfolgen.
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Zweckmäßigerweise sind sowohl das mit dem kegelstumpfförmigen Endteil
verbundene Rohr als auch die axiale Mittelbohrung des Dornes an eine Blasvorrichtung
anschließbar, während der das freie Ende des sich verjüngenden Endabschnittes bildende
äußerste Endteil an seinen Stirnflächen geschlossen ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß der zylindrische Bereich des Dornes aus einer Hülse aus feuerbeständigem
Material besteht, die einen rohrförmigen Dornkörper umgibt und mit ihren Stirnflächen
einerseits durch Anlage an einer radialen, am Umfang eine Kegelstumpffläche aufweisenden
Erweiterung und andererseits durch eine auf ein Außengewinde am anderen Ende des
Dornkörpers aufgeschraubte Mutter verspannt ist.
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In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
in Form von Beispielen dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen senkrechten Schnitt
zur Darstellung eines Formdornes bei seiner Anwendung auf eine bekannte Glasziehvorrichtung,
F i g. 2 einen Schnitt in verkleinertem Maßstab nach der Linie 2-2 der F i g. 1,
F i g. 3 und 4 Seitenansichten des Formdornes in verschiedenen anderen Ausführungsformen
teilweise im Schnitt und F i g. 5 einen vergrößerten senkrechten Schnitt des Formdornes.
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Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Verwendung in Verbindung
mit einer Glasziehmaschine nach USA.-Patent 1219 709 und die beigefügten Zeichnungen
zeigen eine bevorzugte darin eingebaute Form einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Die Erfindung ist ebenso in Verbindung mit anderen Ziehverfahren und Vorrichtungen
anwendbar.
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Gemäß F i g. 1 schließt eine Muffel 10 den nach unten geneigten umlaufenden
Dorn 11 ein, auf dessen
Außenfläche das geschmolzene Glas fließt,
das in Form eines Stranges 12 aus einem am Abschlußende eines Vorwärmofens
14 angeordneten Trog 13
zugeführt wird.
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Der aus geschmolzenem Glas bestehende Strang 12 fließt ununterbrochen
auf den umlaufenden Dorn 11 und dort über dessen zylindrische Oberfläche anfänglich
in einem schneckenförmigen Verlauf, dann in zylindrischer und schließlich in kegelstumpfförmiger
Bahn weiter. Das Glas wird unter Einschnürung von dem Abgabeende des Domes 11 bei
vorgeschriebenen Geschwindigkeiten in eine zylindrische Form gezogen, die entweder
eine Stange oder ein Rohr ist.
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Die normalerweise entweder aus hitzebeständigem Material hergestellte
oder mit einem solchen Material ausgefütterte Muffel 10 ist von einer Anzahl
ringförmiger Heizkammern 16 a, 16 b und 16 c umgeben, welche auf den notwendigen
hohen Temperaturen gehalten werden.
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Das Abgabeende 17 der Muffel, aus dem das Glaserzeugnis abgezogen
wird, kann gemäß der Darstellung offen oder= abgesehen von einer verhältnismäßig
kleinen Austrittsöffnung, geschlossen sein. Der Dorn 11 ist nach unten geneigt
ünd ragt durch die öffnung 18 der Mnffelkammer hindurch. Der Dorn ist außerhalb
der Kammer drehbar gelagert und mit einer gleichmäßigen Drehzahl angetrieben.
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Der als Blasrohr dienende Dornkörper 20, der sich in der beheizten
Muffelkammer befindet, ist von einer gestreckten zylinderförmigen Hülse 25 aus hitzebeständigem
Materia125 umgeben, welche ein über einen kurzen Bereich verjüngtes unteres Ende
aufweist. Der Endabschnitt 21 gemäß der Erfindung besteht aus einem massiven
Endteil 22, einem sich komplementär anschließenden kegelstumpfförmigen Endteil
23 und der größeren, sich ebenfalls komplementär "anschließenden Kegelstumpffläche
20 a des Dornkörpers. Die Fläche 20 a bildet somit einen Teil des Dornkörpers
20 und sorgt für einen glatten Flächenverlauf am Abgabeende.
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Nach F i g. 5 besteht der Dom 11 aus dem Dornköiper 20, der im wesentlichen
ein metallisches Rohr mit einer axialen Bohrung 20 b darstellt. Der Dorn
ist von der zylindrischen Hülse 25 aus hitzebeständigem Material umgeben, die einen
kurzen verjüngten Endabschnitt 25 a aufweist, der den Übergang zur Kegelstumpffläche
20 a bildet. Das Abgabeende des Domkörpers 20 besitzt somit eine kurze metallische
Formfläche, die in Verbindung mit einer auf das entgegengesetzte Ende des Dornkörpers
aufgeschraubten Schraube 26 dazu dient, die Hülse 25 koaxial auf dem Dom zu halten.
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Der Endabschnitt 21 besteht aus einem massiven verjüngten Endteil
27, der undurchlässige Oberflächen besitzt, welche in ein verhältnismäßig stumpfnasiges
Ende auslaufen. Der Endteil 27 trägt eine sich in Axialrichtung erstreckende
Stange 27 a, die durch die ganze Länge des Domes hindurchverläuft und an ihrem anderen
Ende mit einem Gewinde zur Aufnahme einer Spannmutter 28 versehen ist. Ein kegelstumpfförmiger
Endteil 29 mit einer axialen Öffnung dient zur Aufnahme des Endteiles 27 in koaxialer
und konzentrischer Ausrichtung bezüglich des Dornkörpers 20. Der Endteil 29 trägt
ein Rohr 29 a, welches sich durch die entsprechend größere Bohrung 20b im Dornkörper
hindurch erstreckt. Das andere Ende des Rohres 29 a ist mit Außengewinde für eine
Spannmutter 30 versehen, welche sich gegen eine Buchse 31 legt, die in das benachbarte
Ende des Dornkörpers 20 eingesetzt ist. In Verbindung mit den Spannmuttern
28 und 30 werden Sicherungsscheiben verwendet, um die Bestandteile des Domes fest
in ausgerichteter Beziehung zueinander zu halten. Die Endteile 27 und 29 sowie die
Kegelstumpffläche 20,ä des Dornkörpers sind mit Paßschultern und komplementären
Ausnehmungen versehen, um einen zwangläufigen Eingriff in der Schließstellung zu
erleichtern und eine glatte gleichmäßige kegelstumpfförmige Umrißlinie zu bilden.
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Wenn der Dom 22 gemäß F i g.1 und 5 zusammengebaut ist und der massive
undurchlässige Endteil 27 das Abgabeende bildet, wird der Dom in Umdrehung versetzt
und der Strang 12 aus geschmolzenem Glas auf den oberen zylindrischen Abschnitt
der hitzebeständigen Hülse 25 geleitet. Das Glas fließt bei der Drehung des Dornes
um ihn herum, bildet einen weiterverarbeitungsfähigen zylindrischen Körper 12 a
und wird in Längsrichtung abgezogen, und zwar in Form einer massiven zylindrischen
Stange 12 b. Während das massive Glaserzeugnis 12 b gezogen wird, nimmt es eine
Korbbogenform an und wird dann während seiner Verfestigung in Längsrichtung in einem
geraden Weg ausgezogen. Dieser Vorgang kann beliebig lange fortgesetzt werden, wobei
der Endabschnitt 21 dieselbe Umrißform aufweist wie in F i g. 1. Mit dieser Form
können verschiedene Größen von Stangen gezogen werden, wenn man bekännte. Einflußgrößen-Wie-z.-B.,
den Neigungswinkel des Dornes, die Glästemperatnr, die Umgebungstemperatur in der
Muffelkammer und auch die Ziehgeschwindigkeiten entsprechend steuert.
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Bei Beendigung des Stangenziehvorganges wird -die Spannmuiter 28,
welche die stangenartige Verlängerung 27 a des Endteiles 27 festhält, entfernt und
der Endteil in Richtung des Muffelauslaßendes 17 aus dem Dorn herausgezogen. Während
dieses Zeitraumes ist der Ziehvorgang, obwohl der Glaszufluß und die erhöhten Temperaturen
innerhalb der Kammer 10 in Grenzen aufrechterhalten bleiben können, unterbrochen.
Gegebenenfalls kann die Temperatur des Glases auf dem Dorn erhöht werden, um das
Glas bis zu einem besser bearbeitungsfähigen Zustand zu erweichen und das Entfernen
des Endteiles zu vereinfachen. Während des Entfemens des Endteiles kann die Drehung
des )Dornes bei der normalerweise verhältnismäßig niedrigen Drehzahl beibehalten
werden.
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Nach dem Entfernen des Endteiles 27 und dem Öffnen eines axialen Kanals
29 b des Rohres 29 a am Endteil 29 wird eine Druckluft- oder Vakuumleitung mit einem
Anschlußstück, welches aus einer drehbaren Luft- oder Vakuumsperre besteht, an dem
Ende 29 c des Rohres befestigt. Der Endabschnitt 21,
welcher undurchlässige
kegelstumpfförmige Oberflächen und eine axiale Öffnung aufweist; ist dann zum Ziehen
von Kapillarröhren eingerichtet.-Das von dem Endteil 29 abfließende Glas
wird dann auf einem linearen Weg durch die Ziehmaschine geführt, und für das Glas
auf dem Dorn werden thermisch ausgeglichene Bedingungen wiederhergestellt. Nach
einer verhältnismäßig kurzen Zeit kann gemäß F i g. 3 gleichförmiges Kapillarröhrenmaterial
12 c von dem Dom abgezogen werden. Beim Ziehen kleinerer Größen von Kapillarrohren,
z. B. mit einem Innendurchmesser von 0,1 mm und mit einem
Außendurchmesser
von 4 bis 5 mm ist es manchmal zweckmäßig, innerhalb des Erzeugnisses durch die
axiale Öffnung 29 b ein Vakuum aufrechtzuerhalten. Mit einem kegelstumpfförmigen
Endteil 29 können verschiedene Größen von Kapillarröhrchen gezogen werden,
indem die bekannten Einflußgrößen in der erforderlichen Weise eingestellt werden.
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Im Anschluß an das Ziehen von Kapillarröhrchen in den erforderlichen
Größen wird die Spannmutter 30 von dem außerhalb der Muffel befindlichen gekühlten
Ende des Rohres 29 a entfernt und der kegelstumpfförmige Endteil 29 durch
Herausziehen in Richtung des Muffelausganges 17 aus dem Dorn entfernt. Der abschließende
Bereich des Dornes besitzt dann die in F i g. 4 gezeigte Form, in welcher die Kegelstumpffläche
20 a von kleiner axialer Länge und größerem Durchmesser das Abgabeende bildet.
In diesem Falle steht eine größere Blasrohröffnung zur Verfügung. Sodann wird eine
Preßluftleitung an dem kalten Ende des Dornkörpers 20 angeschlossen, was durch Austausch
der Buchse 31 gegen ein Anschlußstück, z. B. eine umlaufende Luftschleuse,
erfolgen kann. Auf diese Weise entsteht gewöhnliches Rohrmaterial 12 d mit einem
kleineren Innen-Außendurchmesserverhältnis als bei Kapillarröhrchen (F i g. 4).
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Für die Ziehvorgänge der verschiedenen genannten Arten von Glaserzeugnissen
kann somit die gleiche Hülse 25 verwendet werden. Die Stillstandszeit, die bei dem
Umbau des Ziehdornes von einer Form auf die andere erforderlich ist, verkürzt sich
dadurch erheblich, und zwar in einigen Fällen bis zu 90 %. Der beschriebene Endabschnitt
gestattet die Durchfühxung von Auswechselvorgängen am kalten Ende des Domes bei
Raumtemperatur, ohne dadurch die thermischen Bedingungen im Formbereich des Dornes
zu unterbrechen. Jegliche leichte Unterbrechung kann dennoch innerhalb kurzer Zeit
ausgeglichen werden, so daß das Ziehen zylindrischer Glaserzeugnisse hoher Qualität
beschleunigt fortgesetzt werden kann.
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Die Glasberührungsflächen des Endabschnittes 21, d. h. die Außenflächen
der Endteile 27, 29 und die Fläche 20 a, sind vorzugsweise aus Chromnickelmetall
hergestellt. Die übrigen Bauteile, z. B. die Stange 27 a und das Rohr 29 a der Endteile
27 bzw. 29, bestehen vorzugsweise aus rostfreiem Stahl.