DE2448363B1 - Verfahren zum Verbundstrangpressen und Vorrichtung zu seiner Durchfuehrung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung.

Unter Verbundstrangpressen ist ein abgewandeltes Strangpreßverfahren zu verstehen, bei dem die Preßmasse nicht einheitlich ist, sondern aus mehreren Einzelmassen unterschiedlicher Eigenschaften in bestimmter geometrischer Anordnung zusammengesetzt ist.

Aus der GB-PS 11 94 386 ist ein Verfahren zum Verbundstrangpressen zweier unterschiedlicher Gläser bekannt, bei dem Glasstäbe hergestellt werden, die aus einem Kern der einen Glassorte, umhüllt mit einem Mantel einer zweiten Glassorte, bestehen. Dabei wird derart verfahren, daß in einen Rezipienten ein Mantelglasblock eingelegt wird. Das Kernglas wird anschließend in den Rezipienten in Form einer kleinen Kugel oder Scheibe an der der Matrize abgekehrten Seite des Mantelglasblocks eingebracht. Mantel- und Kernglas werden gemeinsam erhitzt und zu einem Strang verpreßt, der durch die Matrizenöffnung austritt. Der erforderliche Preßdruck wird auf den Mantelglasblock mit der Kernglaskugel oder -scheibe durch einen Graphitstempel übertragen, der die durch Erwärmung plastifizierten beiden Gläser gleichzeitig in Richtung auf die Matrize mit deren Austrittsöffnung preßt. Die Kernglaskugel oder -scheibe ist dabei so angeordnet, daß sich in der Mitte des austretenden Glasstranges ein Kernglasstrang bildet, der umgeben ist von Mantelglas. Dieses Verfahren hat z. B. Bedeutung für die Herstellung von Halbzeugen (Verbundkörper), die anschließend zu Kern/Mantel-Fasern für die optische Nachrichtenübertragung ausgezogen werden können.

Diesem Verwendungszweck entsprechend müssen an die Qualität der aus Kern und Mantel bestehenden Glasstäbe, aus denen in mehreren anschließenden Ziehoder Preßprozessen schließlich Fasern sehr geringen Durchmessers (μΐτι-Bereich) hergestellt werden, hohe Anforderungen gestellt werden. Einmal muß gewährleistet sein, daß sich die geometrische Anordnung von Kern- und Mantelglas über die Länge der schließlich herzustellenden Fasern nicht verändert, daß aber auch die gewünschten Größenverhältnisse, also z. B. das Verhältnis von Kern- zu Manteldurchmesser, über die Länge der Fasern konstant bleiben, daß zwischen Kern- und Mantelglas an allen Stellen der Faser absoluter Kontakt besteht (es dürfen z. B. keine Gaseinschlüsse zwischen Kern- und Mantelglas vorhanden sein, um die optischen Eigenschaften der späteren Lichtleitfasern nicht nachteilig zu beeinflussen).

Diese Eigenschaften werden durch die Art des Strangpreßprozesses, mit dem das Halbzeug für z. B.

Lichtleitfasern hergestellt wird, nämlich Glasstäbe aus Kern- und Mantelglas, entscheidend beeinflußt.

Von Bedeutung sind darüber hinaus selbstverständlieh auch die physikalischen Eigenschaften der zu verpressenden Gläser, wie z. B. ihr Wärmedehnverhalten oder auch ihre Kristallisationsneigung; hier ist dem Fachmann in der Auswahl der entsprechenden Gläser ein gewisser Spielraum gelassen.

Bei dem Verfahren nach der GB-PS hat sich als nachteilig erwiesen, daß das Verhältnis von Kerndurchmesser zu Manteldurchmesser wie auch die absolut zentrische Anordnung des Kerns im Mantel immer nur für jeweils sehr kurze Abschnitte der durch den Strangpreßprozeß hergestellten Glasstäbe konstant blieb. Mit anderen Worten: Es ist mit dem Verfahren nach der GB-PS schwierig, längere Glasstäbe der erforderlichen Qualität zu erhalten. Mit »länger« sind Glasstäbe bis zu etwa 1 m Länge gemeint.

Ein Grund für die Nachteile des genannten Verfahrens mag in der geometrischen Form des in den Rezipienten eingebrachten Kernglases (Kugel oder Scheibe) zu sehen sein. Die ursprüngliche Kugelform wird nur allmählich in die gewünschte Endform eines Stranges, der ja im Mantelglas einen gleichbleibenden Durchmesser haben soll, überführt. Durchmesserabweichungen des Kerns über die gesamte Länge des ausgepreßten Glasstranges sind mit diesem Verfahren

nicht zu vermeiden.

In Erkenntnis dieses Sachverhaltes liegt dem beanspruchten Verfahren die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile beim Verbundstrangpressen von zwei Materialien, an deren geometrische Anordnung zueinander hohe Anforderungen in bezug auf die Genauigkeit der Abmessungen zu stellen sind, zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebene Maßnahme.

Vorteilhafte weitere Ausbildungen der Erfindung, insbesondere eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit dem erfindungsgemäßen Verbundstrangpreßverfahren Verbundkörper hergestellt werden können, die auch über größere Stranglängen (« Im) eine gute Konstanz ihrer Größen und Anordnungsverhältnisse aufweisen. Speziell für die Herstellung von Glasfasern für die optische Nachrichtenübertragung weist das Verfahren gemäß der Erfindung Vorteile auf, da durch die gute Qualität des Halbzeugs wenig Ausschuß entsteht und der größte Teil der kostspieligen Gläser auch wirklich für die spätere Faserherstellung zur Verwendung kommt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

In einem Rezipienten 1 ist in einem Blockaufnehmer 2 ein zylindrischer Block aus Mantelglas 3 angeordnet, in den ein zylindrischer Stab aus Kernglas 4 konzentrisch eingesetzt ist. Das Durchmesserverhältnis beider Glaskörper, deren Oberflächen rein und poliert sein sollen, bestimmt den Typ der später auszuziehenden Glasfaser. Nach dem Einbringen dieser Kombination der beiden Gläser in den Blockaufnehmer 2 wird dieser unter gleichzeitigem Aufheizen evakuiert, um Gaseinschlüsse an der Kern/Mantel-Grenzfläche zu vermeiden, die später Anlaß zu Streuungen des Lichtes in der Faser geben könnten. Anschließend werden beide Gläser auf die Weise zu einem Strang verpreßt, daß ein hohler Preßstempel 5, der im Fall der in der Figur dargestellten Vorrichtung auch gleichzeitig Matrize 55 ist, derart in den Blockaufnehmer 2 eingedrückt wird, daß der durch Erwärmung plastifizierte Glasblock aus Mantel- und Kernglas 3 und 4 entgegen der Austrittsrichtung des Preßproduktes 6 in Form eines Glasstranges mit Druck beaufschlagt wird. Die Aufheizung des Blockaufnehmers erfolgt zweckmäßigerweise mit einer Hochfrequenzinduktionsspule 7.

Dadurch, daß das Kernglas 4 konzentrisch in Form eines zylindrischen Stabes in den zylindrischen Glasblock aus Mantelglas 3 eingesetzt wird, also schon eine grundsätzlich ähnliche geometrische Anordnung aufweist, wie sie beim späteren Preßprodukt 6, dem Glasstrang, vorliegen soll, ergeben sich für die Konstanz des Durchmesserverhältnisses von Kernglas zu Mantelglas beim ausgepreßten Glasstrang Werte innerhalb enger Toleranzgrenzen (Abweichungen < 1%). Mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wurde ein Glasstrang von etwa 90 cm Länge und einem Durchmesser von etwa 6,35 mm stranggepreßt, der über eine Länge von etwa 60 cm einen innerhalb +1 °/o gleichbleibenden Kerndurchmesser aufwies.

Für dieses Ausführungsbeispiel wurde die Herstellung von Verbundglassträngen beschrieben, es ist selbstverständlich ebenso möglich, andere Werkstoffe zur Herstellung von Verbundpreßkörpern in gleicher Weise zu verwenden, wie Kombinationen gleicher Werkstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften, z. B. Metall/Metall oder Kunststoff/Kunststoff oder auch Kombinationen dieser Werkstoffe untereinander, wie z. B. Metall/Glas, Metall/Kunststoff oder Metall/Keramik.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbundstrangpressen von anorganischen Gläsern oder vergleichbarer Materialien, bei dem ein Rohling, bestehend aus mindestens zwei unterschiedlichen Materialien, durch eine Matrize gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohling verwendet wird, dessen räumliche Zuordnung der Materialien der des Preßproduktes ähnlich ist und der Preßdruck durch Verschieben der Matrize in Richtung auf den Rohling erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohling verwendet wird, der während des Preßvorganges durch Erwärmung erweicht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein plastischer Rohling verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohling aus mindestens zwei unterschiedlichen Metallen verpreßt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohling aus mindestens zwei unterschiedlichen Kunststoffen verpreßt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Rezipienten (1) und einen Blockaufnehmer (2) für den Rohling aus dem zu verpressenden Material (3, 4), in welchen ein hohler Preßstempel (5) eindrückbar ist, durch den das zu verpressende Material als Preßprodukt (6) austritt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung des hohlen Preßstempels (5) und der Kern des Rohlings konzentrisch zueinander angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem hohlen Preßstempel (5) an der dem Rohling zugewandten Seite eine Matrize (55) angebracht ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Blockaufnehmer (2) für das zu verpressende Material (3 und 4) aufgeheizbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rezipient (1) evakuierbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rezipienten (1) ein Schutzgas einleitbar ist.