DE19508536A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen farbiger Glasflüsse in einen Glasstrang - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzen und Einbringen farbiger Glasflüsse in einem thermoplastischen kontinuierlich auslaufenden Glasstrang und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Für das Einbringen farbiger Glasflüsse (Emaillen oder Glasfarben) in einem thermoplastischen Glasfluß eines Grundglases sind die verschiedensten Verfahren bekannt. So zeigt die US-PS 822 879 eine Lösung zur Herstellung farbiger Schichtglaskörper auf.

Mit dem DD-WP 2 07 697 wird die Herstellung von Überfangglas beschrieben. Nach dieser Lösung werden zwei Glasposten einem farbigen und einem farblosen Glasfluß entnommen und definiert zusammengeführt.

In der DE-PS 642 488 wird das Einbringen von Glasfarben mit der Glasmacherpfeife, also rein manuell, beschrieben. Die DE-PS 5 98 898 und die US-PS 4 457 771 beschreiben die Herstellung von Überfangglas, in dem auf einen oder auf mehrere farbige Glasflüsse ein Klarglas aufgelegt ist.

Eine Schleudertechnologie für Mehrschichtenhohlglas, bei der eine Glasschicht farbig sein kann, wird in der DD-WP 2 27 126 beschrieben.

Diese Lösungen erfordern alle großvolumige gesonderte Schmelzeinrichtungen für das Farbglas und das farblose Grundglas. Nach diesen genannten Verfahren wird stets eine farbige Schicht über den gesamten Grundglaskörper aufgebracht. Das Einbringen einer Vielzahl farbiger Glasflüsse in einen kontinuierlich auslaufenden Glasstrang ist mit diesen Lösungen nicht möglich.

Die DD-WP 25 348 und 62 407 sowie die DE-PS 15 38 670 und 15 06 665 sehen die Zuführung von Farbglasstreifen in Verbindung mit der Herstellung von Kapillarröhren vor. Hier wird eine metallische Vorrichtung für das Einbringen der farbigen Glasflüsse verwendet, wobei nur ein Farbglas in das zu einem Kapillarrohr mit Durchmesser von wenigen Millimetern ausgezogene Grundglas zugeführt wird.

Die genannten Lösungen sind für das Schmelzen und Einbringen einer Vielzahl farbiger Glasflüsse als Streifen in einem Glasstrang über 10 mm Durchmesser nicht geeignet. Die Herstellung eines Glasstranges über 10 mm Durchmesser mit einer Vielzahl gezielt eingelagerter Farbglasstreifen erfordert eine Viskosität größer 10² Pas, insbesondere 10² bis 10^3,5 Pas, wenn eine weitere Verarbeitung des Glasstranges zu Erzeugnissen, vorzugsweise Rohren, erfolgen soll. In diesem Viskositätsbereich verzundern Vorrichtungen aus Edelstählen, die bei den genannten Lösungen z. T. erforderlich waren, und die verwendeten Farbmaterialien verbrennen. Wird ein Viskositätsbereich gewählt, in dem diese negativen Erscheinungen vermieden werden, kommt es in dem gebildeten Glasstrang zu Inhomogenitäten, und ein Verformen zu fehlerfreien Produkten ist nicht mehr möglich.

Es wurde weiterhin festgestellt, daß die bekannten Lösungen nur das Zuführen von ein bis zwei farbigen Glasflüssen bei niedrigen Verarbeitungstemperturen ermöglichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Einbringen farbiger Glasflüsse in einen Glasstrang zu entwickeln, mit dessen Hilfe Glasfarben oder farbige Glasflüsse (Farbemaillen) oder deren Mischungen aufgeschmolzen und in einer bestimmten Anzahl einem farblosen thermoplastischen Grundglas zugeführt und mit diesem zu einem kontinuierlichen auslaufenden farbigen Glasstrang geformt werden sowie eine Vorrichtung zu schaffen, die so aufgebaut ist, daß sie ohne konstruktive Veränderungen die Herstellung einer Vielzahl unterschiedlich farbiger strangförmiger Glasprofile ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Glasfarben oder farbigen Glasflüsse (Farbemaillen) oder deren Mischungen vorzugsweise als kompakte Körper nachfolgend in einer Zuführungs- und Schmelzeinrichtung entsprechend ihrer Eigenschaften aufgeschmolzen und in einem Farbglasvorratsbehälter der Viskosität eines Grundglases angepaßt werden, der gesamte aus dem Speiser fließende Glasstrom in einen Teilstrom "Grundglas" und in einen Teilstrom "Deckglas" für den späteren Glasstrang aufgeteilt wird, die auf gleiche Temperatur wie die Teilströme Grundglas und Deckglas des Speisers gebrachten farbigen Glasflüsse zwischen diese Teilströme gleichzeitig oder nacheinander definiert eingeführt werden und die so gebildete mit einem oder mehreren farbigen Glasstreifen versehene thermoplastische Glasmasse als ein- oder mehrfarbiger gleichmäßig auslaufender Glasstrang mit einem vorgegebenen, vorzugsweise runden Profil kontinuierlich abgezogen wird.

Das Verfahren ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom des "Grundglases" zu dem Teilstrom des "Deckglases" in einem bestimmten Verhältnis von vorzugsweise 1 : 1 bis maximal 4 : 1 aufgeteilt wird und daß der aus dem Speiser kommende, aus dem Gesamtglasstrom separierte Teilstrom für die späteren Deckschichten des Glasstranges zu einem Teil aus dem unteren Speiserkanalbereich direkt einer Düsenauslauföffnung für die Bildung des Deckglases und zum anderen Teil aus dem oberen Speiserkanalbereich als Grundglas der Düsenauslauföffnung durch die Farbglaseinrichtung zugeführt wird.

Das Verfahren ist außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die Farbmaterialien vorzugsweise als kompakte zylinderförmige Körper der Farbglaszuführungs- und Schmelzeinrichtung zugeführt und in dieser aufgeschmolzen werden und als blasenarme Farbglasschmelze in einem bestimmten Winkel von vorzugsweise 30 bis 45° oder senkrecht in einen Farbglasvorratsbehälter der Farbglaseinrichtung fließt. Die Dicke der farbigen Glasflüsse bei Farbringen bzw. die Dicke und Breite der farbigen Glasflüsse bei Farbstreifen werden definiert durch die Viskosität der farbigen Glasflüsse zur Viskosität des Grund- und Deckglases an der Auslaufstelle der farbigen Glasflüsse in die Grund- und Deckglasflüsse der Farbglaseinrichtungen durch Höhenverstellung sowie durch eine Beheizung der Auslaufdüse des Speisers beeinflußt.

Die Größe des Verhältnisses der Teilströme "Grundglas" und "Deckglas" und damit die Lage der Farbglasströme im strangförmigen Profil wird vorzugsweise durch eine Durchmesseränderung des Ziehdornes erreicht.

Des weiteren ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Farbglasschmelze im Farbglasvorratsbehälter der Farbglaseinrichtung durch eine bestimmte, in Abhängigkeit von der Größe des Farbglasvorratsbehälters beeinflußte Verweilzeit der Schmelze im Farbglasvorratsbehälter der Temperatur des Grund- und Deckglases angeglichen wird.

Die Temperatur von "Grund- und Deckglas" wird durch die Speiserheizung im Speiserkanal-Oberofen nach bekannten und bewährten Methoden geregelt.

Gemäß der Erfindung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß der Farbglasfluß im Übergangskanal durch seine bestimmte Länge und seinen bestimmten Querschnitt stets einen konstanten Auslaufdruck an der Auslaufdüse der Fabglaseinrichtung beim Zusammentreffen mit den Grund- und Deckglasströmen unabhängig vom Farbglasstand im Farbglasvorratsbehälter besitzt.

Weiterhin ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß das Glasstandsniveau in der Farbglaseinrichtung für das spätere "Grundglas" immer dem geregelten Glasstandsniveau im Speiserkanal für das spätere "Deckglas" entspricht. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Zuführkanäle zum Grundglasrohr lagemäßig so in der Farbglaseinrichtung angeordnet sind, daß sie sich in jeder vertikalen Höhenstellung der Farbglaseinrichtung unterhalb des Glasstandsniveaus des Speiserkanals befinden.

Um einen gleichmäßigen Glasfluß vom Speiserkanal in die Farbglaseinrichtung zu erhalten, sind die Zuführkanäle über den Umfang der Farbglaseinrichtung gleichmäßig verteilt. Zur Regelung des Farbglasstandsniveaus in der Farbglaseinrichtung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß bei einfarbigen Farbglaseinlagen das Farbglas in jedem Farbglasvorratsbehälter das gleiche Farbglasniveau besitzt und mittels einer Farbglasstandsregelung und den jeweiligen Zusatzheizungen für die Farbglasschmelzeinrichtungen kostant gehalten wird. Der Niveauausgleich in den Farbglasvorratsbehältern erfolgt erfindungsgemäß über Niveauausgleichsöffnungen in den Trennwänden. Bei mehrfarbigen Farbglaseinlagen entfallen die Niveauausgleichsöffnungen, ein unterschiedliches Farbglasniveau ist durch die unterschiedliche Viskosität der einzelnen Farbgläser möglich. Die Trennwände in den Farbglasvorratsbehältern enden etwas oberhalb der Auslaufdüse der Farbglaseinrichtung, um ein nahtloses Ansetzen der Farben aus den einzelnen Farbglasvorratsbehältern zu garantieren.

Zur Herstellung streifenförmiger Farbglaseinlagen werden erfindungsgemäß an der Auslaufdüse der Farbglaseinrichtung rohr-, segment- oder andere profilförmige Ansatzstutzen angebracht, um eine definierte und gleichmäßige Einlage der Farbgläser zwischen "Grund- und Deckglas" zu garantieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur aller Glasschmelzflüsse in jedem Höhenniveau unterhalb des Speiserkanalbodens einen gleichen Wert besitzt. Erreicht wird dies durch die konstruktive Gestaltung von Speiserkanalkopf und Farbglaseinrichtung und die sich daraus ergebenden Verweilzeiten aller Glasflüsse sowie durch die Temperatur des aus dem Speiserkanal in den Speiserkanalkopf strömenden Glases und durch die annähernd gleiche Temperatur der aus den Zuführ- und Schmelzeinrichtungen in die Farbglasvorratsbehälter der Farbglaseinrichtungen laufenden Farbgläser.

Durch das Verfahren ist es möglich, in einem kontinuierlich auslaufenden Glasstrang in genau definierter Verteilung auf seinem Querschnitt eine Vielzahl unterschiedlicher farbiger Glasflüsse als Streifen oder einfarbig als Ring einzulagern, ohne daß die Farbmaterialien ausbrennen und unterschiedliche Dicke und Breite aufweisen.

Weiterhin gestattet das Verfahren, eine Vorrichtung zu entwickeln, bei der alle Verfahrensschritte innerhalb des Speiserkanals durchgeführt werden können. Dadurch kann die im Speiser vorhandene Energie für alle Verfahrensschritte mitgenutzt werden, und für das Schmelzen der Farbmaterialien wird nur geringe Zusatzenergie benötigt. Gleichzeitig ist mit diesem Verfahren gewährleistet, daß beim Zusammenbringen von Grund- und Deckglasmassen und Farbglasmassen alle Volumina eine annähernd gleiche Temperatur besitzen. Da die Viskosität aller Farbmaterialien sowie des "Grund- und Deckglases" nur geringfügig voneinander abweichen, ist eine Weiterverarbeitung des Glasstranges zu spezifischen Erzeugnissen problemlos möglich.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß so aufgebaut, daß die Farbglaszuführ- und Schmelzbehälter durch eine Verstelleinrichtung winklig zur vertikalen Achse der Auslaufdüse der Farbglaseinrichtung außerhalb des Speiserkanals verstellbar sind, um ein blasenarmes schnelles Aufschmelzen der Farbglasmaterialien zu gewährleisten.

Durch die Winkelverstellung der Farbglaszuführ- und Schmelzbehälter wird die Verweilzeit der Farbmaterialien in den Farbzuführ- und Schmelzbehältern reguliert. Erfolgt die Zufuhr der Farbmaterialien in Form von zylinderförmigen Stangen, so sind die Farbglaszuführ- und Schmelzbehälter vertikal in einem gewissen Abstand der Auslaufdüse und in einem genau festgelegten Abstand zueinander im Oberofen des Speiserkanalkopfes angeordnet.

Der Farbglasvorratsbehälter ist zur Achse der Auslaufdüse so mit den jeweiligen Farbglaszuführ- und Schmelzbehältern verbunden, daß immer eine genau definierte Menge vollständig geschmolzenes und blasenarmes Farbmaterial zugeführt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Zuführ- und Schmelzbehälter für Farbgläser bei schräger Anordnung in einem Winkel von 30 bis 45°, bei vertikaler Anordnung in einem Winkel von 90° zur Glasbadoberfläche geneigt bzw. angeordnet. Weiterhin ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß bei schrägen Zuführ- und Schmelzeinrichtungen unter jedem Zuführ- und Schmelzrohr eine separate Heizung, vorzugsweise eine elektrische Heizung, bei vertikalen Zuführ- und Schmelzeinrichtungen um alle Zuführ- und Schmelzrohre eine gemeinsame Heizeinrichtung, vorzugsweise eine elektrische Ringheizung, angeordnet ist.

Die Auslauföffnungen der Zuführ- und Schmelzeinrichtungen besitzen sowohl bei der schrägen Anordnung als auch bei der vertikalen Anordnung dieser Einrichtungen eine Querschnittsfläche von vorzugsweise ca. 1 : 4 zur Querschnittsfläche der Schmelzeinrichtung. Die konstruktive Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt die Vorteile, daß bei einer Lageänderung der Farbglaseinrichtung und damit einer Lageänderung der Farbglaseinlage innerhalb des strangförmigen Profils die Zuführ- und Schmelzeinrichtungen für das Farbglas aufgrund einer festen Verbindung mit der Halterung der Farbglaseinrichtung automatisch mit dieser oder separat einzeln in ihrer Lage veränderbar sind.

Bei vertikaler Anordnung der Zuführ- und Schmelzeinrichtungen sind diese fest mit der Farbglaseinrichtung verbunden, so daß nur eine gemeinsame Lageänderung möglich ist. Ein weiterer Vorteil der schrägen Anordnung der Zuführ- und Schmelzeinrichtungen ist für mehrere Farbgläser mit unterschiedlichen Viskositätswerten gegeben, indem durch eine separate Schrägstellung der einzelnen Zuführ- und Schmelzvorrichtungen sowie durch ihre separate Heizungsbeaufschlagung ein annähernd gleiches Fließverhalten dieser Farbgläser erreicht wird. Die vertikale Anordnung der Zuführ- und Schmelzbehälter für Farbglas ist durch ihre direkte und geschlossene Verbindung zur Farbglaseinrichtung vorteilhaft für solche Farbgläser einsetzbar, die bei Berührung mit Luftsauerstoff und hohen Aufschmelztemperaturen zu einer farblichen Veränderung neigen.

Die Farbglaseinrichtung besteht erfindungsgemäß aus dem Farbglasvorratsbehälter für die Farbgläser und der sich in der Auslaufdüse des Speisers verjüngende Auslaufdüse der Farbglaseinrichtung. Zentrisch in der Farbglaseinrichtung befindet sich das Grundglasrohr, das über seiner gesamten Höhe einen konstanten Querschnitt besitzt und im Bereich des Farbglasvorratsbehälters durch die Zuführkanäle eine Verbindung für das im Speiser vorhandene aufbereitete Glas zum Grundglas schafft.

Vorzugsweise sind insgesamt acht Zuführkanäle in der Farbglaseinrichtung vorhanden, die in zwei Ebenen angeordnet und um jeweils 90° zueinander versetzt sind. Um das Niveau des Glases im Grundglasrohr immer dem Niveau des Glases im Speiserkanal anzupassen, ist erfindungsgemäß die Summe aller Querschnitte der Zuführkanäle mindestens doppelt so groß wie der Querschnitt des Grundglasrohres. Die Form der Zuführkanäle ist vorzugsweise rund. Zwischen den Zuführkanälen sind über der gesamten Höhe der Farbglaseinrichtungen Trennwände angeordnet. Je nach Anzahl der zu schmelzenden Farbglaseinlagen besitzt die Farbglaseinrichtung die gleiche Anzahl von geschlossenen Trennwänden. Wird nur eine Farbe geschmolzen und über den gesamten Umfang in ein strangförmiges Profil eingelegt, so besitzen alle Trennwände über ihrer gesamten Höhe mehrere unterschiedlich große runde Niveauausgleichsöffnungen, um das Niveau der Farbglasschmelze in allen Farbglasvorratsbehältern anzugleichen.

Die sich über ihre Länge ständig verjüngende Auslaufdüse der Farbglaseinrichtung ist vorzugsweise im Bereich der Auslaufdüse des Speisers angeordnet und besitzt beim Zusammentreffen des Farbglasstromes mit dem Grund- und Deckglasstrom über ihren Umfang einen gleichmäßigen ausgebildeten Ringspalt für geschlossene ein- und mehrfarbige Farbeinlagen. Sollen erfindungsgemäß farbige Streifen, Bänder oder andere Farbkonturen in ein strangförmiges Profil eingelegt werden, so ist die Auslaufdüse der Farbglaseinrichtung an den Stellen, an denen "Grund- und Deckglas" ohne Farbeinlagen zusammentreffen, verschlossen, und an den verbleibenden Öffnungen der Auslaufdüse der Farbglaseinrichtung ist in der späteren Farbeinlagenkontur ein Ansatzstutzen angebracht. Die Länge der Ansatzstutzen richtet sich nach den verfahrenstechnischen Bedingungen in der Auslaufdüse des Speisers, d. h. vorzugsweise nach den Strömungsbedingungen des "Grund- und Deckglases" um den Ansatzstutzen.

Dieser ist erfindungsgemäß so bemessen, daß beim Zusammentreffen von Grundglas-, Deckglas- und Farbglasstrom jeder Teilstrom eine ausschließlich vertikale Strömungsrichtung besitzt.

Besitzen die strangförmigen Profile zwei oder mehrere gleichförmig über den Umfang verteilte Farbeinlagen in Form von Streifen, Bändern u. ä. Einlagen, so werden die Farbgläser je nach Anzahl in Segmenten im oberen Teil der Farbglaseinrichtung eingegeben und im Mittelteil der Farbglaseinrichtung durch die entsprechende Anzahl von Farbglasringkanälen über den gesamten Umfang der Farbglaseinrichtung gleichmäßig verteilt. Jeder Farbglasringkanal besitzt im Boden eine entsprechende Anzahl Ansatzstutzen, deren Länge so bemessen ist, daß durch die sich in der Düse aufbauenden vertikalen Viskositätsunterschiede die statischen Drücke der sich über den Ansatzstutzen befindlichen unterschiedlichen Farbglasstandshöhen durch die Viskositätserhöhung ohne Wirkung sind und somit stets ein gleiches Volumen des Farbglasstromes zwischen "Grund- und Deckglas" eingebracht wird.

Erfindungsgemäß ist sowohl die innere als auch die äußere Form des Ansatzstutzens über dessen gesamter Länge der Kontur der einzubringenden Farbglaseinlage angepaßt, um dadurch genau lagedefinierte konturenscharfe Farbeinlagen zu erhalten. Entsprechend der Anzahl, der Lage und der Kontur der Farbglaseinlagen im Querschnitt des strangförmigen Profils ist der Aufgabe der erfindungsgemäßen Vorrichtung in verschiedenen Varianten möglich. Dieser unterscheiden sich vorzugsweise durch die Lage und Anzahl der Übergangskanäle und der Trennwände in Abhängigkeit von der Anzahl der einzubringenden Farben.

Des weiteren unterscheiden sie sich durch die Ausführungen der Auslaufdüsen der Farbglaseinrichtung in Form eines Ringspaltes für ringförmige oder durch angesetzte Ansatzstutzen für streifen- und bandförmige einfarbige Farbeinlagen.

Besitzen die strangförmigen Profile zwei oder mehrere sich ständig abwechselnde gleichmäßig angeordnete Farbeinlagen, so ist zwischen Auslaufdüse bzw. Ansatzstutzen und Farbglasvorratsbehälter die jeweilige Anzahl entsprechender Farbglasringkanäle eingebaut.

Für schmalstreifige, sich abwechselnde Farbeinlagen oder streifenförmige, sich abwechselnde Farbeinlagen ohne Zwischenglasanteile sind die Auslaufstutzen so geformt, daß die Auslaufdüsen aller Stutzen auf einem gemeinsamen Radius angeordnet sind. Somit ergibt sich eine zum Teil geschlossene zwei- und mehrfarbige Farbeinlage im strangförmigen Profil.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht im Gesamtaufbau der Vorrichtung dadurch, daß alle herzustellenden strangförmigen Profile mit Farbglaseinlagen so herstellbar sind, daß nur einige Teile der gesamten Farbeinrichtung, wie z. B. Anzahl und Anordnung der Trennwände, Vorhandensein von Niveauausgleichsöffnungen, Anbringen von Ansatzstutzen für streifenförmige Farbeinlagen als Vorrichtungsvarianten eines einheitlichen Grundaufbaus der Farbglaseinrichtung genügen. Das bedeutet, daß für Anzahl, Farbe und Form unterschiedlicher Farbeinlagen bei gleichem Grundaufbau der Vorrichtung jeweils eine Farbglaseinrichtung mit den dafür erforderlichen Einzelteilen benötigt wird.

Durch den Einsatz von hochwertigen Platin (Pt)- bzw. Platin- Rhodium (Pt/Rh)-Legierungen für alle Bauteile der Vorrichtung sind alle möglichen Variationen von Farbeinlagen in strangförmigen Profilen herstellbar.

Dabei ist vorteilhaft ein Farbwechsel von einer auf eine andere oder mehrere andere Farben oder von mehreren auf mehrere andere Farben ohne bauliche Veränderungen der Farbeinrichtung möglich.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, den Speiserkopf im Aufbau einfach zu gestalten, da nur das Klarglas in einer Wanne geschmolzen wird und die Farbmaterialien einzeln zugegeben werden.

Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, daß die Zuführ- und Schmelzeinrichtungen für Farbglas direkt oder indirekt mit der Farbglaseinrichtung gekoppelt sind, so daß bei einer technologischen Lageänderung der Farbglaseinrichtung die Zuführ- und Schmelzeinrichtungen ebenfalls in ihrer Lage proportional mitverändert werden.

Durch die vertikale Anordnung der Zuführ- und Schmelzeinrichtungen für das Farbglas und deren geringen Querschnitt können die Farbmaterialien mit höheren Temperaturen aufgeschmolzen werden, da nach dem Fließbeginn sofort eine Abdichtung der Farbgläser gegenüber Luftsauerstoff erfolgt und dadurch ein Verbrennen bestimmter Farbmaterialien verhindert wird.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sollen anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden.

In den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 einen Speiserkanal mit Farbglaseinrichtung und getrennter Farbglaszuführ- und Schmelzeinrichtung in geschnittener Seitenansicht,

Fig. 2 einen Speiserkanal mit Farbglaseinrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 einen Speiserkanal mit Farbglaseinrichtung und eingebauter Farbglaszuführ- und Schmelzeinrichtung in geschnittener Seitenansicht,

Fig. 4 einen Speiserkanal mit Farbglaseinrichtung nach Fig. 3 in Draufsicht,

Fig. 5 einen Farbglasvorratsbehälter mit Trennwänden und Zuführkanälen in Draufsicht,

Fig. 6 einen Farbglasvorratsbehälter nach Fig. 5 im Querschnitt,

Fig. 7 verschiedene Formen der Auslaufdüse der Farbglaseinrichtung,

Fig. 8 einen Farbglasvorratsbehälter einer Farbglaseinrichtung für 2 Farben in geschnittener Seitenansicht,

Fig. 9 einen Farbglasvorratsbehälter nach Fig. 8 in Draufsicht.

Die Fig. 1 bis 9 werden in Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Speiserkanal 1 mit Speiserkanalboden 2, Speiserkanalwand 3 und Auslaufdüse 4 des Speisers. Die Farbglaseinrichtung 7 ist über bzw. in der Auslaufdüse 4 angeordnet und wird im Speiserkanal 1 mittels Halterungen 5 so über der Auslaufdüse 4 befestigt, daß ihre dreidimensionale Verstellung gegeben ist. In mehreren Zuführ- und Schmelzeinrichtungen 11 werden die Farbgläser als grobes Granulat bzw. als Farbglasstangen eingelegt und durch die Speiserheizung 17 sowie die Zusatzheizungen 14 in einen zähflüssigen Zustand aufgeschmolzen. Durch Winkelverstelleinheiten 15 ist die Neigung der Zuführ- und Schmelzeinrichtungen 11 zur Farbglaseinrichtung 7 einstellbar, so daß dadurch neben anderen verfahrenstechnischen Parametern das Fließverhalten der Farbgläser während ihres Aufschmelzprozesses in der Zuführ- und Schmelzeinrichtung 11 beeinflußt wird.

Die Farbglaseinrichtung 7 besteht aus einem Farbglasvorratsbehälter 9 zur Aufnahme der geschmolzenen Farbgläser, der sich nach unten in einem bestimmten Winkel verjüngt und vorzugsweise über dem Speiserkanalboden 2 in den Übergangskanal 30 für Farbglas übergeht.

Der Farbglasvorratsbehälter 9 nimmt die Farbgläser auf und führt sie über den Übergangskanal 30 der Auslaufdüse 10 gleichmäßig zu. Da die Farbgläser vorzugsweise mittig in der Rohrwandung des Glasrohres angeordnet sind, wird in die Farbglaseinrichtung 7 durch Zuführkanäle 8 das Grundglas 12 geleitet, und zwischen der Auslaufdüse 10 der Farbglaseinrichtung und der Auslaufdüse 4 des Speisers befindet sich das Deckglas 13. Durch die Höhenveränderlichkeit der Farbglaseinrichtung 7 und der Düsenauslaufheizung 18 sowie des Ziehdorns 16 wird sowohl die Geometrie des Farbglasrohres als auch die Schichtdicke der Farbglaseinlage beeinflußt. Eine zusätzliche Variationsmöglichkeit für die Farbglaseinlagendicke bietet die Farbglasmenge im Farbglasvorratsbehälter 9 durch eine Farbglasstandsregelung 19.

Der Übergangskanal 30 für Farbglas ragt durch die Öffnung des Speiserkanalbodens 2 in die Auslaufdüse 4 des Speisers und mündet in der Auslaufdüse 10 der Farbglaseinrichtung 7. Er ist in seiner Lage so dimensioniert, daß die Auslaufdüse 10 der Farbglaseinrichtung stets in der Auslaufdüse 4 des Speisers liegt.

Im Innenraum der Farbglaseinrichtung 7 befinden sich der Ziehdorn 16 zur Herstellung von Glasrohren. Bei einem unten geschlossenen Ziehdorn 16 ist die Herstellung von Glasstäben gegeben.

Aus Fig. 2 ist der Kopf des Speiserkanals 1 mit den Zuführ- und Schmelzeinrichtungen 11 für Farbglas sowie der Farbglaseinrichtung 7 in der Draufsicht erkennbar.

Die Zuführ- und Schmelzeinrichtungen 11 sind vorzugsweise beidseitig paarweise gegenüberliegend angeordnet, während die Zuführkanäle 8 das Glas des Speiserkanals 1 von vier Seiten gleichmäßig in den Innenraum der Farbglaseinrichtung 7 zuführen.

In den Fig. 3 und 4 wird eine weitere Variante bzw. eine zusätzliche Ergänzung zu der Farbglaseinrichtung 7 wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt.

Die Zuführ- und Schmelzeinrichtungen 11 für Farbglas sind senkrecht über den Farbglasvorratsbehältern 9 der Farbglaseinrichtung 7 angeordnet und unlösbar verbunden. Die Zusatzheizung 14 ist als ringförmiges Heizmodul ausgebildet und ist im Speiserkanalofen angebracht. Die Halterung 5 nimmt die Farbglaseinrichtung 7, die Zuführ- und Schmelzeinrichtungen 11 und die Zusatzheizung 14 auf und ist über der Speiserabdeckung dreidimensional verstellbar.

Die Fig. 5 zeigt den oberen inneren Aufbau der Farbglaseinrichtung 7. Der Farbglasvorratsbehälter 9 besteht aus einer äußeren und inneren runden Begrenzungswand, die einerseits durch die Zuführkanäle 8 und andererseits durch die Trennwände 21 in entsprechendem Abstand gehalten werden. Da in den vier Trennwänden 21 Aussparungen, sogenannte Niveauausgleichsöffnungen 22, angeordnet sind, hat das Farbglas in allen vier Farbglasvorratsbehältern 9 ein gleiches Niveau. Bei geschlossenen Trennwänden 21 entstehen separate Farbglasvorratsbehälter 9, es können somit vier verschiedene Farben in das Glas eingebracht werden.

In der Fig. 6 wird das mittlere Teil der Farbglaseinrichtung 7 dargestellt. Über der gesamten Höhe der Farbglaseinrichtung 7 sind ggf. in den Trennwänden 21 Niveauausgleichsöfffnungen 22 unterschiedlicher Größe angebracht. Die Trennwände 21 enden an der Auslaufdüse 10 etwas oberhalb der Unterkante der Farbglaseinrichtung 7, um eine gleichmäßige Verteilung der Glasfarben im Glasrohr bzw. Glasstab zu gewährleisten.

Fig. 7 zeigt verschiedene Varianten der Auslaufdüse 10 der Farbglaseinrichtung 7. Links ist ein durchgängiger Spalt dargestellt, rechts in Schnittdarstellung ein aufgesetztes Rohrstück. Hiermit lassen sich streifenförmige Farbglaseinlagen unterschiedlicher Muster und Querschnittsformen im Glas erzeugen.

In den Fig. 8 und 9 ist der untere Teil einer Farbglaseinrichtung 7 in Schnittdarstellung (Fig. 8) und in Draufsicht (Fig. 9) dargestellt. Diese Farbglaseinrichtung 7 besitzt vorzugsweise zwei Farbglasvorratsbehälter 24, 25 für zwei verschiedene Farben, die je auf einer Hälfte angeordnet sind. Zwei Farbglasringkanäle 26, 27 befinden sich ringförmig am Boden der Farbglaseinrichtung 7 und nehmen jeweils eine Farbe auf, so daß über den gesamten Umfang beide Farben vorliegen. Um den unterschiedlichen Farbglasdruck am Boden der Farbglasringkanäle 26, 27 auszugleichen, werden lange Auslaufdüsen 28, 29 am Boden der Ringkanäle 26, 27 angesetzt, die entweder zweifarbige streifenförmige Einlagen oder zweifarbige ringförmige Einlagen im strangförmigen Profil gestatten. Die Auslaufdüsen 28, 29 können in ihrer Form unterschiedliche Auslaufquerschnitte für verschiedenartige Formen der Farbglaseinlagen besitzen. Außerdem können die Auslaufdüsen 28, 29 auch in einem bestimmten Winkel an den Farbglasringkanälen 26, 27 befestigt sein, wodurch die Farbglaseinlagen beliebige Anordnungen erhalten.

Für mehrere unterschiedliche Farben, Farbanordnungen und Querschnittsformen der Farbeinlagen in den strangförmigen Profilen sind weitere Vorrichtungsvarianten gemäß der Erfindung möglich.

Bezugszeichenliste

 1 Speiserkanal
 2 Speiserkanalboden
 3 Speiserkanalwand
 4 Auslaufdüse des Speisers
 5 Halterung für Farbglaseinrichtung
 6 Spalt zwischen Speiserkanalboden und Farbglaseinrichtung
 7 Farbglaseinrichtung
 8 Zuführkanal für Grundglas
 9 Farbglasvorratsbehälter
10 Auslaufdüse der Farbglaseinrichtung
11 Zuführ- und Schmelzeinrichtungen für Farbglas
12 Grundglas
13 Deckglas
14 Zusatzheizung für Farbglasschmelzeinrichtung
15 Winkelverstelleinheit
16 Ziehdorn
17 Speiserheizung
18 Düsenauslaufheizung
19 Farbglasstandsregelung
20 Auslaufdüsenspalt des Speisers
21 Trennwände in der Farbglaseinrichtung
22 Niveauausgleichsöffnungen in den Trennwänden
23 Ansatzstutzen für streifenförmige Farbeinlagen
24 Farbglasvorratsbehälter für Farbe 1
25 Farbglasvorratsbehälter für Farbe 2
26 Farbglasringkanal für Farbe 2
27 Farbglasringkanal für Farbe 1
28 Auslaufdüse der Farbe 1
29 Auslaufdüse der Farbe 2
30 Übergangskanal für Farbglas
31 Zwischenglas
32 Grundglasrohr

Claims (14)

1. Verfahren zum Einbringen farbiger Glasflüsse in einen Glasstrang, bei dem ein oder mehrere farbige Glasflüsse als geschlossener oder unterbrochener Farbring, als streifen-, band- oder konturenförmige Einlagen in ein Grundglas oder in einen anders farbigen Glasstrom eingebracht, miteinander verschmolzen und zu einem Glasstrang geformt werden,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Glasfarben oder farbigen Glasflüsse oder deren Mischungen als kompakte Körper in Zuführ- und Schmelzeinrichtungen entsprechend ihrer Eigenschaften aufgeschmolzen werden,
• - daß die aufgeschmolzenen farbigen Glasflüsse einer Farbglaseinrichtung im Auslaufbereich des Speisers zugeführt und in einem oder mehreren Farbglasvorratsbehältern der Viskosität des Glasstromes angepaßt werden,
• - daß der im Auslaufbereich des Speisers vorhandene Glasstrom in einen Teilstrom "Grundglas" und einen Teilstrom "Deckglas" aufgeteilt wird,
• - daß zwischen die Teilströme "Grundglas" und "Deckglas" die farbigen Glasflüsse gleichzeitig und definiert nacheinander zusammengebracht, miteinander verschmolzen und zu einem ein- oder mehrfarbigen Glasstrang geformt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kompakten Farbmaterialien in den Zuführ- und Schmelzeinrichtungen mittels der Speiserbeheizung und einer separat einstellbaren Zusatzheizung entsprechend ihrer Eigenschaften vollständig und blasenarm geschmolzen und als Farbglasschmelzen den Farbglasvorratsbehältern der Farbglaseinrichtung zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbglaseinrichtung allseitig vom Glasstrom umgeben ist und die zugeführten, aufgeschmolzenen farbigen Glasflüsse bei geringer freier Oberfläche in den Farbglasvorratsbehältern durch eine höhere Temperatur des Speiserkopfes weiter aufgeschmolzen und der Viskosität des Glasstromes über der Auslaufdüse des Speiserkopfes angeglichen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom des "Grundglases" zu dem Teilstrom des "Deckglases" in einem bestimmten Verhältnis, vorzugsweise 1 : 1 bis max. 4 : 1 aufgeteilt wird, und daß der aus dem Speiser kommende, aus dem Glasstrom separierte Teilstrom für die Deckschichten des Glasstranges aus den unteren Speiserkanalschichten direkt einer Düsenauslauföffnung und der separierte Teilstrom für die Grundschichten des Glasstranges aus den oberen Speiserkanalschichten durch die Farbglaseinrichtung der Düsenauslauföffnung zugeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auslaufdüse des Speisers die Teilströme "Deckglas" und "Grundglas" mit den farbigen Glasflüssen so zusammengebracht werden, daß die Dicke der farbigen Glasflüsse bei Farbringen und/oder die Dicke und Breite der farbigen Glasflüsse bei Farbstreifen durch die Viskosität des "Grundglases" und des "Deckglases", durch die Höhenverstellung der Farbglaseinrichtung und durch die Beheizung der Auslaufdüse verändert werden.

6. Vorrichtung zum Einbringen farbiger Glasflüsse in einen Glasstrang nach Anspruch 1-5, bestehend aus einem Speiserkanalkopf, einer beheizbaren Auslaufdüse, einem Ziehdorn, einer Farbglaszuführ- und Schmelzeinrichtung und einer Farbglaseinrichtung,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß mehrere Zuführ- und Schmelzeinrichtungen (11) für Farbglas winklig und/oder vertikal zur Achse der Auslaufdüse (4) des Speisers angeordnet sind,
• - daß die Farbglaseinrichtung (7) durch mehrere Trennwände (21) mehrere Farbglasvorratsbehälter (9) für mehrere Farbglasflüsse besitzt und für einen Farbglasfluß mehrere Niveauausgleichsöffnungen (22) in den Trennwänden (21) der Farbglasvorratsbehälter (9) vorhanden sind,
• - daß die Farbglaseinrichtung (7) für den Teilstrom des "Grundglases" (12) mehrere Zuführkanäle (8) besitzt,
• - daß die Farbglaseinrichtung (7) Auslaufdüsen (10; 28; 29) mit den Konturen der späteren Farbglaseinlagen und/oder
• - im Mittelteil zwei oder mehrere Farbglasringkanäle (26; 27) mit mehreren Auslaufdüsen (28, 29) und/oder Ansatzstutzen (23) besitzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführ- und Schmelzeinrichtungen (11) für Farbglas aus mehreren sich verjüngenden Rohren bestehen und im Winkel von vorzugsweise 30 bis 45° außerhalb des Speisers (1; 3) einzeln, abhängig von der Viskosität der Farbgläser und unabhängig von der Farbglaseinrichtung (7) durch eine Winkelverstelleinheit (15) verstellbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb jeder winkligen Zuführ- und Schmelzeinrichtung (11) für Farbglas eine auswechselbare elektrische Zusatzheizung (14) und um jede vertikale Zuführ- und Schmelzeinrichtung (11) eine ringförmige elektrische Zusatzheizung (14) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführ- und Schmelzeinrichtungen (11) mit der Farbglaseinrichtung (7) direkt oder indirekt verbunden und bei jeder Lageänderung der Farbglaseinrichtung (7) proportional mit dieser verstellbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Verjüngungen am Auslauf der Zuführ- und Schmelzeinrichtungen (11) im Verhältnis zur Querschnittsfläche des Zuführ- und Schmelzrohres vorzugsweise 1 : 4 beträgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Querschnittsflächen aller Niveauausgleichsöffnungen (22) ≧ 50% der Summe der Querschnittsflächen der Trennwände (21) ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Zuführkanäle (8) für das "Grundglas" (12) gleichmäßig über dem Umfang der Farbglaseinrichtung (7) angeordnet sind und sich in jeder Stellung der Farbglaseinrichtung (7) innerhalb des Glasstromes des Speiserkanals (1) befinden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform der Auslaufdüsen (28; 29) oder der Ansatzstutzen (23) über ihre gesamte Länge der äußeren Kontur der späteren strangförmigen Farbglaseinlagen entspricht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil der Farbglaseinrichtung (7) zwei oder mehrere Farbglasvorratsbehälter (24; 25) für die unterschiedlichen Farben der Farbglaseinlagen und im Mittelteil der Farbglaseinrichtung (7) mehrere Farbglasringkanäle (26; 27) für den Wechsel der Farbglaseinlagen angeordnet sind und daß im unteren Teil der Farbglaseinrichtung (7) diese Farbglasringkanäle (26; 27) in Auslaufdüsen (28; 29) bzw. Ansatzstutzen (23) übergehen.