DE2407955B2 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung durchsichtiger roehren aus reinem quarz und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung durchsichtiger Röhren aus reinem Quarz, bei dem auf eine Tragröhre aus reinem Quarz Quarzpulver aufgebracht und das Quarzpulver am Aufbringungsort mit der Tragröhre verschmolzen wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren zur Herstellung von Quarzröhren ist im wesentlichen aus der US-PS 86 870 bekannt. Bei dem dort angegebenen Verfahren wird eine dünne Quarzröhre auf einen in Umlauf versetzbaren Dorn aufgesteckt und die vorgefertigte Quarzröhre unter Verwendung eines Quarzpulverstrahls mit Hilfe der Flamme eines Brenners beschichtet und mit der Röhre verschmolzen, so daß die Wandstärke der Quarzröhre zunehmend größer wird.

Zur Herstellung von langen dünnen Quarzröhren unter Verwendung des Verfahrens nach der US-PS 86 870 ist es erforderlich, den auf dem umlaufenden Dorn durch den Schmelzvorgang hergestellten Rohling abzunehmen und diesen einem Ziehvorgang zu unterwerfen, um den Hohlkörper auf die gewünschte Länge zu bringen, d. h., die Herstellung erfolgt in einem diskontinuierlichen Verfahren. Ein

ee Nachteil rf?« in der US PS 34 S-Ί S~0 tv» schriebenen Verfahrens besteht darin, daß zur Her stellung einer Glasrohre zwingend ein Dorn aus einem Material mit hohem Schmelzpunkt, wie z. B. Molybdän oder Wolfram erforderlich ist. Abgesehen davon, daß derartige Materialien nicht nur teuer sind, ist durch den Durchmesser des in <.^Jie vorgefertigte Quarzröhre eingesetzten Domes der Innendurchmesser der Quarzröhre bestimmt, so daß zur Herstellung von Quarzröhren mit unterschiedlichen Durchmessern ein Auswechseln des Domes erforderlich wäre, was einerseits einer kontinuierlichen Herstell .n° entgegensteht und andererseits den Arbeitstakt ^Ceiner derartigen Vorrichtung heruntersetzt und somit eine verringerte Wirtschaftlichkeit der Vorrich'.uns mit ;-sich bringt.

Auch wenn bei dem Verfahren nach der US-PS 34 86 870 sehr hochwertige und hochschmelzende Materialien für den Dorn verwendet werden, so besteht dort immer noch eine gewisse Gefahr, daß in- ϊο folge der Wärmeeinwirkung Verunreinigungen aus dem Dorn in den Quarzkörper eindringen. Vm diesem Effekt entgegenzuwirken, ist dort zwar eine den Dorn umgebende reduzierende Schutzatmosphäre vorgesehen, die einer Oxidierung des Domes bei der hohen Arbeitstemperatur entgegenwirken soll, jedoch ist eine Verunreinigung des Quarzkörpers durch den Dorn nicht auszuschließen, so daß das dort beschriebene Verfahren nicht besonders gut zur Herstellung von durchsichtigen Röhren aus reinem Quarz geeignet ist.

Durch derartige Fremdmaterialien tritt trotz aller Vorkehrungen bei den zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Temperaturen immer eine teilweise Reaktion zwischen den Fremdmaterialien, dem schmelzflüssigen Quarz und gegebenenfalls der Umgebungsluft auf. Derartige chemische Reaktionen bewirken Fehler an der Röhrenoberfläche und führen häufig dazu, daß die Röhren in Längsrichtung verlaufende Fadenschlieren von mehr oder weniger großer Tiefe aufweisen. Bei der Verwendung solcher Röhren für die Herstellung von Jodlampenkörpern verhalten sich die Schlieren wie Zylinderlinsen, so daß der Lichtstrom in einem Querschnitt senkrecht zur Lampenachse sehr heterogen ist. Ferner treten sehr starke Konzentrationen des Lichtstroms in engen Bereichen zum Nachteil des mittleren Stromes auf, dessen Intensität schwächer ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das eine kontinuierliche Herstellung durchsichtiger Röhren mit beliebigem Durchmesser aus einem Quarz ohne Unregelmäßigkeiten durch Verunreinigungen ermöglicht. Ferner soll eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben werden.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, ein Verfahren der im Oberbegriff bezeichneten Art so durchzuführen, daß sich an das Aufbringen des Quarzpulvers Arbeitsgänge des Blähens und des Ziehens der erhaltenen Röhren anschließen, und daß 6r> die drei Arbeitsgänge des Aufbringens, Blähens und Ziehens an einer Reihe von hintereinander angeordneten Arbeitsständen wiederholt werden und ein eine Fertigungsstraße abschließender Stand die Röhre nur zieht. P;

Weiterbildende vorteilhafte Merkmale dos erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen ? bis 16 aneeeeben.

Eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der dem Überdruck ausgesetzte Röhrenteil zwischen zwei mit Ventilen versehenen Stopfen angeordnet ist. In weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist jeder der mit einem Ventil versehenen Stopfen einen Stahlteil auf und ist von dem Magnetfeld einer mit der Röhre konzentrischen Spule gehalten, in der ein Gleichstrom fließt.

Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist ein abgedichtetes und resistentes Gehäuse auf, durch dessen Inneres die Röhre hindurchführbar ist und in welchem gegenüber dem Umgebungsdruck ein Unterdruck herrscht.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn am Röhreneingang und -ausgang am abgedichteten Unterdruckgehäuse Irisblenden vorgesehen sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in \orteilhafter Weise erreicht, daß sich besonders gleichmäßige Röhren aus reinem Quarz herstellen lassen, ohne daß sich als Zylinderlinsen wirkende Schlieren bilden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Röhren erheblich genauer und stabiler in ihren Abmessungen sind als es bei den mit dem Verfahren nach der US-PS 34 86 870 hergestellten Röhren möglich ist. Weiterhin sind bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Röhren aus reinem Quarz einerseits keinerlei Grenzen hinsichtlich der geometrischen Abmessungen gesetzt, andererseits ist es bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Röhren ohne weiteres möglich, den Innendurchmesser der Quarzröhren zu verändern, ohne daß dazu eine Diskontinuität bei der Herstellung in Kauf genommen werden müßte.

Das eirfindungsgemäße Verfahren arbeitet vorzugsweise in horizontaler Richtung. Dabei wird die in geeigneter Weise abgestützte Ausgangsröhre durch eine Reihe von später noch näher zu beschreibenden Vorrichtungen in Umlauf versetzt sowie längs ihrer Achse vorgeschoben. Im allgemeinen ist die Winkelgeschwindigkeit von einem Stand zum nächsten im Zuge der Fertigungsstraße dieselbe, während sich die Vorschubgeschwindigkeit parallel zur Röhrenachse in ihrer Größenordnung zwischen dem Eintrittsstand der Ausgangsröhre und dem Abirennstand der fertiggestellten Röhre sehr stark ändern kann.

Für die folgende Beschreibung wird davon ausgegangen, daß der Beobachter vor der Fertigungsstraße steht und den Vorschub der Röhre von links nach rechts beobachtet. Die Ausgangsröhre tritt in die Fertigungsstraße von links ein und tritt aus dieser nach Fertigstellung an der rechten Seite aus.

Die Zeichnungen zeigen in den einzelnen Figuren die Fertigungsstraße bzw. deren Einzelstände.

Im Betrieb arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung mit allen Ständen von links nach rechts gesehen wie folgt:

I.Stand (Fig. 1)

Eine Ausgangsröhre 1 wird an das linke Ende dei Röhre 2 bis 7ur Berührung mit dieser herangeführt '~>i??e Röhre 2 kanr eine vorher in demselben konti-Verfahren hergestellte Röhre sein, da dr<

Bedarf an Ausgangsröhrenmaterial nur einen gerin- Der Quarzstrahl kann vorteilhaft durch einen

gen Prozentsatz der auf der Fertigungsstraße herge- Inertgasstrom ins Innere einer Röhre geleitet werden,

stellten Röhre darstellt. die unmittelbar vor dem Eintritt in eine Brenner-

Die Ausgangsröhre wird mit der gleichen Ge- flamme anhält. Ohne diese Vorsichtsmaßnahme schwindigkeit in Umlauf versetzt wie die bereits auf 5 könnte es zu einem Schmelzen der Quarzpulverzuder Fertigungsstraße befindliche und sich über diese führungsdüse kommen oder, wenn es sich um sehr erstreckende Röhre und beginnt mit einer Geschwin- hochschmelzendes Material handelt, zu einem digkeit V₁ vorzurücken. Ein an sich bekanntes Glas- Schmelzen und Anbacken von Quarzpulverkörnern bläsergebläse 3, welchem von außen über die beiden an ihrem Ende. Anbackende Körner würden den vorLeitungen a, ti Sauerstoff bzw. Propangas zugeführt io handenen Durchlaßraum verringern und könnten wird, folgt synchron der Bewegung der Ausgangs- darüber hinaus den Pulverstrahl in nicht voraussehröhre. Eine Vorrichtung 4 zündet das Gebläse, um barer Weise ablenken. Es muß also vermieden werdie Berührungsstelle zwischen dem rechten Ende der den, daß das Ende der die Körner heranführenden Ausgangsröhre und dem Ende der bereits in der Ma- Röhre so warm wird, daß die Körner anbacken bzw. schine befindlichen Röhre zu erhitzen. Durch die Er- 15 aneinanderkleben können.

wärmung sollen die beiden Röhrenenden so sauber Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die geo-

miteinander verschmelzen, daß die Ausgangsröhre metrische Umformung, der die Röhre an demselben

mit der auf der Fertigungsstraße befindlichen Röhre Arbeitsstand unterworfen wird; die Brenner er-

ein Stück bildet. weichen die Röhre und der Quarzpulverstrahl, der

Nach erfolgter Verschmelzung schaltet sich der 20 mindestens eine Brennerflamme durchquert, verwan-Brenner ab und wird von seiner Vorschubvorrichtung delt sich in einen Strahl von schmelzflüssigen Trop, wieder in die Ausgangsstellung zurückgefahren. Die fen, die um so besser an der Röhre haften bleiben, je Vor- und Rückschubbewegung des Brenners erfolgt heißer diese ist. Die erste Aufgabe des Arbeitsmittels einer Schraubenspindel 5, die parallel zur stands II besteht also darin, die Dicke der aus dem Rohrachse verläuft und jeweils in der einen oder 25 Stand I kommenden Röhre zu verstärken,
anderen Richtung durch einen Wendemotor 6 ange- Durch das Zusammenspiel der Antriebsvorrichtung trieben wird. Der Brenner 3/4 ist an einem Schlitten 7 für den Vorschub und die Drehung der Röhre, auf befestigt, der in Führungen 8 parallel zur Achse der die in der Folge noch näher eingegangen wird, kann Anordnung gleitet. An dem Schlitten befindet sich man die Röhre aus dem Stand II mit einer Geschwineine Mutter 9, die mit der umlaufenden Spindel im 30 digkeit austreten lassen, die größer ist als diejenige, Eingriff steht, sich aber selbst nicht drehen kann, wo- mit der sie eingetreten ist. Dadurch erfolgt eine Ziedurch sich die Mutter und damit der Schlitten mit hung des Materials in der von den Brennern erwärmdem Brenner in Längsrichtung der Anordnung ver- ten Zone V₂ > V₁ nach F i g. 2.
schieben kann. Auf die Beschichtung mit dem Pulver und die an-

Auf den Führungen einstellbare Anschläge 10 be- 35 schließende Ziehung erfolgt erfindungsgemäß ein

tätigen den Umkehrschalter 11 in dem elektrischen Blähen der Röhre. Dieses Blähen vergrößert den

Stromkreis für den Motorantrieb. Die Schweißzeit Durchmesser und verringert die Wandstärke; die

hängt von den Abmessungen der zu verschmelzenden Ziehung verringert den Durchmesser und vergrößert

Röhre (Durchmesser und Dicke) ab. Der Fachmann die Länge. Eine Kombination aus Blähen und Ziehen

kann ohne weiteres die für die Verschweißung er- 40 ermöglicht somit eine Festlegung des Durchmessers

forderliche Zeit bestimmen und von dieser bei Kennt- und der Wandstärke am Ausgang des Standes. Der

nis der Vorschubgeschwindigkeit den Abstand zwi- Blähvorgang kann nach Wahl mit einer der im fol-

schen den Umkehranschlägen herleiten. Dieselben genden beschriebenen zwei Vorrichtungen durchge-

Anschläge bzw. gegebenenfalls auch andere steuern führt werden,

das öffnen und Schließen von Elektroventilen 12, die 45
das Gebläse mit Sauerstoff bzw. Propangas speisen,

wobei die Dauerflamme 4 das Zünden sicherstellt. a) örtliche Erhöhung des Drucks

2. Stand (Fig. 2) ^im ^⁶™ ^{der RÖhre (Fi§}- ³⁾

Erfindungsgemäß wird ein dünner Strahl 15 aus 50 Im Inneren der Röhre werden Stopfen 20, 20 a mit Quarzpulver, dessen Korngröße unter 250 Mikron einem Durchmesser vorgesehen, der etwas kleiner liegt, auf die von dem Stand I herangeführte Quarz- ist als der Innendurchmesser der Röhre. Die Stopfen röhre gerichtet Gleichzeitig erhitzen ein oder mehrere werden jeweils durch die mit der Röhre konzen-Brenner 16 die Quarzröhre auf die Erweächungstem- trischen Magnetfelder von Spulen 21, 21a gehalten, peratur. Nach einem Teilmerkmal der Erfindung 55 die eine Vielzahl von gleichstromdurchflossenen Kapschneidet der Quarzpulverstrahl mindestens eine der ferwicklungen aufweisen. Das entstehende Magnetfeld Brennerflammen. ^ ^ wirkt dabei auf einen aus Meteil, beispielsweise Stahl,

Unter Brenner wird sowohl ein mit gasförmigem bestehenden Teil des Stopfens ein. Jeder Stopfen Brennstoff und Sauerstoff arbeitender Brenner, bei- weist Klappen 22, 22e auf, durch die ein Gas, insbe-

spielsweise ein Wasserstoff-Sauerstoff- oder Propan- 60 sondere Luft, nur in einer Richtung strömen kann.

Sauerstoff-Brenner oder aber em Plasmabrenner Nunmehr kann an dem einen Bade der Röhre em

(Lichtbogenplasma oder Induktionsplasma) verstan- unter Druck stehendes Gas, beispielsweise Druckluft,

dea. _ unter einem Druck von 100 bis 1000 Pascal emge-

Eme vorteilhafte Abänderung der Erfindung be- blasen werde». Dieser Druck hangt von der gesteht darm, die Röhre In einen Ofen mit einer feuer- 65 wünschten Blähung, d. h. voa der —

5 en Blähung, d. h. voa der angesträrtea

festen Auskleidung und einer ausreichenden Menge Durchmesservergrößerung, ab. & hingt ferner von kiemer ÖSnaagen zu geben, durch die die Brenner- der Temperatur der Röhre an der Stelle ab, an der flamme in des Ofea eintritt und die Röhre erwärmt die Blähung erfolgt Diese beiden Bedingungen er-

3 684]

£< T V/ I w ν ν

lauben keine Angabe eines genauen Wertes für den Druck, jedoch kann der Fachmann durch einfache Versuche den in jedem Fall geeigneten Wert ermitteln.

b) Örtliche Verringerung des Drucks außerhalb

der Röhre unmittelbar nach dem Austritt

aus dem Brenner (F i g. 4)

Gemäß der einmal festgelegten Vorschubrichtung tritt die Röhre unmittelbar rechts von dem letzten Stand in ein abgedichtetes Gehäuse 25 ein. Die Form des Gehäuses kann beliebig gewählt sein, jedoch wird zum leichteren Verständnis eine kubische Form zugrunde gelegt.

An zwei einander gegenüberliegenden Seiten 26 weist das Gehäuse zwei kreisförmige, durch Irisblenden 27 verschlossene öffnungen auf. Über eine an einem beliebigen Punkt des Gehäuses angeschweißte Leitung wird durch eine Pumpe 20 od. dgl. ein Gehäuseinnendruck erzeugt, der etwa 100 bis 1000 Pascal unter dem Atmosphärendruck liegt. Die Wirkung dieses Unterdrucks ist erkennbar genau dieselbe wie die der Erhöhung des vorher beschriebenen Innendrucks.

Das Gehäuse muß deshalb mit Irisblenden versehen werden, damit sich der Röhrendurchmesser ändern kann. Die Röhre, die sehr heiß ist, soll dabei mit der Blende nicht in Berührung kommen, vielmehr wird ein kleines Spiel von beispielsweise 1 mm auf den Radius belassen. Es kommt dadurch zu einem 3c leichten Lecken, was bei der Auslegung der Saugpumpe berücksichtigt werden muß.

Empfehlenswert ist auch die Anordnung eines Ventils oder einer Ausgleichsklappe 30 zur Aufrechterhaltung des gewünschten Unterdruckwertes. Es spielt keine Rolle, aus welchem Material das Dichtungsgehäuse besteht; trotzdem sollte das Gehäuse so fest gebaut sein, daß es einer Verformung durch den verstärkten Außen- und Innendruck standhält.

Vorteilhafterweise kann auch eine Kühlvorrichtung 41 an den Gehäusewänden vorgesehen werden, um eine unerwünschte Erwärmung zu vermeiden, die die mechanische Festigkeit beeinträchtigen würde. Aufgrund guter Erfahrungen empfiehlt es sich, ein Gehäuse aus Messing mit einer Wandstärke von 1 mm zu verwenden, welches durch äußere Winkelprofile aus demselben Metall verstärkt und an den wesentlichen Außenflächen mit einem kühlenden Wasserkreislauf versehen ist. Dieser Kreislauf besteht aus einer Kupferleitung von 10 mm Durchmesser, so welche mit Zinn auf die Flächen aufgelötet ist.

Die Erfindung ermöglicht somit, zunächst die Wandstärke der in den Arbeitsstand eingetretenen Ausgangsröhre durch Beschichten mit dem in der Flamme mindestens eines Brenners geschmolzenen Quarzpulver, dann den Rohrdurchmesser durch Blähen der Röhre und schließlich die Länge durch Ziehen bei gleichzeitiger Waadstärkenverringenmg zu vergrößern.

Werfen die verschiedenen Parameter richtig gewählt, insbesondere das Verhältnis zwischen der Eintrittsgeschwindigkeit in den Arbeitsstand I and der Aastrittsgeschwindigkeit aas dem Stand III, so läßt sich eine mit der Atisgangsröhre geometrisch vollkommen identische Röhre herstellen. Se&stverständ- lieh ist die ans dem Stand Π aastretende Röhre der in des Stand I angefahrten Ausgangsröhre qualitätsmäßig weit überlegen.

Die Ausgangsröhre kann beispielsweise aus durchsichtigem Quarz mit einem Innendurchmesser von 40 mm und einer Wandstärke von 2 mm bestehen und etwa 0,58 kg/m wiegen. Die Röhre wird mit einer Geschwindigkeit von 24 cm/Std. vorgeschoben. Der Durchsatz des Quarzpulverstrahls beträgt 1 kg/Std. und die Geschwindigkeits- und Niederdruckparameter sind so gewählt, daß aus dem Stand II eine Röhre austritt, deren Abmessungen denjenigen der Ausgangsröhre entsprechen. Hieraus läßt sich ableiten, daß die Röhre aus dem Stand II mit einer Geschwindigkeit von 200 cm/Std., d. h. also mit der achtfachen Geschwindigkeit gegenüber der Eintrittsgeschwindigkeit, austritt. Die aus dem Stand II austretende Röhre besteht zu 12 ⁰Zo aus dem Material der Ausgangsröhre und zu 88°/o aus der Quarzpulverschmelze.

3. Stand

Dieser Stand ähnelt im wesentlichen dem Stand II und weist daher einen oder mehrere Brenner auf, wie sie beispielsweise im Zusammenhang mit dem Stand II beschrieben worden sind, ohne daß dies jenoch unbedingt erforderlich ist. Ein Quarzpulverstrahl mit der erforderlichen Korngröße unter 250 Mikron zirkuliert, gegebenenfalls von einem Gasstrom getragen, in einer Röhre und durchquert die Flamme mindestens eines Brenners. Die Einstellung der Röhre, in der das Quarzpulver zirkuliert, muß genau dieselbe sein wie in dem Stand II. Auch der Stand III ist eine Blähvorrichtung nachgeschaltet, wie sie für den Stand Il beschrieben worden ist.

Zwischen den beiden Ständen kann ein Unterschied bestehen: Die Austrittsgeschwindigkeit aus dem Stand III kann gegenüber der Eintrittsgeschwindigkeit nach Belieben größer oder kleiner gewählt werden. Es läßt sich somit allein durch Einstellen der Vorschubgeschwindigkeiten mit sehr hoher Genauigkeit eine Röhre herstellen, die beim Austritt aus dem Stand III das gewünschte Gewicht pro Meter Länge aufweist.

Verwendung einer Vorrichtung zum Einstellen der Geometrie

Wie vorstehend aufgezeigt, läßt sich das Gewicht pro Meter mit sehr hoher Genauigkeit einstellen und erhalten. Wird der Außendurchmesser der Röhre eingestellt, so folgt die Einstellung der geometrischen Parameter durch die Festlegung der Röhre daher mit derselben Genauigkeit.

Die Formabtastung für den Außendurchmessei wird in diesem Zusammenhang nicht weiter beschrieben, da zahlreiche Modelle dieser Art im Handel erhältlich sind und eine solche Vorrichtung nicht Teil der Erfindung als solche bildet, sondern nur ein Mitte' zur Erfüllung des Zwecks der Erfindung darstellt

Die Anzeige der Abtastvorrichtung ermöglicht ein« Beeinflussung des Unterschieds zwischen Ionen- unc Außendruck: Ist der Durchmesser zu groß, so wire der Druckunterschied verringert, and umgekehrt wenn sich der Durchmesser ah zu klein ergibt We sentlich ist daß die Steuerung genügend empfindlicl ist und schnell erfolgt, damit der Durchmesser de auf diese Weise geblähten Röhre zwischen zwei seh nahe beieinander liegenden Werten liegt Zorn Bei spiel ließe sich der Außendurchmesser auf einen Wei zwischen 44,4 und 45,6 einstellen, was einer TbIe ranz von ±0,6 mm, das heißt i,3*A> entsprich!

609 534/24

Dieser Wert ist nur ein Beispiel und bedeutet keino Einschränkung des Verfahrens in bezug auf den Durchmesser und die Genauigkeit.

Möglichkeit einer großen Anzahl aufeinanderfolgender Arbeitsstände

Selbstverständlich kann eine Vielzahl von Beschickungs-, Bläh- und Ziehständen hintereinander angeordnet werden. Der Gesamtdurchsatz der auf der Fertigungsstraße erzeugten Röhren entspricht der Summe der jeweiligen Durchsätze der einzelnen Beschichtungsstände.

Möglicher Abschluß der Fertigungsstraße durch einen nicht beschichteten Stand

io

Soll im besonderen Fall als Endprodukt der Fertigungsstraße eine Röhre mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser, beispielsweise unter 20 mm, hergestellt werden, so empfiehlt es sich, mit einer sich von anderen Ständen in dem Sinne unterscheidenden Stand abzuschließen, als dieser eine mit der zu erzeugenden Röhre homothetische Röhre zugeführt wird; beispielsweise wurde auf einer solchen kontinuierlieh arbeitenden Vorrichtung eine Röhre mit einem Endaußendurchmesser von 10 mm und einem Endinnendurchmesser von 8 mm hergestellt. Der vorletzte Stand lieferte eine Röhre mit einem Außendurchmesser von 40 mm und einen Innendurchmesser von 32 mm. Diese Rohre wog 1 kg/m und wurde mit einer Geschwindigkeit von 5 m/Std. bei ihrem Eintritt in den letzten Stand vorgeschoben. Ein ringförmiger, mit einem SauerstofF-WasserstoiT-Gemisch gespeisten Brenner erwärmte die Röhre bis zum Erweichen. Nach starkem Ziehen verläßt die Röhre schließlich den Stand mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einem Innendurchmesser von 8 mm sowie mit einer Geschwindigkeit von 80 m/Std.

angenommen — was aber nicht obligatorisch ist —, daß sich der Berührungspunkt der Rolle mit der Rohre auf der oberen horizontal verlaufenden Mantellinie der Röhre befindet.

Die Rollenachse liegt in einer horizontalen Ebene in senkrechtem Abstand von der Röhrenachse, der gleich der Summe des Rollenradius und des Außenradius der Röhre ist.

Ist λ der Winkel, den die Rollenachse mit der Röh-

<· renachse einschließt (Fig. 5a), und nimmt die Rolle die Rohre ohne Gleitbewegung mit, dann hängt das Verhältnis der Drehzahl und des Längsvorschubs der Rohre bei einer Röhre mit einem gegebenen Außendurchmesser D nur von dem Winkel λ ab. Wird mit ρ

der Längsvorschub der Röhre für eine Umdrehung bezeichnet, so läßt sich ohne weiteres zeigen, daß p = TDtg

Vorrichtung zum Vorschieben der Röhre ^4t

Mittels dreier einfacher Versuche ist es möglich die Vorschubbewegung mit der Drehbewegung der Rohre über die gesamte Fertigungsstraße zu koordi-^ηΐ"ί?^Π· ™?^{Γ die} Windgeschwindigkeit kann der ge- 4, wählte Wert beibehalten oder aber auch verändert werden. In diesem Falle erfolgt hauptsächlich an den heißesten Stellen eine Torsion der Röhre Diese Tor sion kann ein Verrühren bewirken, durch welches das Material homogenisiert wird. Beispielsweise kann die <„ Rohre in den Stand III mit einer UmlaufgescSd^- keit von 320 Umdrehungen/Minute eingeführt we?- den und mit 322 Umdrehungen/Minute aus dieser austreten. Die Vorschubgeschwindigkeiten auf der Fertigungsstraße müssen in Abhängigkeit vom Durch- «, messer der m emen Stand eintretenden Röhre und dem Quarzpulverdurchsatz in diesem Stand berech net werden um am Ausgang des Standes den gewählten Rohrendurchmesser zu erhalten.

Nachfolgend werden drei Verfahren für den Röhrenvorsenub beschrieben.

a) Vorschub durch geneigte RoBen

(Fig. 5 and Fig. 5a)

Wenigstens eine durch emen Motor in Umlauf 6* petzte RoDe 35 berührt die Röhre tang^T™ * mßen, wobei ihre Achse 36 nicht parallel zur Röh wachse 37 verläuft Zum besseren \Sdms wird Daraus folgt, daß, wenn die beiden Parameter der Umlaufgeschwindigkeit und des Neigungswinkels der KoIIe gegeben sind, der Längsvorschub und die Umlaufgeschwindigkeit der Röhre innerhalb eines vernunftigen Wertbereichs jeden gewünschten Wert annehmen können. Insbesondere kann mit dieser Vorrichtung die Röhre auch ohne Vorschub in Umlauf versetzt werden (λ = 0°; das heißt die Rollenachse verlauft parallel zur Röhrenachse), oder aber die - -ολο ^{nn ohne Umlauf} vorgeschoben werden U - yo ; das heißt die Rollenachse steht senkrecht zur Rohrenachse).

Vorzugsweise werden die Rollen in Einheiten von jeweils drei und um beispielsweise 120° versetzt um denselben Röhrenabschnitt angeordnet, um eine vollkommene Führung der Röhre zu gewährleisten.

b) Vorschub durch geneigte Raupen (Fig. 6) Solche Vorrichtungen sind dem Fachmann be-Kannt Sie entsprechen genau den unter dem theoretiscnen Winkel geneigten Rollen. In der Praxis ist aieseVorrichtung gegebenenfalls vorzuziehen, da die Berührung der Röhre mit der Raupenbahn besser ist als mit einer Rolle.

c) Vorschub durch bewegliche Reitstöcke (Fig. 7) Auf einem Glasdrehmaschinenbett lassen sich meh- Zw o^ewf^ghche Reitstöcke mit sich automatisch scüiieBenden und öffnenden Spannbacken anabhängig voneinander verschieben.

Bei zwei Reitstöcken 45 und 46 sind zu Beginn des Arbeitszyklus die Stellungen wie folgt: »η,Γΐ, ^Zel!P^unkt 0 befindet sich der Reitstock 45 am linken Ende des Maschinenbettes. Seine Backen um die Röhre gespannt. Der Reitstock 45 läuft tür die gesamte Fertigungsstraße gewählten tPihsr u^m" ^{Der Reits}*ock 46 befindet sich unmfcarl11\ ,,^VO,^{n der} Maschinenbettmitte, d. h. sein von η \!ⁿ ''?* ^befindiicher Tefl befindet sich 1 cm Sd ^de'^Masctonenbettmitte entfernt Seine Backes sind Pe^fW _{der Rehstock 46 lä ft M d} -.

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spiels am linde der Straße 1 1 cm von der Maschinenbettmitte entfernt, so wird ein Relais betätigt, das die Backen des Rcitstockes 46 um die Röhre schließt den Reitstock genau mit der gleichen Geschwindigkeit wie den Reitstock 45 verschiebt und dann, mit einer Verzögerung von etwa ' Ί» see, die Backen des Reitstockes 45 öffnet, die Verschiebung des Reitstockes 45 nach rechts anhält und dieses mit größerer Geschwindigkeit wieder nach links bis zum linken Ende des Maschinenbetts laufen läßt.

Es erübrigt sich, den Arbeitszyklus weiter zu beschreiben, da dieser sich leicht vervollständigen läßt: Auf der gesamten Maschinenbettlänge ist immer mindestens ein Reitstock vorhanden, das die Röhre verschiebt und in Umlauf versetzt.

Eine Fertigungsstraße setzt sich somit wie folg zusammen (Fig. 8):

ein Stand I zum Schweißen der Ausgangs größe 50,

ein Drehmaschinenbett mit zwei bewegliche) Spannfuttern 51,

ein Stand II zum Beschichten, Blähen um Ziehen 52,

Drehmaschinenbett 53,

ein Stand II, 54,

ein Endstand 55 zum einfachen Ziehen eine kleinen Röhre oder ein normaler Stand für eini größere Röhre.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

■Λ .,

Claims (20)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung durchsichtiger Röhren aus reinem Quarz, bei dem auf eine Tragröhre aus reinem Quarz Quarzpulver aufgebracht und das Quarzpulver am Aiifbnngungsort mit der Tragröhre verschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich an das Aufbringen des Quarzpulvers Arbeitsgänge ic des Blähens und des Ziehens der erhaltenen Röhren anschließen und daß die drei Arbeitsgänge des Aufbringens, Blähens und Ziehens an einer Reihe von hintereinander angeordneten Arbeitsständen wiederholt werden und ein eine Ferti- gungsstraße abschließender Stand die Röhre nur zieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtungniaterial Quarzköraer oder Pulver mit einer Korngröße ao unter 250 Mikron verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Quarzpulver durch eine aus hochschmelzendem Material bestehende Röhre von einem reaktionsträgen Gasstrom mitgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Quarzpulver führende Röhre unmittelbar vor der der Erwärmung der Quarzröhre dienenden Flamme angehalten wird, so daß die Körner die Flamme durchqueren, ohne daß dabei das Ende der sie führenden Röhre erwärmt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Erwärmungszustand mit einem oder mehreren Sauerstoff-Gas-Brennern betrieben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Brenngas Wasserstoff oder Propangas verwendet wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Erwärmungsstand als Heizmittel ein Plasmabrenner verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Brenner ein Lichtbogenplasmabrenner verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Induktions-Plasmabrenner verwendet wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an allen Arbeitsständen unterschiedliche Heizvorrichtungen verwendet werden, insbesondere jeweils zwei aufeinanderfolgende Stände im Wechsel mit einem Gasbrenner und mit einem Plasmabrenner betrieben werden.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der letzte Stand der Fertigungsstraße mit einem ringförmigen Sauerstoff-Gas-Brenner betrieben wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Brenngas Wasserstoff oder Propangas verwendet wird.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Blähen der Röhre durch Erzeugen eines Überdrucks im Röhreninneren erfolgt.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Blähen der Röhre durch eine Senkung des Außendruckes erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Überdruck im Röhreninneren zwischen 100 bis 1000 Pascal gearbeitet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Unterdruck zwischen 10 und 1000 Pascal gearbeitet wird.

17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Überdruck ausgesetzte Röhrenteil zwischen zwei mit Ventilen (22, 22 a) versehenen Stopfen (20, 20 a) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der mit einem Ventil (22, 22 a) versehenen Stopfen (20, 20 a) einen Stahlteil aufweist und von dem Magnetfeld einer mit der Röhre konzentrischen Spule (21, 21a) gehalten ist, in der ein Gleichstrom fließt.

19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ein abgedichtetes und resistentes Gehäuse (25), durch dessen Inneres die Röhre hindurchführbar ist und in welchem gegenüber dem Umgebungsdruck ein Unterdruck herrscht.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß am Röhreneingang und -ausgang (26) an dem abgedichteten Unterdruckgehäuse (25) Irisblenden (27) vorgesehen sind.