DE19960211A1 - Vorrichtung zum Herstellen eines Glasstranges - Google Patents
Vorrichtung zum Herstellen eines GlasstrangesInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Glasstranges, zum Beispiel eines Glasrohres oder eines Glasstabes. DOLLAR A Gemäß der Erfindung umfaßt die Vorrichtung die folgenden Merkmale: DOLLAR A eine Danner-Pfeife; DOLLAR A eine Heizmuffel; DOLLAR A eine Düse zum Anbringen eines Glasstromes auf die Mantelfläche der Danner-Pfeife an deren einem Ende (Aufgabeende) bei relativ hoher Temperatur zwecks Bilden eines Glasfilmes, der am anderen Ende (Abgabeende) als Zwiebel bei relativ niedriger Temperatur abgenommen wird; DOLLAR A eine Mehrzahl von Wärmequellen, die Bestandteil der Heizmuffel sind, und die Wärmeströme zum Glasfilm senden; DOLLAR A die Wärmestromdichte und/oder die räumliche Zuordnung von Danner-Pfeife und Heizmuffel sind derart gewählt, daß die Temperatur des Glasfilmes auf dessen Umfang konstant gehalten wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Glasstranges
nach dem sogenannten Danner-Verfahren.
Eine solche Vorrichtung umfaßt ein gegen die Horizontale leicht geneigtes
Rohr, die sogenannte Danner-Pfeife, das langsam umläuft, und das sich in
einer Heizmuffel befindet. Auf das höher gelegene Ende der Pfeife wird ein
kontinuierlicher Strom einer Glasschmelze aufgebracht, der einen laminaren
Rieselfilm auf der Mantelfläche der Pfeife bildet. Am tieferen Ende der Pfeife
wird der Glasstrang abgezogen, und zwar entweder als Vollmaterial oder als
Rohr. Nach dem Umlenken in die Horizontale durchläuft der erstarrende
Strang eine Rollenbahn bis zur Ziehmaschine. Sodann erfolgt eine Zerlegung
in Abschnitte einer bestimmten Länge.
Der Glasstrom hat bei seinem Auftreffen auf das höher gelegene
Aufgabeende der Danner-Pfeife eine Temperatur von etwa 1300 Grad Celsius,
und an der Zwiebel eine Temperatur von etwa 1000 Grad. Es findet somit ein
Abkühlprozeß vom Aufgabeende zum Abgabeende statt. Der Abkühlprozeß
verläuft durch die Zufuhr von Wärme von der Heizmuffel in kontrollierter
Weise.
Bei der Herstellung von Glassträngen - massiven Stäben oder Rohren -
kommt es je nach Anwendungsfall auf hohe und höchste Produktqualitäten
an. Wichtige Qualitätsanforderungen betreffen die Einhaltung der Wanddicke
bei Glasrohren sowie generell bei Glasrohren und bei Glasstäben die
Einhaltung der Außendurchmesser. Ganz wichtig ist auch die Konstanz der
Materialeigenschaften. Diese müssen an jeder Stelle des fertigen Glasstranges
gleich sein, und zwar sowohl an verschiedenen Stellen der Länge des
Stranges, als auch des Querschnittes.
Bisher haben die bestehenden Anlagen der genannten Art den Anforderungen
nicht in vollem Maße genügt. Das erzeugte Produkt wies
Qualitätsschwankungen auf, die zumindest bei gewissen Anwendungsfällen
nicht akzeptabel sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art
derart zu gestalten, daß damit ein einwandfreies Produkt erzeugt werden
kann, mit dem sich alle wichtigen Eigenschaften in engen Toleranzen sicher
stellen lassen, insbesondere bezüglich der Wanddicke und des
Außendurchmessers.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmaie von Anspruch 1 gelöst.
Die Erfinder haben erkannt, daß es hierbei vor allem darauf ankommt, daß der
auf der Danner-Pfeife sich bildende Glasfilm über den Umfang eine möglichst
konstante Temperatur hat. Die Temperatur nimmt dabei zwar zwischen
Aufgabeende und Abgabeende (Zwiebel) stetig ab. Sie soll jedoch an jeder
beliebigen Stelle der Länge der Danner-Pfeife über den Umfang hinweg
weitgehend gleich sein, und zwar auch über längere Zeiträume hinweg. Die
Erfinder haben ferner die notwendigen Maßnahmen hierzu ergriffen. Diese
bestehen darin, entweder die Wärmestromdichte pro Flächeneinheit im
Hinblick auf das genannte Konstanthalten der Temperatur entsprechend
einzustellen beziehungsweise zu regeln, oder die räumliche Zuordnung von
Danner-Pfeife und Heizmuffel.
Der erstgenannte Weg - Einflußnahme mittels der Wärmestromdichte - kann
dadurch verwirklicht werden, daß pro Flächeneinheit eine größere Zahl von
Wärmequellen angeordnet wird, oder daß bestimmte Wärmequellen
Wärmeströme höherer Intensität abgeben.
Der zweite Weg besteht darin, die einzelnen Wärmequellen an bestimmten
Stellen gezielt in mehr oder minder großem Abstand zur Mantelfläche der
Danner-Pfeife und damit zum aufgebrachten Glasfilm anzuordnen. Befinden
sich die Wärmequellen an der inneren Mantelfläche der Heizmuffel, so wird
man die Danner-Pfeife relativ zur inneren Mantelfläche der Heizmuffel
exzentrisch anordnen. Dabei wird derjenige Umfangsbereich der Danner-
Pfeife, gegen den die Düse zum Aufbringen der Glasschmelze gerichtet ist,
einen größeren Abstand von der Mantelfläche haben, als der diametral
gegenüberliegende Bereich.
Es kann vorteilhaft sein, einen zylinderförmigen Schirm vorzusehen, der die
Danner-Pfeife mit dem darauf befindlichen Glasfilm umgibt. Dieser Schirm
sollte aus einem feuerfesten Material bestehen. Er muß jedenfalls
Temperaturen in der Größenordnung von 1400 Grad Celsius oder mehr
standhalten. Im allgemeinen wird er aus Keramik bestehen. Der Schirm kann
auch perforiert sein. Der Schirm kann angetrieben sein, so daß er um seine
eigene Achse umläuft.
Die Erfindung ist auch anwendbar auf das sogenannte Vello-Verfahren oder
bei dem sogenannten A-Zug-Verfahren. Hierbei fließt die Glasschmelze bereits
in Rohrform aus dem Speiser.
Die Erfindung sowie der Stand der Technik sind anhand der Zeichnung näher
erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Vorrichtung mit einer
Rohrziehanlage nach Danner.
Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau einer Vorrichtung mit einer
Rohrziehanlage nach Vello.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäß Vorrichtung in einem Axialschnitt.
Fig. 4 zeigt den Gegenstand von Fig. 3 in einem achssenkrechten
Schnitt.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform gemäß dem Stande der Technik in
einem Axialschnitt.
Fig. 6 zeigt den Gegenstand von Fig. 5 in einem achssenkrechten
Schnitt.
In den Fig. 1 und 2 ist die Darstellung auf die Vorrichtung, die der
Formgebung dient, beschränkt; es schließen sich jeweils die üblichen nicht
dargestellten Bauteile Ziehkanal mit Ziehbahn und Ziehmaschine mit
Abtrennvorrichtung an.
Fig. 1 zeigt bei der Rohrziehanlage nach Danner den Glasschmelze
enthaltenden Verteiler 10 und Tiegel 20. Aus letzterem tritt durch eine Düse
das geschmolzene Glas als kontinuierlicher Strang aus und trifft auf das
Ziehwerkzeug, die geneigte rotierende Pfeife 1. Die Pfeife und der Auslauf aus
der Düse befinden sich in einem Ofen 2, der einen Temperaturgradienten
zwischen den Auslauf aus der Düse und dem Pfeifenende gewährleistet. Eine
Blasvorrichtung 30 dient der Beaufschlagung des Innenraums des
abzuziehenden Glasrohres mit Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck.
Das Glas wird von der Pfeife abgezogen und (nicht mehr eingezeichnet) in
die Horizontale umgelenkt.
Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2 tritt das Glas aus dem Tiegel 20 durch
eine zylindrische Düse auf die senkrechte Vello-Nadel 1 mit dem Nadelkörper
1.2 und dem Nadelschaft 1.3. Die Düse befindet sich in einer Muffel 2. Das
von der Nadel senkrecht abfließende Rohr wird in die Horizontale umgelenkt
und abgezogen.
Auch beim A-Zug tritt analog zu Fig. 2 das Glas aus einem Tiegel durch eine
zylindrische Düse auf eine senkrechte A-Zug-Nadel. Sie befindet sich in einer
Muffel. Durch die Nadel wird auch hier Blasluft zugeführt. Im Unterschied zum
Vello-Verfahren bleibt das von der Nadel senkrecht abfließende Rohr in
senkrechter Richtung.
In den Fig. 3 und 4 erkennt man im einzelnen folgendes:
Eine Danner-Pfeife 1 ist im Hohlraum einer Heizmuffel 2 angeordnet. Die Danner-Pfeife 1 ist drehbar gelagert, so daß sie um ihre eigene Längsachse umlaufen kann. Sie ist zu diesem Zweck mit einem hier nicht gezeigten Antrieb versehen. Sie verjüngt sich in Fig. 3 gesehen von links nach rechts.
Eine Danner-Pfeife 1 ist im Hohlraum einer Heizmuffel 2 angeordnet. Die Danner-Pfeife 1 ist drehbar gelagert, so daß sie um ihre eigene Längsachse umlaufen kann. Sie ist zu diesem Zweck mit einem hier nicht gezeigten Antrieb versehen. Sie verjüngt sich in Fig. 3 gesehen von links nach rechts.
Die Danner-Pfeife 1 und die Heizmuffel 2 sind koaxial zueinander angeordnet.
Ihre Längsachsen fallen zusammen - siehe die Längsachse 1.1 der Danner-
Pfeife. Die Längsachsen sind gegen die Horizontale leicht geneigt. 5 bis
15 Grad sind zu bevorzugen, größere Winkel sind möglich.
Die Heizmuffel weist eine zylindrische äußere Mantelfläche auf. An ihrer
inneren Mantelfläche sind zahlreiche Heizelemente angeordnet. Diese sind im
vorliegenden Falle elektrische Heizelemente 3.
Im Bereich des größeren Endes der Danner-Pfeife 1 (Aufgabeende) ist die
Heizmuffel 1 mit einer Düse 2.1 versehen. Diese dient zum Aufbringen eines
kontinuierlichen Glasstromes 4. Aus diesem bildet sich ein laminarer Rieselfilm
4.1. Im Endbereich wird er zur sogenannten Zwiebel 4.2, von wo aus er zur
Weiterbehandlung geführt wird.
Zwischen Danner-Pfeife 1 und Heizmuffel 2 ist ein zylindrischer Schirm 5
angeordnet. Schirm 5 liegt koaxial zu der Danner-Pfeife 1 und damit auch zur
Heizmuffel 2. Er besteht aus Keramik. Er trägt eine Mehrzahl von
Thermoelementen 5.1. Diese sind jeweils über den Umfang des Schirmes 5
verteilt angeordnet. Siehe auch Fig. 4.
Die Heizelemente 3 sind zu Gruppen zusammengefaßt. Dabei sind die
Gruppen auf einem ersten Längenabschnitt A - siehe Fig. 3 - segmentartig
um die Danner-Pfeife 1 herumgruppiert - siehe die Gruppen A1, A2, A3 und
A4.
Analog zur Segmentierung im Abschnitt A ist auch eine Segmentierung in den
Abschnitten B und C vorgesehen. Hier sind wiederum einzelne Heizelemente
3 zu Gruppen zusammengefaßt und um die Danner-Pfeife 1 herumgruppiert.
Die einzelnen Gruppen sind getrennt regelbar, so daß sie eine
unterschiedliche Heizleistung erbringen, so daß die Temperatur im Glasfilm
eingestellt werden kann. Dabei wird die Regelung der Gruppen von
Heizelementen 3 derart vorgenommen, daß die Temperatur im Glasfilm über
den Umfang - an einer beliebigen Stelle der Längserstreckung der Danner-
Pfeife 1 gesehen - gleich groß ist. Die Temperatur nimmt jedoch in Richtung
auf die Zwiebel 4.2 hin ab. Die Abnahme soll dabei eine kontinuierliche sein.
Es versteht sich, daß eine Aufteilung in eine größere Anzahl von Abschnitten
sowie in eine größere Anzahl von Segmenten eine um so feinere
Temperaturregelung ermöglicht.
Aus Fig. 3 erkennt man ferner, daß die Heizelemente 3 in Abschnitt B auf
einem kleineren Radius sitzen, als die Heizelemente im Abschnitt A, und daß
die Heizelemente im Abschnitt C wiederum auf einem kleineren Radius sitzen,
als die Heizelemente im Abschnitt B. Diese Verkleinerung der Radien, auf
denen sich die Heizelemente befinden, vom Aufgabeende zum Abgabeende
der Danner-Pfeife 1 hin gesehen, kann auch stetig verlaufen, somit nicht
sprunghaft, so wie im Ausführungsbeispiel.
Aus Fig. 4 erkennt man noch, daß es sich bei der Danner-Pfeife 1 um eine
Hülse handelt. Diese besteht im allgemeinen aus Keramik.
Bei der Ausführungsform des Standes der Technik gemäß der Fig. 5 und
6 ist wiederum eine Danner-Pfeife 1 vorgesehen, eine Heizmuffel 2 sowie
Heizelemente 3. Auch hier wird durch eine Düse 2.1 ein Strom 4 einer
Glasschmelze auf die Mantelfläche der Danner-Pfeife 1 aufgebracht und bildet
einen Glasfilm 4.1. Der wesentliche Unterschied besteht jedoch darin, daß
hierbei keinerlei Maßnahmen getroffen sind, um eine gleichmäßige
Temperatur des Glasfilmes über den Umfang an einer beliebigen Stelle der
Länge der Danner-Pfeife zu erzielen.
Claims (11)
1. Vorrichtung zum Herstellen eines Glasstranges, zum Beispiel eines
Glasrohres oder eines Glasstabes, umfassend die folgenden Merkmale:
- 1. 1.1 eine Danner-Pfeife (1);
- 2. 1.2 eine Heizmuffel (2);
- 3. 1.3 eine Düse (1.2) zum Aufbringen eines Glasstromes (4) auf die Mantelfläche der Danner-Pfeife an deren einem Ende (Aufgabeende) bei relativ hoher Temperatur zwecks Bildens eines Glasfilmes (4.1), der am anderen Ende (Abgabeende) als Zwiebel (4.2) bei relativ niedriger Temperatur abgenommen wird;
- 4. 1.4 eine Mehrzahl von Wärmequellen (3), die Bestanteil der Heizmuffel (2) sind, und die Wärmeströme zum Glasfilm (4.1) senden;
- 5. 1.5 die Wärmestromdichte und/oder die räumliche Zuordnung von Danner- Pfeife (1) und Heizmuffel (2) sind derart gewählt, daß die Temperatur des Glasfilmes (4.1) auf dessen Umfang konstant gehalten wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wärmequellen (3) über den Umfang der Heizmuffel (2) wenigstens im
Bereich des Aufgabeendes der Danner-Pfeife zu Gruppen
zusammengefaßt sind, die sich jeweils über eines oder mehrere
Kreissegmente A1, A2, A3, A4 erstrecken.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wärmequellen (3) auch auf der übrigen Länge der Danner-Pfeife (1) zu
Gruppen zusammengefaßt sind, die sich jeweils über Kreissegmente
erstrecken.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Temperaturerfassung Sensoren (5.1)
vorgesehen sind, die Signale der Temperatur erzeugen, und das eine
Einrichtung vorgesehen ist, denen die Signale eingespeist werden, und
die die Wärmeströme im Hinblick auf eine gleiche Umfangstemperatur
regeln.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer gleichen Umfangstemperatur
die Abstände zwischen den Heizelementen (3) und dem Glasfilm (4.1)
über den Umfang und/oder über die Länge der Danner-Pfeife (1)
unterschiedlich bemessen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Danner-Pfeife (1) relativ zu dem aus den Heizelementen (3) gebildeten
Kreis exzentrisch angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Danner-Pfeife 1 und den
Heizelementen (3) ein Schirm (5) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schirm zylindrisch oder konisch ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schirm aus Keramik besteht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schirm auf seiner Mantelfläche perforiert ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sensoren am Schirm (5) angeordnet sind.
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- 1999-12-14 DE DE1999160211 patent/DE19960211B4/de not_active Expired - Fee Related
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EP3932878A1 (de) * | 2020-07-02 | 2022-01-05 | Schott AG | Vorrichtung zur formung von glasröhren, heizkammer und verfahren zur herstellung einer vorrichtung zur formung von glasröhren |
Also Published As
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DE19960211B4 (de) | 2005-08-04 |
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