DE2118978C3 - Verfahren zur Herstellung von hohlen Glasrohrabschnitten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von hohlen Glasrohrabschnitten, deren gegenüberliegende Enden verschlossen sind, mittels Heißformen einer fortlaufenden Länge eines hohlen Glasrohres durch Ziehen des Glasrohres von einem geschmolzenen Glaskörper und kontinuierliches Bewegen des geformten Rohres in axialer Richtung entlang einer Bahn und Kühlen des sich bewegenden Rohres.

Derartige verschlossene hohle Glasrohrabschnitte kommen beispielsweise bei der Herstellung von Regeneratoren für Gasturbinen und andere Zwecke zur Anwendung.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu entwickeln, das eine schnelle Herstellung einzelner verschlossener Rohrabschnitte gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes Verfahren gelöst, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

Unterstützen der gekühlten Rohrlänge an einem Punkt in der Mitte ihrer Länge, wobei der äußerste Teil des Rohres zwischen der Unterstützung und dem freien führenden Ende frei vertikal hängt; und

κ, der Mitte ihrer Länge, wobei der äußerste Teil des Rohres zwischen der Unterstützung und dem freien führenden Ende frei vertikal hängt; und
Erhitzen einer örtlich begrenzten Zone, die auf

t₅ dem frei vertikal hängenden Teil des Rohres angeordnet ist, durch einen darauf gerichteten Brenner, der sich mit dem Rohr bewegt, wobei sich die Zone in einer ausreichenden Entfernung von dem führenden Ende des sich bewegenden

ao Rohres befindet, so d?.ß die durch die Schwerkraft erzeugten Zugkräfte in dem frei hängenden Rohr das Abtrennen und Verschließen des Rohres an der Zone bewirken.

>5 Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren läßt sich eine schnelle Herstellung einzelner verschlossener Rohrabschnitte erzielen. Die abgetrennten Abschnitte weisen saubere Trennstellen auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der hohle Innenraum des abgetrennten Rohrabschnittes mindestens auf Atmosphärendruck gehalten, indem das nachlaufende Ende des frisch geformten Rohres in Verbindung mit einer Gasquelle steht.

Diese Ausführungsform wird vorzugsweise bei der Herstellung von hohlen Glasrohrabschnitten für Gasturbinenregeneratoren angewendet, um aneinandergefügte Rohrabschnitte durch Temperaturerhöhung und damit verbundene Ausdehnung des in den Rohrabschnitt eingeschlossenen Gases vereinigen zu können. Durch die Verbindung mit einer Gasquelle während des Abtrennens und Verschließens der einzelnen Rohrabschnitte kann bei deren Wiedererhitzung der für die Vereinigung gewünschte Innendruck erzeugt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfi ""vngsgemäßen Verfahrens ist die Gasquelle die AtF--.j.phäre.

V(vr -'b ''-jrweise ist das Gas ein Dampf mit einer Küriiieif··»:vfjstemperatur zwischen der Temperatur, bei de .·;..-,-■ Rohr heißgezogen wird, und der Temperatur, bei der die gekühlte Rohrlänge abgetrennt und verschlossen wird.

Wenn das Rohr aus der heißen Formzone gezogen wird, in der es durch irgendein geeignetes Verfahren hergestellt wird, beispielsweise durch Wiedererhitzung und Schwächung eines rohrförmigen Körpers oder durch Ziehen einer heißen geschmolzenen Masse um einen hohlen Saum, wird ein kondensierbarer Dampf in das heißgeformte Rohr eingeblasen. In diesem Fall kondensiert der Dampf bei einer Temperatur über der atmosphärischen in einen festen oder flüssigen Zustand vor dem Abtrenn- und Verschließvorgang. Der kondensierte Dampf kann durch Verdampfung bei Wiedererhitzen des Rohres ausgedehnt werden.

Zur besseren Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen die Darstellungen, von denen

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^! Fig. 1 in schematischer Weise die einzelnen Ver- bewegt, so daß die gleiche Örtliche Zone des Rohres !fe^sschritte einer Ausfiihrungsform des erfin- während der Bewegung der Brenner erhitzt wird. Jfcuigsgeniäßen Herstellungsverfahrens von hohlen Ein zufriedenstellender Betrieb der Flammen-

lasjobrabschnitten zeigt; gemäß dieser Ausfüh- trenn- und Verschließvorrichtung dieser Art erforjigsform wird das Rohr, nachdem es aus einem hei- 5 dsrt, daß das Rohr Zugkräften unterworfen wird, a geschmolzenen Körper gezogen ist, durch Ein- Gemäß dem crfmduagsgemäßen Verfahren werden -«-— gekühlt, wobei der Innendruck des Rohres diese Zugkräfte durch vertikale Ausrichtung desjenirt und Luft durch dlas Rohr in der Heißform gen Teiles des Rohres erzeugt, der getrennt und veringesogen wird; schlossen wird, so daß die auf das Rohr wirkende

Fig.2 zeigt eii;e Ansicht der bei einer Ausfüh- m Schwerkraft die Zugkräfte erzeugt. Diese Zugkräfte riungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ver- ändern sich in direktem Verhältnis zum Abstand ?%endeten Vorrichtung zum Halten, Abtrennen und vom freien Ende des Rohres. Es wurde festgestellt, ί Verschließen des sich bewegenden Rohres; daß, wenn der abgetrennte Abschnitt zu kurz ist, die

I Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Zugkräfte nicht ausreichen, um eine zufnedenstel-Fig-2 bei Darstellung einer Schneidbrennereinheit 15 lende Trennung und Verschließung zu gewährleisten. ί mit einem damit verbundenen Stützteil; Natürlich wird die geeignete Länge des Rohres unter

; ρ ig. 4 ist eine Ansicht entlang der Linie 7-7 in der örtlichen Zone sich mit der Eigenschaft des UIa- ; «jo 2, welche einen der beweglichen Führungskör- ses, der Wandstärke des Rohres und seines ⁰Y"*" met, der das Rohr während des AWenn- und Ver- messen, ändern. Die erforderliche Länge kann durch schiießvorgangs hält, zeigt, und ao Versuche bestimmt werden.

Fig.5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in Nach der Abtrennung fällt der verschlossene

Fig.2 mit einer Schneidbrennereinheit und einem Rohrabschnitt in einen Sammelbehälter oder aut Rohrhalteführungskörper zusammen mit ihren Stütz- einen Förderer irgendeiner geeigneten Art. Wie in und Betätigungsmitteln. F i g. 1 gezeigt, fällt der verschlossene Abschnitt aut

Fig. 1 zeigt die Bildung einer fortlaufenden Rohr- »3 eine Ratsche 24, deren Innenwand mit einem einen länge, in dem Glas abwärts durch eine ringförmige geringen Reibungskoeffizienten aufweisenden Mateöffnung gezogen wird, die in einer unteren Wand rial, z.B. Polytetrafluorethylen, überzogen ist Das eines erhitzten Gefäßes 2 eines Glasofens angeordnet untere Ende der Rutsche 24 mündet in einen Behaiist. Die Mitte der ringförmigen öffnung wird durch ter 26, in dem eine Vielzahl von verschlossenen adeiiien Dorn 4 bestimmt, der einen m Längsrichtung 30 schnitten parallel zueinander gestapelt gezeigt sina. verlaufenden Durchgänge aufweist, der an einem Der Behälter 26 ist nachgiebig auf Federn 28 aDge-Ende mit der Atmosphäre und am anderen Ende mit stützt und wird durch einen Vibrator 30 standig in dem Inneren des gebildeten Glasrohres in Verbin- Schwingungen versetzt, um die Lufträume zwischen dung steht. den einzelnen verschlossenen Abschnitten so gering

Nachdem das gezogene Rohr maßlich stabil wird, 35 wie möglich zu halten. Danach werden die ertinjedoch noch eine beträchtliche Wärmemenge enthält, dungsgemäß hergestellten hohlen, verschlossenen Fäuft es über Rollen 5 und 7, die es in ein Flüssig- Glasrohrabschnitte weiterverarbeitet, keitsbad 8 innerhalb eines Tanks 10 eintauchen. Der Einige Konstruktionseinzelheiten der Abtrennverhältnismäßig kleine Durchmesser und die dünnen und Verschließvorrichtung sind in den Fig.Z disd Wandungen des Rohres gestatten seine Bewegung 40 gezeigt, aus denen ersichtlich ist, daß ^der «n r ¹S-um den bogenförmigen Umfang der Rollen 5 und 7, mit 18 bezeichnete Förderweg ein Paar endloser Miselbst nachdem die Temperatur des Rohres unter den ten 50 aufweisen kann, die sich über eine dreiecKtor-Glühpunkt des Glases abgefallen ist. Dieses Bad, das mige Bahn über drei Sätze Kettenräder 52, 54 una Eiswasser sein kann, reduziert die Temperatur des 56 bewegen. In Fi g. 2 ist nur eine Kette und ein aaiz Rohres und die der eingeschlossenen Gase beacht- 45 Kettenräder gezeigt. Brenner 58 sind in gleichen adlich so daß ein Teilvakuum entsteht, das eine gleich- ständen entlang der Länge der Kette 50 zur Mewegerichtete Strömung zusätzlicher Luft durch den gung mit derselben angebracht. Die Brenner sina na-Durchgang 6 des Domes 4 in das Rohr erzeugt. türlich so angeordnet, daß die diiwe, flache, aus in-

Das hier gezeigte Zieh- und Kühlverfahren ist nen austretende Flamme gegen das Glasrohr·! gericht erfindungswesentlich und kann durch andere 50 richtet ist, das sich entlang der vertikalen Linie ew geeignete Verfahren ersetzt werden. bewegt, nachdem es die stationäre Fuhrung bi pas-

Nach der künstlichen Kühlung durch das Bad 8 siert hat. .,

läuft das Rohr aufwärts über eine Rolle 12 zwischen Um eine Durchbiegung des Rohres zu vermeiaen,

zwangläufig angetriebenen Ziehrollen 11 und 13, die wenn es von der Flamme aus dem Brenner 5» Deaurdie Zugkraft zur Bildung des Rohres ausüben, und 55 schlagt wird, sind mehrere Fuhrungen V» an aen dann in eine Verschließ- und Trennvorrichtung. Das Ketten 50 angebracht, die sich mit dem Rohr 61 una mcIi ununterbrochen weiterbewegende Rohr wird in den Brennern 58 bewegen. ,

örtlichen Zonen durch rasiermesserscharfe Flammen Brenngas wird den Brennern über eine ureriKupp-

von Brennern 16 erhitzt. Die Brenner sind an einer lung 64 zugeführt, die das Gas aus_ einem axialen endlosen Kette 18 angebracht, die über Rollen 20 60 Durchgang 66 in kreisförmig angeordnete Vennnaer und 22 läuft. Geeignete Verteilerverbindungen kön- 68 verteilt. Biegsame Leitungen 69 sind mit jeaem nen verwendet werden, um den Brennern 16 konti- Verbinder 68 verbunden und fuhren entlang aen nuierlich Brennstoff zuzuführen, während sie sich durch gestrichelte Linien 70 gezeigten Bahnen zu den kontinuierlich bewegen. Eine eingehendere Beschrei- Drehverbindern 72 der einzelnen Brenner. Die mey bung der Brenne, konstruktion ist in den F i g. 2 bis 5 65 samkeit und Länge der Leitungen 69 gestattet ihnen, gegeben Der sich abwärts bewegende Trum der sich an die Abstandsänderungen 7wsschen der Dren-Kettc 18 läuft parallel mit dem benachbarten Trum kupplung 64 und den einzelnen Brennern 5» anzu- und wird mit gleicher Geschwindigkeit wie das Rohr passen.

,·· f ootriphpn lels Schrauben 110 und 111 befestigt, die ein Lang-

Die Drehkupplung 64 ist ™«β^^^Π±£ loch in der Grundplatte 100 durchgreifen. Die Be- und mit der Geschwindigkeit der Kette η au aoge _{des L loches tattet die} horizontale stimmt, so daß die Kupplung 64 eine Umdrehung & _{des Schiebers 108}. während des Zeitinterval s macht d* cη JfJJJ» _{Die Be}*,_eg*_{ng des} Schiebers 108 wird punddtzfür einen vollständigen Umlauf^erKrtte 50 braucht ^ _{Nq Mr U2 einge}j_eitet) das in der DieseSynchronisierungwirddadurcherreich^daBeme Nockenablaufverlängerungen 114 der Sekundärkette oder em -riemen 74 vorgesehen wird angeordnet ist. Die Nocken sind so andie oder der über ein ^g^^jftdSSwK geordnet, daß sie den Schieber 108 schließen nachläuft. Das Kettenrad 76 d^ht sch m,_t gleicher W η g _das ^ ^^ ^ _{jn Fig 2 te} Führung

kelgeschwindigkeit wie das ^™.""™^ 62 in den Schlitz 106 geführt worden ist Diese

ein großes Kettenrad 78 an das drehte^t der _{jrku wird durch die} geneigte Flache 116

Drehkupplung «verbunden jst Die Durchmess« _dje ^ .^ _{d d} „

der Kettenräder 76 und 78 sind ^gewählt' daö sw Nockenabtastverlängerung 114 entlang der

das gewünschte Geschwindigkelteverhaltni; ergeber, g g _{ng des Nockens HtM def Scmcber}

Ein verstellbar angeordnetes »* ^fg^¹^^ wie in F i g. 4 gezeigt, geschlossen. Kettenrad 80 wird zum Spannender Jette 74 ver _Am ^ ^ _{Abwartsbewegung de}r Fuhrung

wendet. Um sicherzustellen, daß sich dai Rohr mn Nockenablaufverlängerung 114 an einer

gleicher Geschwindigkeit wie die Ketten 50 und de * ß während sie sich durch

laran angebrachter,Brenner.58 bewegen π de g neigte ^ _{m be} ^₁₂₀

Ziehrollen, die in Fig. 1 mit 11 und 13 ^nne _verschie£_{t den} Schieber 108 nach links, in den Fig.4 sind, über eine Kette durch ein Kettenrad (nicht dar _und „^ ^^ _{den SchUtz m Der}

gestellt) angetrieben sein, das koaxial zum Kettenrad und ^ ^ ^ ^ _{Magneten m der auf dw} 52 angeordnet und mit diesem betet gt ist. Grundplatte 100 mittels eines Konsols 126 befestigt

Da die Ketten 50 biegsam sind i*' « "^^nscg; _{a5 isU in} ^l _seiner offenen Stellung gehalten. Dieser Mairgendeine Form von ortsfester ^Fuhru"^™ ™J ⁵ _n'_{ct 124} zieht einen aufwärts gebogenen Flansch 128 dfe Brenner 58 vorzusehen, ^ « "*ΐϊ^ Im Schieber 108 an und hält dabei den Schieber 108 vertikalen Bahn parallel zum Rohr 61 bewege^ bne _öffneten stellung, bis die entsprechende

solche Führung ist in den F ι *2 bis5,beOU geze gu mg _w__eder ^ _der ^^ _{w des}

Die Einzelheiten eines ?™?™ⁿ*^Kn™Z ^S*J^ ₃₀ Nockens 112 zurückkehrt.

aus den Fig.3 undS «^*·^™*^^ ³ Die Wirkungsweise der in den Fig.2 bis5 gezeigtritt das Brenngemisch fur die Brennet^ durch α e _{Vorrichtunp geh}t aus der vorstehenden Beschreibiegsame Leitung 69 und^d,e D^upPlunj;68^ ^_ ^ _fort,_{aufende Rohrstrang 6}1 Brenner ein. Es strömt durch .«^M.^^™3 bewegt sich unter dem Einfluß der Ziehrollen 11 und 84 in ein Stück Rohr 86, das sich durch den Stutzteil ο g Führung 62. An dieser Stelle 88 erstreckt. Am Auswärtsende des Rohres 86 £ der 35 13 (Fj; g. I ^ _{Fühningen 98 d h di} Brennerkopf 90 angeordnet der A™*ΒΛ™™ ^yZ _{KeUc 50 in cine} stellung bewegt, in der das Rohr 61 aufweist, die dünne, flache Flammen senkrecht aut ^ _Führungsschlitz 106 liegt. Dann betätigen die das Rohr 61 richten. . . . Nocken 112 (I ie. 4) die Nockenablaufverlängerun-Das Brennerstützteil 88 we st zwei einwärts gebo- Nocken „» g g^ ^ ^ ^.^^ ^ _da gene Winkelabschnilte 96 auf, die geeignet ι«nd, an 40 g?»^ ₆₁ .„ _{dem durch den} Schlitz 106 und

len vertikalen Führungen "^^i b^wfrd den Schieber 108 gebildeten Durchgang zu halten,

her der Brenner durch die: Kettenι 50 1bewegt wird ^ ^ _{dnwlnen Fühmngen 98 Ar}.

greift der Brennerstützteil 88 an den ortsfesten Fuh _d „ _{an das Rohr 6}1 bewegen, trifft dies

rungen an, um die Stellung der Brenner zu stabihsie- beusste^ ^g ^^ ^ ^ ^ ^ _{Auslaßöffnung}

ren. . .. . _{t Λα}. _Rohr 92 eines jeden Brenners tritt eine dünne, flache

Wie zuvor erwähnt, ist es erwünscht, das Roh' ^ J _{das Rohr 61 tfiffL Eine} ^^.

während des Auftreffens der B™™?^^^ t^ng des Rohres wird durch die Halterung mittels

ten, um Durchbiegungen des ^Λο^« fu ver hind em. _er ^e _FÜ|_{ran 98} verhindert.

Diese Halterung erfolgt durch Fangen 98 von g_{fe κ}^ ^ ^ ^ _Roh ^

denen vier zwischen jeweils zwei f™^™ ™^rg^ Geschwindigkeit bewegen, bleibt jede Flamme auf

hen sein können. Diese_j Fuhrungen bewegen_ sich s _{des R(jhres gericht}^ ^ _nach

ebenfalls gemeinsam mit dem Rohr, Vorzüge _je ei _Rohr ^ _der „^.^^ ^^ _gelrennl

doch nicht unbedingt, infolge ihrer Anbringung an ™J^e _wrschlossen ^_Γ(1. _Die abgetrennten und ver-

den Ketten 50. . «.κ™,«« sind am 55 schlossenen Rohrabschnitte können dann m irgend-DieBnzelheiten der emzelnen Fuhrungen sind am 55 s^ ^_eigneten Mitteln aufgenommen und gebesten ans den F i g. 4 und5 «jjcMhch· ^e Fuh ^w _andhabt%_ef_den, beispielsweise mittels e,r,er Rutrung weist eine Grundplatte 100 auf *e» _{einer Aufnahme}, wie sie m Fig. 1 gezeigt Schrauben 102 mit Konsolen 104 an denι Ketten au ^

befestigt sind. Schlitze in den Konsolen 104jmd zur smd. ^ ^ _{ve]tikalen ßah d} ^₅

Aufnahme der ortsfesten Fuhrung 82 vorgesehen um _{def Rohraufnahmedarchg}ang m jeder Füh-

die FührunFsanordnungen wahrend ihrer Vertikalbe s. ^ _{geöf{net wenn der} lieber 108 durch die

weeunE zu stabilisieren. u„i,„„ N—kenfläche 120 bewegt wird, bis der Flansch

TL⁸RAr 61 ist !«tafT-P'iffSÄSÄ deT &£££ am Magneten 124 gehalt«, ist. Der

der aus einem kleinen Schi, te 106 m derGran dpi atte ^^ _{fa dcr geöffneten Std} b,_s d,e be-

Es soll noch bemerkt werden, daß verschiedene Teile dieser Erfindung auf anderen Gebieten und mit anderen thermoplastischen Materialien als Glasbzw. Glaskeramikverbindungen, wie zuvor beschrieben, Verwendung finden können. Zum Zwecke der Darstellung soll im folgenden ein geeignetes Anwendungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden.

Rohr aus glaskeramischem Material wurde aus einem geschmolzenen Vorrat mit 1190-1370 m/h gezogen, um ein Rohr mit einem Außendurchmesser von 0,51mm und einem Innendurchmesser von 0,46 mm zu erzeugen. Nachdem das gezogene Rohr maßlich stabil geworden war, jedoch auf einer erhöhten Temperatur gehalten wurde, durchlief es eine 1,2 m lange· Kammer, die mit ausgedehnten Dämpfen flüssigen Stickstoffs gefüllt war, wobei die Temperatur im Rohr reduziert und ein Teilvakuum erzeugt wurde, das zusätzliche Luft in das Rohr saugte. Das Rohr wurde kontinuierlich in die erfindungsgemäß angewendete Trenn- und Verschließvorrichtung

weitergeführt, wo es den Flammen der schlitzartigen Brennerspitzen für etwa 2 bis 3 Sekunden ausgesetzt wurde. Die Ketten waren an einem Kettenpaar befestigt. Die Längen der abgetrennten Rohrabschnitte betrugen 184 mm. Es wurden Versuche gemacht, um verschlossene Rohrabschnitte mit Längen von weniger als 152 mm abzutrennen, jedoch reichte das Gewicht der abgetrennten Abschnitte nicht aus, um eine saubere Trennung zu erzielen.

ίο Bei einem anderen Versuch hatte das Rohr einen Außendurchmesser von 0,81 mm und einen Innendurchmesser von 0,66 mm und wurde mit einer Geschwindigkeit von 367 m/h gezogen und den sich kontinuierlich bewegenden Brennern auf der endlosen Kette ausgesetzt. Die Brenner bewegten sich zusammen mit dem Rohr, um eine örtliche Zone desselben für 2 bis 3 Sekunden zu erhitzen, wobei die Anordnung so war, daß Rohrabschnitte von 184 mm Länge abgetrennt wurden. Die auf diese Weise abgetrennten Abschnitte hatten saubere Trennstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 64Λ/293

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von hohlen Glasrohrabschnitten, deren gegenüberliegende Enden verschlossen sind, mittels Heißformen einer fortlaufenden Länge eines hohlen Glasrohres durch Sehen des Glasrohres von einem geschmolzenen Glaskörper und kontinuierliches Bewegen des geformten Rohres in axialer Richtung entlang einer Bahn und Kühlen des sich bewegenden Rohres, gekennzeichnet dwr ch die Schritte:

Unterstützen der gekühlten Rohrlänge an einem Punkt in der Mitte ihrer Länge, wobei der äußerste Teil des Rohres zwischen der Unterstützung und dem freies führenden Ende frei vertikal hängt; und
Erhitzen einer örtlich begrenzten Zone, die auf dem frei vertikal hängenden Teil des Rohres angeordnet ist, durch einen darauf gerichteten Brenner, der sich mit dem Rohr bewegt, wobei sich die Zone in einer ausreichenden Entfernung von dem führenden Ende des sich bewegenden Rohres befindet, so daß die durch die Schwerkraft erzeugten Zugkräfte in dem frei hängenden Rohr das Abtrennen und Verschließen des Rohres an der Zone bewirken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dar hohle Innenraum des abgetrennten Rohrabschnittes mindestens auf Atmosphärendruck gehalten wird, indem das nachlaufende Ende des frisch geformten Rohres in Verbindung mit einer Gasquelle steht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasquelle die Atmosphäre ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas ein Dampf ist mit einer Kondensationstemperatur zwischen der Temperatur, bei der das Rohr heißgezogen wird, und der Temperatur, bei der die gekühlte Rohrlänge abgetrennt und verschlossen wird.