DE2933169C2

DE2933169C2 - Glasspeiser für niedrigviskose geschmolzene Gläser

Info

Publication number: DE2933169C2
Application number: DE19792933169
Authority: DE
Inventors: Fukushichi Machida Tokyo Fukuzaki; Masaki Yokohama Kanagawa Fukuzawa; Yoshio Sagamihara Kanagawa Ishii
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 1978-08-17
Filing date: 1979-08-16
Publication date: 1981-10-15
Also published as: JPS5527849A; DE2933169A1; GB2029818B; JPS5757415B2; GB2029818A

Description

Die Erfindung betrifft einen Glasspeiser für niedrigviskose geschmolzene Gläser, mit einem Glasauslaß am Ende eines Zuführrohres, einem unter dem Glasauslaß angeordneten Haltekörper, der das auf ihn fließende Glas unter Tropfenbildung vorübergehend festhält, und mit Gießformen, die jeweils einen der sich von dem Haltekörper lösenden Glastropfen aufnehmen.

Bei einem bekannten Glasspeiser (US-PS 15 74 736) ist unter dem Ende eines vertikalen Zuführrohres, aus dem die Glasschmelze herausläuft, ein kugelförmiger Haltekörper angeordnet, der an einem rotierenden Schaft befestigt ist. Die Glasschmelze wird von dem Haltekörper aufgefangen, wobei infolge der Rotation mehrere Glasschichten übereinander aufgewickelt werden. Zum Ablassen des Glases, das sich auf dem Haltekörper angesammelt hat, wird die Rotation angehalten, so daß die auf dem Haltekörper befindliche Glasmenge in eine Rinne hinein abtropft, die in eine Gießform führt. Bei einem rotierenden Haltekörper bildet das aufgewickelte Glas Schichten, wcbei jeweils aus der obersten Glasschicht Glasbestandteile verdampfen. Außerdem sind die Umfangsgeschwindigkeiten der Glasanteile auf dem rotierenden Haltekörper unterschiedlich, weil diejenigen Glasanteile, die sich in der Nähe der Rotationsachse befinden, nur eine geringe Geschwindigkeit aufweisen, während die übrigen Bereiche mit höherer Umfangsgeschwindigkeit rotieren. Dies trägt zur Entstehung von Inhomogenitäten in dem entstehenden GlastroDfen bei.

Ein bekannter Glasspeiser, mit einem vertikal bewegbaren Haltekörper zur Dosierung von Glastropfen (US-PS 18 88 963), weist eine Kugel auf, die an einem durch die Glasschmelze hindurchragenden Haltestab befestigt ist und den Glasauslaß des Schmelzenbehälters periodisch beim Anheben kurzzeitig verschließ?. Infolge der periodischen Abdichtung des Glasauslasses wird der das Zuführrohr verlassende Glasfluß unterbrochen. Zum Abschneiden des Glastropfens werden

ίο Trennmesser benutzt Ein derartiger Glasspeiser eignet sich nicht für die Verarbeitung niedrigviskoser Glasschmelzen, weil der kugelförmige Haltekörper nicht imstande wäre, genügend niedrigviskoses Material für die Tropfenbildung festzuhalten. Ferner entstehen durch das periodische Abdichten der Auslaßöffnung durch den Haltekörper Inhomogenitäten im Glasfluß und in der Glasstruktur, so daß hochwertige Gläser unter Verwendung eines derartigen Glasspeisers nicht hergestellt werden können.

Ferner ist es bekannt (FR-PS 14 59 965) eine Tropfenbildung durch einen konischen Kolben hervorzurufen, der in einem konischen Zuführrohr auf und ab bewegt wird. Durch die Kolbenbewegung entsteht ein zwangsweiser Glasausstoß, während beim Zurückziehen des Kolbens am unteren Ende des Zuführrohres ein Unterdruck erzeugt und ein Teil der Schmelze wieder zurückgezogen wird. Bei dem von dieser Vorrichtung erzeugten Pumpvorgang wird sogar zeitweilig Luft in das Zuführrohr eingesaugt. Hierdurch können Falten und Blasen in dem nachfolgend ausgestoßenen Tropfen entstehen.

Schließlich ist ein Glasspeiser bekannt (US-PS 16 80 735), bei dem ein rotierender, etwa kugelförmiger Haltekörper unter einem Zuführrohr angeordnet ist.

Zum Abtrennen eines Tropfens wird der Haltekörper von dem Ende des Zuführrohres fortbewegt und anschließend wieder angehoben. Nach dem Anheben wird der Tropfen durch ein Trennmesser unterhalb des Haltekörpers abgetrennt. Hierbei entstehen durch den rotierenden Haltekörper die schon erwähnten Inhomogenitäten durch Schichtbildung und unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten der Glasschmelze.

Es gibt viele optische Gläser, die dazu neigen, während des Schmelzprozesses zu entglasen bzw. zu erhärten. Um beim Zuführen der erforderlichen Glasmenge in eine Form sicherzustellen, daß kein Entglasen stattfindet, wird das Glas normalerweise mit einer extrem niedrigen Viskosität in der Größenordnung von etwa 1 bis 10 Pa s in die Form eingegeben. Dies führt zu

so einem sehr niedrigviskosen Glasfluß mit relativ kleinem Strahldurchmesser aus dem Zuführauslaß heraus. Dieser Glasstrahl wird zur Dosierung der für einen Vollglaskörper benötigten Glasmenge und zur Formung dieser Glasmenge in das gewünschte Produkt abgeschnitten. Wenn zum Abschneiden eines relativ niedrigviskosen Glasstrahles ein Paar Trennmesser benutzt wird, wie sie normalerweise zum Abschneiden relativ hochviskoser Gläser benutzt werden, neigt das Glas zum Spritzen, oder der Glasfluß wird gestört, wo-

bo durch Fehlstellen in Form von Falten an dem Glaskörper entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Glasspeiser der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß unter Verarbeitung niedrigviskoser geschmolzener Gläser homogene und faltenfreie Glasprodukte herstellbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß einer ersten Variante der Erfindung vorgesehen, daß der Haltekör-

per aus einer im wesentlichen flachen horizontalen Scheibe besteht, die an dem Zuführrohr mit Haltestäben befestigt ist

Bei dieser Variante ist der Haltekörper stationär. Die Glasschmelze, die aus dem Zuführrohr austr.tt, sammelt sich vornehmlich an der Unterseite des Haltekörpers, wo sie ausschließlich durch die Oberflächenspannung festgehalten wird, um anschließend in die Form überführt zu werden. Die Schmelze fließt im gleichmäßigen Fluß auf den Haltekörper, wo sie sich frei und gleicnmäßig über -die gesamte Oberfläche verteilt und an die Unterseite gelangt, um ohne Schicht- oder Faltenbildung allein aufgrund der Oberflächenspannung festgehalten zu werden.

Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung wird die angegebene Aufgabe dadurch gelöst, daß an dem unteren Ende des Zuführrohres ein Glashaltezylinder befestigt ist, der den Haltekörper mit Abstand umgibt und in dem der Haltekörper periodisch auf und ab bewegt wird, ohne daß sein oberes Ende den Glashaltezylinder verläßt, und daß der Haitekörper im wesentlichen scheiben- oder säulenförmig ausgebildet ist

Bei dieser zweiten Variante wird der Haltekörper in einem am unteren Ende des Zuführrohres angebrachten Glashaltezylinder periodisch auf und ab bewegt, ohne daß sein oberes Ende den Glashaltezylinder verläßt. Beim Abwärtsbewegen des Haltekörpers kann sich auf der Oberseite des Haltekörpers eine Glasansammlung bilden, die durch den Ringspalt hindurch zunehmend zur Unterseite fließt, um dort einen Tropfen zu bilden. Auch hier erfolgt ein sich frei verteilender Glanfluß symmetrisch um den Haltekörper herum zu dessen Unterseite. Der Glasfluß wird zu keiner Zeit angehalten, d. h. der Auslaß des Zuführrohres wird niemals blockiert. Aufgrund des stetigen Auslaufens der Schmelze aus dem Zuführrohr, wird die angestrebte Inhomogenität der in die Form eingebrachten Glasschmelze erzielt.

Die Übergabe des Glases von dem Haltekörper in die Form erfolgt bei beiden Varianten durch Adhäsion, indem der Glastropfen in Berührung mit der Form gebracht wird. Zum Abtrennen des Glastropfens von dem Haltekörper wird die Gießform von dem Haltekörper fortbewegt.

Durch den vertikal bewegbaren Haltekörper kann bei der zweiten Variante der Erfindung der Vorgang des Abtrennens des Glasstrahles durch Entfernen des Haltekörpers von der Gießform durchgeführt bzw. verkürzt werden.

Im folgenden werden je ein Ausführungsbeispiel für jede der beiden Varianten der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand der Herstellung von Glasvollkörpern näher erläutert. Es zeigen
zeigen

F i g. 1 bis 4 Längsschnitte durch eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der ersten Variante und

F i g. 5 bis 8 Längsschnitte durch eine Ausführungsform der zweiten Variante.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel, das in den F i g. 1 bis 4 dargestellt ist, enthält die Vorrichtung ein Zuführrohr 1, dessen Auslaß 2 sich nach unten hin öffnet. Am unteren Ende des Zuführrohres 1 befindet sich ein Haltekörper 4 in Form einer Scheibe mit einem Durchmesser von 15 mm, die horizontal angeordnet und an dem Zuführrohr 1 mit zwei Tragstangen 3 befestigt ist, die von unten her in das Innere des Zuführrohres 1 hineinragen. Die Gießform besteht aus einem Formeinsatz 8 und einem Formkörper 9, die unterhalb des Haltekörpers 4 angeordnet sind. Das Zuführrohr 1, die Tragstangen 3 und der Haltekörper 4 bestehen sämtlich aus Platin oder einer Platiniegierung. Die F i g. 1 und 2 zeigen aus einer Reihe von Schritten zur Erzeugung eines Glasklumpens den Schritt der Regulierung des freien Stromes aus geschmolzenem Glas niedriger Viskosität, der aus dem Auslaß 2 des Zuführrohres 1 ausläuft
Gemäß F i g. 1 wird das aus dem Auslaß 2 auslaufende geschmolzene Glas durch die Aufhängestäbe 3 in Kontakt mit der gesamten Oberfläche des Haltekörpers 4 gebracht Das Glas bleibt anschließend an der Unterseite des Haltekörpers 4 gemäß F i g. 2 hängen und entwickelt sich zu einem Glastropfen 5, der sich in F i g. 2 in dem Zustand unmittelbar vor dem Herabtropfen befindet In der Zwischenzeit ist der Formeinsatz 8 unter den Glastropfen 5 angehoben worden. Der Glastropfen 5, der dermaßen angewachsen ist, daß sein Gewicht die Oberflächenspannung des Glases übersteigt, beginnt herabzufallen. Wenn das Glas von dem Haltekörper 5 in die Form einfließt, wird der Formeinsatz 8 gemäß F i g. 3 nach unten bewegt so daß das einfließende Glas 6 sich nicht gegen das bereits eingefüllte Glas 7 auffalten kann. Wenn das in die Form eingefüllte Glas eine bestimmte Menge erreicht hat, wird die Form zusammen mit dem eingefüllten Glas 7 schnell nach unten oder in horizontaler Richtung abgezogen, wie in F i g. 4 dargestellt ist Auf diese Weise wird das in die Fcrm 7 zur Bildung eines Glasklumpens eingefüllte Glas von dem Strang flüssigen Glases abgetrennt. Nach dem Abschneiden des flüssigen Glases 6 nimmt das an der Unterseite des Haltekörpers 4 verbleibende Glas wieder den in F i g. 1 dargestellten Zustand an, wobei der Abfluß des aus dem Auslaß 2 herausfließenden Glases reguliert wird, bis das Glas den Zustand der F i g. 2 wieder erreicht hat

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt die Zeitverzögerung vom Abschneiden des Glasflusses bis zum Beginn des Abtropfens ungefähr 0,3 bis 0,5 Sekunden oder 0,1 bis 0,3 Sekunden. Verglichen mit den bekannten Verfahren zur Verarbeitung optischer Gläser mit niedriger Viskosität von etwa 3 Pa s, bei denen die Zufuhr mit einer Geschwindigkeit von 1 cm³/s oder 2 cm³/s erfolgt, ist dies sehr gering.

Das Einbringen der nächstfolgenden Form in die Glasaufnahmestellung nach dem Abtrennen des Glasflusses wird daher erheblich vereinfacht. Außerdem erhält man eine beträchtlich stabilisierte Oberflächenform des in die Form einfließenden Glases und einen homogenen faltenfreien Glaskörper.

In den Fig.5 bis 8 ist eine zweite Variante der Erfindung dargestellt. Bei der dort verwendeten Form wird ein säulenförmiger Haltekörper 4 benutzt, der horizontal an einem in dem Zuführrohr 1 vorgesehenen vertikal bewegbaren Haltestab 3 befestigt ist An dem unteren Ende des Zuführrohres 1 befindet sich ein Glashaltezylinder 10, der den Haltekörper 4 umschließt, wobei zwischen seiner Innenwand und der Außenwand des Haltekörpers 4 ein kleiner Spalt verbleibt. Die Form besteht aus dem Formeinsatz 8 und dem Formkörper 9 und ist unter dem Haltekörper 4 angeordnet. Das Zuführrohr 1, der Haltestab 3', der Haltekörper 4 und der Glashaltezylinder 10 bestehen sämtlich aus Platin oder einer Platinlegierung. Der obere Teil des Haltestabes 3' ist an einer (nicht dargestellten) Betätigungseinheit befestigt, mit der der Haltestab 3' aufwärts und abwärts bewegt werden kann. Die F i g. 5 und 6 zeigen bei der Herstellung eines vollen Glaskörpers

den Schritt des Regulierens des in die Form einfließenden Glases. In F i g. 5 ist der Haltekörper 4 in seiner unteren Endlage in der Nähe des Auslasses 2 dargestellt, wodurch geschmolzenes Glas, das aus dem Auslaß 2 herausfließt, in Berührung mit der gesamten Oberfläche des Halitekörpers 4 gebracht wird. Dann wird der Haltekörper 4 entsprechend der Glaszufuhr kontinuierlich mit dem Haltestab 3' abwärts bewegt und in einer bestimmten unteren Endstellung angehalten, in der das obere Ende des Haltekörpers 4 sich immer noch gemäß F i g. 6 im Inneren des Glashaltezylinders 10 befindet. Das geschmolzene Glas wird daher in dem Glashaltezylinder 10 über der Oberseite des Haltekörpers 4 gehalten. Unter Ausnutzung der Oberflächenspannung des Glases wird ein Teil des Glases an der Unterseite des Haltekörpers 4 in Form eines sich entwickelnden Glastropfens 5 festgehalten. In der Zwischenzeit wird der Formeinsatz 8 unter den Glastropfen 5 gehoben. Der Glastropfen 5 beginnt dann in die Form einzufließen. Das Glas wird in die Form eingefüllt, indem der Formeinsatz nach unten gefahren wird, während der Haltekörper 4 gemäß F i g. 7 stetig hochgefahren wird. Wenn der Haltekörper 4 in der oberen Endstellung, die in F i g. 5 dargestellt ist, angekommen ist und eine bestimmte Glasmenge in die Form eingefüllt wurde, wird das eingefüllte Glas 7 zusammen mit der Form schnell nach unten oder in horizontaler Richtung entfernt, wie in F i g. 8 dargestellt ist. Dadurch wird der Glasstrom abgeschnitten und das eingefüllte Glas 7 zur Bildung eines vollen Glaskörpers oder Glasklumpens von dem flüssigen Glasstrang abgetrennt. Nach dem Abtrennen des flüssigen Glases 7 nimmt das an der Oberseite und an der Unterseite des Haltekörpers 4 verbleibende Glas den in F i g. 5 dargestellten Zustand von neuem an. Das Abwärtsfließen des aus dem Auslaß 2 herausfließenden Glases wird reguliert, bis der in F i g. 6 dargestellte Zustand wieder erreicht ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Zeit nach dem Abtrennen des Glasflusses bis zum Beginn des Abtropfens des Glases aus der Haltezeit des sich an der Unterseite des Haltekörpers bildenden Tropfens und der Zeit die der Haltekörper 4 benötigt, um sich eine bestimmte Strecke nach unten zu bewegen. Die Verzögerungszeit für das Beginnen des Abtropfens beträgt etwa 2,5 Sekunden oder 1,3 Sekunden in dem Fall, daß der Durchmesser des Haltekörpers 4 20 mm und der Weg der Abwärtsbewegung 7 mm betragen. Hierbei ist ein optisches Glas niedriger Viskosität von ca. 3 Pa s zugrunde gelegt, das mit einer Geschwindigkeit von 1 cmVs oder 2 cmVs zugeführt wird. Diese Ausführung erleichtert ferner das Einbringen der nächsten Form in die Giasaufnahmesteiiung und ermöglicht die erforderliche Zeitverzögerung auch für Glas, das mit höherer Fließgeschwindigkeit zugeführt wird, so daß der Herstellungstakt zur Erzeugung von Glaskörpern noch weiter verkürzt werden kann.

Bei beiden Vorrichtungen kann der Haltekörper 4 beispielsweise auch ebene, konvexe oder konkave Ober- und Unterseiten aufweisen, die auch Falten haben oder mit kleinen Öffnungen versehen sein können, die sich von der Oberseite zur Unterseite erstrecken. Auch eine Kombination dieser beiden Merkmale ist möglich. Die obigen Vorrichtungen sind auch auf einen Fall anwendbar, bei dem eine bestimmte Menge geschmolzenen Glases in eine Form eingefüllt und der Glasfluß auf andere Weise als oben beschrieben abgeschnitten wird, z. B. unter Verwendung von Schermessern. Bezüglich des Ausführungsbeispiels der F i g. 5 bis 8 kann die Regulierung des Abtropfens des Glases verbessert werden, indem Ausläufer oder Scheiben vorgesehen werden, die das Glas im Bereich des aus dem Zuführauslaß 2 herausragenden Haltestabes 3' auffangen. wenn der Haltekörper 4 abwärts bewegt wird, so daß der Effekt des Festhaltens des Glases in dem Bereich oberhalb des Haltekörpers 4 noch verstärkt wird. Da es sich bei der ersten Variante um eine Vorrichtung handelt, bei der Glas mit niedriger Viskosität in eine Form eingegossen wird, während der freie Glasfluß durch Festhalten des kontinuierlich aus dem Zuführauslaß auslaufenden Glases in einem Bereich unter der Unterseite des Haltekörpers nach dem Abtrennen reguliert wird, wird das Einbringen der nächsten Form in die Glasaufnahmeposition erleichtert. Außerdem wird die Form des fließenden Glases nach dem Abtrennen stabil gemacht, so daß ein homogener Vollglaskörper auf einfache Weise erzeugt werden kann.
Bei der zweiten Vorrichtung handelt es sich um die Herstellung von Glasprodukten durch Eingießen von • Glas in eine Form, während der freie Glasfluß des kontinuierlich aus dem Zuführauslaß auslaufenden Glases durch Festhalten des Glases nicht nur in einen Bereich unter der Unterseite des Haltekörpers, sondern

AO auch in einen Bereich über der Oberseite des Haltekörpers durch Anheben und Absenken des Haltekörpers geregelt wird. Mit dieser zweiten Vorrichtung kann der Glasfluß wirksam über einen weiten Bereich von Fließgeschwindigkeiten reguliert werden. Man kann auf diese Weise effizienter einen homogenen faltenfreien Vollglaskörper erzeugen.

Die oben beschriebenen Vorrichtungen eignen sich nicht nur für die Herstellung von Vollglaskörpern für ein optisches Glas, sondern ebenfalls zur Herstellung von Tafeln, Stäben usw. mit bestimmten Abmessungen und Konfigurationen nach dem Abschneiden von niedrigviskosem Glas, das kontinuierlich aus einer Zuführvorrichtung heraus zugeführt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche·

1. Glasspeiser für niedrigviskose geschmolzene Gläser, mit einem Glasauslaß am Ende eines Zuführrohres, einem unter dem Glasauslaß angeordneten Haltekörper, der das auf ihn fließende Glas unter Tropfenbildung vorübergehend festhält, und mit Gießformen, die jeweils einen der sich von dem Haltekörper lösenden Glastropfen aufnehmen, d a durch gekennzeichnet, daß der Haltekörper (4) aus einer im wesentlichen flachen horizontalen Scheibe besteht, die an dem Zuführrohr (1) mit Haltestäben (3) befestigt ist.

2. GlasEpeiser für niedrigviskose geschmolzene Gläser, mit einem Glasauslaß am Ende eines Zuführrohres, einem unter dem Glasauslaß angeordneten Haltekörper, der das auf ihn fließende Glas unter Tropfenbildung vorübergehend festhält, und mit Gießformen, die jeweils einen der sich von dem Haltekörper lösenden Glastropfen aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem unteren Ende des Zuführrohres (1) ein Glashaltezylinder (10) befestigt ist, der den Haltekörper (4) mit Abstand umgibt und in dem der Haltekörper (4) periodisch auf und ab bewegt wird, ohne daß sein oberes Ende den Glashaltezylinder (10) verläßt, und daß der Haltekörper (4) im wesentlichen scheiben- oder säulenförmig ausgebildet ist.

3. Glasspeiser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltestäbe (3) in das Zuführrohr (1) hineinragen.

4. Glasspeiser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform (8, 9) einen in einem Formkörper (9) vertikal bewegbaren Formeinsatz (8) aufweist.