DE1771880A1

DE1771880A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Glasrohren

Info

Publication number: DE1771880A1
Application number: DE19681771880
Authority: DE
Inventors: Wilson Richmond Wright
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1967-08-04
Filing date: 1968-07-24
Publication date: 1972-02-03
Also published as: NL6805495A; BE718965A; JPS524566B1; FR1578291A; DE1771880B2; US3554723A; GB1202630A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von hohlen oder vollen Glasrohren durch einen Rohrziehprozess, wobei das neu geformte Glasrohr entlang eines begrenzten Weges in einer bestimmten Geschwindigkeit gezogen wird.

Beim Formen von hohlen oder festen Glasrohren entweder durch einen Hoch- oder Tiefziehprozess (updraw or downdraw) wird ein kontinuierlicher Strang eines Rohres aus einer geeigneten Öffnung gezogen und gewöhnliche horizontal entlang einer Reihe von Trägerrollen oder Diabolos geführt. Jedoch sind infolge der hohen Bildungswärme äusserst lange Kühlstrekken notwendig, um die Temperatur des Rohres auf einen Grad abzukühlen, bei dem es ohne Deformation geschnitten werden kann. Die Produktionsgeschwindigkeit ist daher durch, den für die Kühlstrecke zur Verfügung stehenden Raum beschränkt_£ da das

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Rohr auf eine vorbestimmte Temperatur abgekühlt werden muss, bevor es in Stücke geschnitten werden kann.

Ilach dem Verfahren der USA-Patentschrift 3 260 586 hat man versucht, hohle Rohre mit starker kalter luft zu kühlen, jedoch ist der Prozess sehr langsam. Weiter hat es sich dabei gezeigt, dass eine Kühlung mit Wasser zwar schneller geht, jedoch ungleiche Kühlwirkungen hat. Um diese Nachteile zu verhindern, wird nach dem amerikanischen Verfahren vorge-A schlagen, einen Kühlungskegel zu verwenden, der einen Luft-Wasserstrahl in konischer Form auf das Rohr versprüht. Jedoch ist diese Behandlung nicht völlig zufriedenstellend, da das Rohr bereits ausreichend kühl sein muss, bevor es einem derartigen Wassersprühstrahl ausgesetzt wird, anderenfalls kann es rundherum deformiert werden. Eine Überkühlung kann zu Hemmungen (checks) und Rissen führen. Da scheinbar der konische Sprühstrahl nur einen Kontakt in einer kreisförmigen Linie mit dem Rohr bewirkt, ist die Kühlwirkung nicht besonders wirksam.

Die Erfindung vermeidet die sich bei der bisher bekannten Arbeitsweise zum Kühlen von Glasrohren ergebenden Mangel und verbessert die Kühlgeschwindigkeiten derart, dass die Produktion um mehr als 60 $> gesteigert werden kann. Wenn ein kontinuierlicher zylindrischer Strang eines hohlen oder vollen Glasrohres gekühlt wird, hängt die Kühlgeschwindigkeit vom Rohrdurchmesser, der Temperaturdifferenz zwischen Rohr und Luft, . sowie der relativen Luftgeschwindigkeit zum Rohr ab. Es wurde

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gefunden, dass für eine bestimmte Form eines Rohres, das bei einer vorherbestimmten Temperatur und Geschwindigkeit geformt v/urde, eine praktisch kontrollierbare veränderliche Grosse zur Kühlung des Rohres mit Luft bei Raumtemperatur die Geschwindigkeit der Luft darstellt. Auf Grund dieser Erkenntnis wird erfindungsgemäss Luft oder ggf. ein anderes Gas mit hoher Geschwindigkeit verwendet, und zwar innerhalb eines begrenzten Bereiches entlang eines Stranges des heissen Rohres, wie es horizontal auf den Trägerrollen gezogen wird.

Im praktischen Betrieb umschliesst ein tunnelförmiger ™ Kühler von im allgemeinen beschränktem Querschnitt den zu kühlenden Teil des Rohrstranges einschliesslich der Trägerrollen. Luft mit hoher Geschwindigkeit wird durch den Raun zwischen dem Rohr und der Tunnelwandung geleitet. Das wirksamste Verfahren zur Erzielung einer maximalen relativen Geschwindigkeit zwischen den Glasrohr und der Luft (Gas) beat eht darin, die Luft im Gegenstrom zur Wegrichtung des durchgesogenen Rohres zu führen. Der Ausgang des Tunnelkühlers ist vorzugsweise für die Atmosphäre offen gehalten, der Einlass ä dagegen ausser den Zuführungsloch für das Rohr geschlossen. Eine Quelle für ein hohes Vakuum ist unter dem Einlass angeordnet, um di·- Luft in die Ausgangs öffnung und durch den Tunnel zu ziehen. Die gleiche Kühlwirkung kann durch Anwendung eines Luftüberdrucks im Tunnel erreicht v/erden. Jedoch ist diese Arbeitsweise nicht so günstig wie das Arbeiten mit Unterdruck, da ein Überdruck das noch in einem relativ niedrigen

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viskosen Zustand befindliche Glasrohr deformieren·kann. Dagegen neigt der Unterdruck dazu, das Rohr noch runder und gleich massiger zu gestalten.

Die Zeichnung stellt eine schematische Anordnung, besonders im Schnitt, der zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung dar. Das Glasrohr 10 wird in einem geeigneten ITiederziehprozess aus einer Vello-Öffnung 11 gcformt. Es kann durch ein Kettenglied 12 und entlang eines horizontal gelagerten Weges 13 *h* mit Hilfe von Rollen 14 gezogen werden. Eine Mehrzahl von Trägerrollen oder Diaboloc 1'_; tragt das Rohr auf seinem Weg durch den Tunnelraum dec Kühlers.

Ein Kühltunnel 16 von im allgemeinen beschränktem Querschnitt ist so entlang dem horizontalen Weg des Rohres angeordnet, dass er sowohl das Glasrohr 10, als auch die Trägerrollen 15 umschliesst. Der Tunnel besitzt an der Einführseite ein geschlossenes Ende 17, das lediglich eine enge Öffnung 18 für die Einführung des geformten Glasrohrec 10 hat. Das entgegengesetzt liegende Ende 19 des Kühltunnels ist offen gehalten. Der Kühltunnel 16 stellt eine verlängerte Kammer bzw. Kühlzone 20 von begrenztem Qiierschnitt entlang dem Rohr 10 dar. Eine Leitung 21 ist mit Raum 20 neben dem Einlass 17 des Kühltunnels 16 angeordnet. Leitung 21 verbindet den Tunnelraum mit einer geeigneten Quelle für ein hohes Vakuum, z.B. einem Ventilator oder einer Vakuumpumpe 22.

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Im Betrieb tritt frisch geformte» heisses Rohr 10 in den Kühltunnel 16 durch die kleine Öffnung 18 am Endteil 17 ein, und verlässt den Tunnel am anderen offenen Ende 19. Ziehrollen H halten eine festgelegte Zuggeschwindigkeit des Glasrohres aufrecht, das auf Trägerrollen horizontal geführt wird. Die Vakuumpumpe 22 erzeugt einen Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit durch den engen Tunnelraum in der Kühlzone 20 vom Ende 19 her, wobei die Luft durch Leitung 21 abgezogen wird. Auf diese Weise erfolgt im Gegenstrom ein Wärmeaustausch zwischen dem sich fortbewegenden Glasrohr und der Luft, so dass eine ™ maximale relative Luftgeschwindigkeit zum Glasrohr und eine optimale Kühlwirkung erreicht wird.

Obwohl die wirksamste Kühlung erreicht wird, wenn der Abzugspunkt für die Luft am heissen Ende des Rohrstrangs beim Gegenstromverfahren also neben dem Einlassende 17 liegt, kann der Abzugspunkt für die Luft auch an einer anderen Stelle entlang dem Tunnelraum liegen, aber so, dass wenigstens eines der Enden des Tunnels für die Atmosphäre offen ist. Der Tunnel g bewirkt einen erweiterten zylindrischen Oberflächenkontakt zwischen Glasrohr und Luft, und damit einen gesteigertenKühle'ffekt. Wie schon zuvor ausgeführt, kann anstelle eines Unterdrucks auch ein Überdruck zur Erreichung desselben Kühlgrades angewandt werden. Jedoch wird bei Anwendung von Unterdruck eine grössere Gleichmässigkeit in der Rohrqualität erreicht. Durch Anschwärzung der Innenwände des Tunnels kann die Kühlwirkung infolge grösserer Hitzeabsorption gesteiegert werden.

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Ausführungsbeiapiel

Ein hohles Glasrohr mit einem äusseren Durchmesser von 11,4 mm wurde in einen innen geschwärzten 9_f2 m langen Kühltunnel "bei einer Temperatur von etwa 550° C und mit einer laufgeschwindigkeit von etwa 3»1 m/Sekunde eingeführt.

Der Tunnel hatte im Querschnitt eine Fläche von etwa 260 cm Ein durch Vakuum erzeugter Luftstrom floss entgegengesetzt dem Glasrohr mit einer Geschwindigkeit von 31 m/Sekunde durch den Tunnel, wobei das Glasrohr auf etwa 100° C abgekühlt wurde. Dies entspricht einer mehr als dreifachen Kühlgeschwindigkeit im Vergleich zu einer üblichen Luftkühlung bei einer Behandlungslänge von 9_f2 m.

Verschiedene Modifikationen des erfindungsgemassen Verfahrens sind möglich, um sich verschiedenen Herstellungsarten anzupassen. Beispielsweise kann in Abhängigkeit von der Zuggeschwindigkeit und dem Durchmesser des Glasrohres die Länge des Kühltunnels zwischen 1,5 und 12 m liegen. Palis erwünscht, kann die Luft vorher gekühlt werden, um die Differenz der Temperatur zwischen Glas und Luft und damit die Kühlgeschwindigkeit zu steigern. Auch kann eine optimale Wirksamkeit des Tunnelkühlers durch Reduzierung des Querschnitts, Verlängerung des Tunnelraumes, Erhöhung der Kapazität des Ventilators erreicht werden, Merkmale, die alle die Geschwindigkeit des Luftstromes im Verhältnis zum Glasrohr und damit die Kühlwirkung steigern. Obwohl die Anwendung des Verfahrens vorzugsweise

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an hohlen Rohren gezeigt wurde, ist das Verfahren selbstverständlich auch für nicht hohe feste Rohre v/ie Stäbe oder Rohrstöclce anwendbar, ohne über den Rahmen der Erfindung hinauszugehen.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von hohlen und festen (nicht hohlen) Glasrohren durch ein Rohrziehverfahren, wobei neu gebildetes Glasrohr entlang einer begrenzten Strecke

mit einer bestimmten Geschwindigkeit zwecks Kühlung gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein regulierter Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit über die Oberfläche fe des Rohres entlang einer ausgedehnten Strecke des Transportweges des Rohres geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der luftstrom mit hoher Geschwindigkeit durch Erzeugung . eines Unterdrucks entlang des Transportweges gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck in der Nähe der Stelle entwickelt

™ wird, an der das Rohr in den Transportweg eintritt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr in einer Richtung gezogen wird und der regulierte Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit über die Oberfläche des Rohres im Gegenstrom zum Rohrweg geführt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen verlängerten Ktihl-

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tunnelraum (16) mit einem geschlossenen Ende (17), das eine kleine Öffnung (18) für die Einführung des Glasrohres (10) aufweist, und mit einem entgegengesetzt liegenden Ende (19)> das zur Atmosphäre offen ist, wo"bei der Tunnelraum (16) einen Querschnitt "besitzt, der ausreicht, um sowohl das hindurchgezogene Rohr (10) als auch Trägerrollen (15) für das Rohr aufzunehmen, ferner gekenn-r zeichnet durch eine mit dem Tunnelraum (16) verbundene Einrichtung (22) zur Erzeugung eines durch den Tunnel (16) eä fliessenden Luftstromes mit hoher Geschwindigkeit.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (22) zur Bildung des Luftstromes hoher Geschwindigkeit aus einem Mittel zur Erzeugung eines Vakuums besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das das Vakuum erzeugende Mittel (22) mit dem Kühltunnelraum (16) neben dem geschlossenen Ende (17) verbunden " ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlrunnelraum (16) an den Innenwandungen zwecks Absorption der vom Glasrohr abgegebenen Wärme geschwärzt ist.

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