DE250167C

DE250167C -

Info

Publication number: DE250167C
Application number: DE1911250167D
Authority: DE
Priority date: 1911-03-26
Filing date: 1911-03-26
Publication date: 1912-08-07

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE.32α. GRUPPE

Firma Dr. SIEBERT & KÜHN in CASSEL

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26, März 1911 ab.

In der chemischen Technologie, in welcher die Verwendung von Quarzglas mit Vorteil stattfindet, hat sich ergeben, daß die bisher erzeugten und verwendeten Quarzglassorten nicht allen Bedürfnissen der Praxis entsprechen.

Die bisherige Arbeitsweise zur Herstellung von Quarzglas besteht darin, daß man die Kieselsäure, nachdem man sie geschmolzen

ίο und so den Rohstoff hergestellt hat, unmittelbar an der Sauerstoffgebläselampe zu den gewünschten Formen erblasen hat, d. h. mit anderen Worten, daß der Quarzglasbläser das Quarzglas im wesentlichen in der gleichen Weise bearbeitet hat wie das gewöhnliche Glas. Nach den gewöhnlichen Quarzglasverarbeitungsweisen hat man hinsichtlich der Abkühlung keine besonderen Vorkehrungen für nötig erachtet.

In der Praxis hat es sich aber gezeigt, daß die nach den bisherigen Verarbeitungsweisen hergestellten Quarzglaskörper vielfach keine dauernde Festigkeit oder Widerstandsfähigkeit besitzen und daß insbesondere, namentlich an den Verbindungsstellen, das Quarzglas oft nach längerer Zeit und unerwarteterweise gesprungen ist oder daß ganze Stücke herausgefallen sind usw.

Dies ist ein Beweis, daß in der Masse ungleichmäßige Spannungen vorhanden sind, welche bei der Verarbeitung nicht zum Ausgleich gekommen sind.

Die gegenwärtige Erfindung stellt sich nun zur Aufgabe, diese Übelstände zu beseitigen.

Die Erfinder haben durch eine Reihe von Versuchen festgestellt, daß es möglich ist, diese Spannungsunterschiede zu beseitigen, sofern man das Quarzglas nicht wie gewöhnliches Glas behandelt, sondern indem man sowohl beim Verblasen als beim Verkühlen eine besondere Arbeitsweise anwendet.

Der Zweck, in dem Quarzglas eine stets dauernd gleich bleibende und gleichmäßige Spannung herbeizuführen, wird dadurch erreicht, daß man das zu verschmelzende oder zu verblasende Quarzglas (Hohlgefäße, Platten, Röhren usw.) zunächst im Gebläse (Sauerstoffoder Knallgasgebläse) bis zum Schmelzen erhitzt und nach Bedarf gestaltet, z. B. verbläst, wonach der Gegenstand- allmählich aus der Gebläseflamme herausgenommen und der völligen Abkühlung überlassen wird. Darauf wird das betreffende Arbeitsstück nochmais in die Gebläseflamme gebracht und möglichst hoch erhitzt. Dieses Wiedererhitzen mit vorhergehender Abkühlung kann nach Bedarf wiederholt werden.

Da es für die Aufhebung der' Spannungen im Quarzglase von Wichtigkeit ist, den ganzen Bereich solcher Spannungen möglichst gleichmäßig zu erhitzen und da andererseits die Ausdehnung der Sauerstoffgebläseflamme beschränkt ist, so wird der Zweck des zuvor beschriebenen Verfahrens noch weiter dadurch gesichert, daß man mit den Wandstärken der zu behandelnden Quarzglasgegenstände nicht über eine gewisse Höchstdicke hinausgeht, welche bei den üblichen Gebläselampen bei etwa 3 mm liegt. Bei größeren Wandstärken ist die sichere Aufhebung aller Spannungen durch das wiederholte Erhitzen in Frage gestellt.

Das wiederholte Erhitzen soll vorzugsweise Anwendung finden auf solche Stellen, an welchen verschiedene Quarzglasteile miteinander verschmolzen, d. h. durch Zusammenschmelzen der Stoßstellen vor der Lampe zu einem Ganzen verbunden sind; doch können auch andere Stellen in Frage kommen, z. B. der Boden eines Tiegels, der zum Zwecke des Abplattens gegen ein Stück Retortenkohle angedrückt und

ίο und dabei schroff abgekühlt worden ist.

Eine besondere praktische Bedeutung gewinnt dieses Verfahren für die Herstellung von Quarzglasthermometern für höhere Temperaturen (bis etwa 750° C. und darüber).

Solche Thermometer für hohe Temperaturen wurden bisher überhaupt nicht hergestellt, und zwar deshalb, weil es nicht möglich war, an den Verbindungsstellen, namentlich der Kugel mit der Kapillare, die Spannungen derart aufzuheben, daß ein nachträgliches Springen bei der Benutzung oder auch sonst vermieden wird.

Hierbei ist zu berücksichtigen, daß bei der Benutzung eines derartigen Quarzglasthermometers der Innendruck bis zu 50 Atm. und darüber hinaus gesteigert wird, wodurch die Wandungen besonders hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind.

Die Herstellung eines Thermometers gestaltet sich nach dem neuen Verfahren wie folgt:

Die Kapillarrohre und der Quecksilberbehälter werden im Sauerstoff- oder Knallgasgebläse miteinander verschmolzen und sodann der völligen Abkühlung überlassen, hierauf nochmais die Verbindungsstelle in tunlichst weiter Ausdehnung in die Gebläseflamme gebracht und abermals möglichst hoch erhitzt und soweit nötig verblasen. Dieses Wiedererhitzen und Verblasen mit vorhergehender Abkühlung wird, wie schon ausgeführt, nach Bedarf wiederholt.

Bei Ausführung dieses Verfahrens ist aber wichtig, daß sowohl der Kapillarrohre als auch dem Quecksilberbehälter, nicht etwa wie bei einem Barometer, eine Wandstärke von 5 mm gegeben wird, sondern man wählt die Wandstärke des Materials nur zwischen 0,5 bis 3 mm, weil bei größerer Wandstärke diese, infolge unvollkommener Aufhebung der Spannungen, dem starken Innendrucke des bei höheren Temperaturen (750⁰ C.) verdampften Quecksilbers nicht Widerstand leisten und zerspringen wird.

Auf diese Weise ist es den Erfindern als Ersten tatsächlich gelungen, mit Sicherheit und mit völliger Beherrschung des Arbeitsverlaufes und des Werkstoffes, Quarzglasthermometer für hohe Temperaturen herzustellen, welche auch nach längerer Zeit zuverlässig sind und demnach keine Explosionsgefahr in sich schließen, und bei welchen ein unerwartetes Platzen oder Brechen des Quarzglases dauernd vermieden ist.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Quarzglasgegenständen von hoher Haltbarkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die herzustellenden Körper (Platten, Röhren, Hohlgefäße usw.) namentlich an den Verbindungssteilen nach der erstmaligen, zum Zwecke der Formgebung notwendigen Erhitzung der völligen Abkühlung überlassen und darauf noch einmal in die Gebläseflamme gebracht und möglichst hoch erhitzt werden, worauf dieses Wiedererhitzen mit vorhergehender Abkühlung nach Bedarf wiederholt werden kann, um eine gleichmäßige Innenspannung herbeizuführen.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Quarzglasgegenständen, welche hohem Innendruck ausgesetzt und bei welchen verschiedene Quarzglasteile im Gebläse zusammengeschmolzen werden, z. B. Thermometer, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wandstärke der zu behandelnden Quarzglasgegenstände nicht über eine gewisse Höchstdicke von eben ausreichendem Druckwiderstande bemißt, zum Zwecke, durch das wiederholte Erhitzen die sichere Aufhebung aller Spannungen herbeizuführen.

3. Zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 zur Herstellung von Quecksilberthermometern für hohe Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kapillarröhre von sehr geringer Wandstärke, z. B. 0,5 bis 3 mm, verwendet wird und daß die Verbindung derselben mit dem Quecksilberbehälter und der Umhüllungsröhre durch wiederholtes Verschmelzen im Gebläse, darauffolgendes völliges Abkühlen und Wiedererhitzen erfolgt, wobei die Wiedererhitzung mit vorhergehender Abkühlung nach Bedarf wiederholt werden kann.