DE3201777A1

DE3201777A1 - "verfahren zur herstellung von stangen aus quarzglas"

Info

Publication number: DE3201777A1
Application number: DE19823201777
Authority: DE
Inventors: Hans 6451 Neuberg Zahn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-01-21
Filing date: 1982-01-21
Publication date: 1983-08-04

Description

11Verfahren zur Herstellung von Stangen aus Quarzglas'1
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Stangen aus Quarzglas durch Erhitzen eines Endes eines aus Bergkristallkörnung erschmolzenen Quarzglaszylinders und kontinuierliches Abziehen von erhitztem Quarzglas ZU einer Stange, die einen kleineren Querschnitt als der Zylinder hat, unter gleichzeitigem Drehen der Stange und des Zylinders um ihre gemeinsame Längsachse.
Aus der GB-PS 241 544 ist ein Verfahren der vorbeschriebenen Art bekannt. Hierbei drehen sich der Zylinder und der Stab im wesentlichen mit gleicher Geschwindigkeit synchron, also in gleicher Drehrichtung, um ein Abreißen des Stabes vom Zylinder durch Verdrehen zu vermeiden.
Bekannt ist ferner aus der DE-PS 567 683 ein Verfahren zum Erzeugen von praktisch schlierenfreien Quarznlasmassen.
Hierbei wird ein zylindrischer Körper aus blasenarmem Quarzglas, der zwischen Stäben gehalten ist, in einem Ofen beröhrungsfrei bis zum Plastischwerden erhitzt und die Quarzglasmasse durch Drehen der Iialterunqsstübe in gegenläufiger Richtung durchgearbeitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Quarzglasstäben bereitzustellen, das in einem einstufigen Prozeß blasenfreie Quarzglasstäbe, die auch frei von anderen Einschlüssen sind, aus Quarzglaszylindern mit hohem Gehalt an feinen Bläschen und/oder anderen Einschlüssen liefert. Unter blasenfrei soll dabei verstanden werden, daß mit dem bloßen Auge keine Blasen mehr sichtbar sind.
Gelöst wird diese Aufgabe für ein Verfahren der eingangs charakterisierten Art erfindungsgemaß dadurch, daß der Zylinder aus Quarz glas mit hohem Gehalt an Blasen und/oder anderen Einschlüssen und die Stange gegenläufig mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gedreht werden und eine scheibenförmige Quarzglaszone sehr kleiner Viskosität im Vergleich zu ihren Nachbarzonen und von weniger als 0,2 mm Dicke pro Umdrehung der Drehzahldifferenz zwischen Zylinder und Stange um diese Dicke in Richtung der Längsachse durch das Quarzglas hindurchgeführt wird.
Weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemißen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß es zur Herstellung von blasen freien Stangen aus Quarzglas nicht mehr erforderlich ist, für die Zylinderherstellung ausgesuchte, möglichst fehlerfreie Bergkristallstücke zu verwenden, sondern hierzu in großen Mengen vorkommender, und daher preisgünstiger Bergkristall eingesetzt werden kann.
Die Behandlung von Quarzglaszylinder mit hohem Gehalt an feinen Bläschen und/oder anderen Einschlüssen in erfindungsgemäßer Weise, führt überraschenderweise zu Stangen aus Quarzglas, die blasen- und einschlußfrei sind. Da es sich um ein einstufiges Verfahren handelt, ist es außerdem auch außerordentlich energiesparend. Entgegen den in der GB-PS 241 544 geäußerten Bedenken findet trotz des gleichzeitigen Ausziehens des Zylinders in Richtung seiner Längsachse und der gegenläufigen Rotation von Zylinder und Stange kein Abriß beider Teile voneinander statt.
Visuelle Beobachtungen haben darüber hinaus ergeben, daß Quarzglasstangen, die zuerst gemäß der GB-PS 241 544 hergestellt wurden und anschließend einer Behandlung gemäß der DE-PS 567 863 unterworfen wurden, noch einen Rest-Gehalt an Blasen oder Einschlüssen aufwiesen, während erfindungsgemäß hergestellte Stangen blasenfrei im Sinne der eingangs definierten Blasenfreiheit und einschlußfrei waren. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert nur etwa die Hälfte der Energie, wie sie bei Durchführung der Verfahren gemäß dem Stand der Technik aufgewendet werden muß.
Anhand der schematischen Figur wird das erfindungsgemäße Verfahren erläutert.
Mit der Bezugsziffer 1 ist der Quarzglaszylinder bezeichnet, mit der Bezugsziffcr 2 die von ihm bereits abgezogene Stange. Das eine Ende des Zylinders ist in der Halterung 3 einer Ziehbank gehalten, während das eine Ende der Stange 2 in der Halterung 4 dieser Ziehbank gehalten ist. Die Halterung 3 ist drehbar in dem Ständer 5 gelagert, die Halterung 4 ist ebenfalls drehbar in dem längsverschiebbaren Ständer 6 gelagert. Mit 7 ist eine Wärmequelle, beispielsweise ein Gasbrenner, bezeichnet. Die Halterung 3 wird mittels des Motors 8 in Rotation versetzt; sie und damit auch der Zylinder 1 drehen sich beispielsweise mit einer Drehzahl von 40 Umdrehunqen pro Minute. Die Halterung 4 wird mittels eines Motors 8' in Rotation versetzt, aber mit einer der Drehrichtung des Zylinders 1 entgegengesetzten Richtung; die Halterung 4 und damit die Stange drehen sich beispielsweise mit einer Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute. Der Durchmesser des Zylinders 1 beträgt beispielsweise 80 mm, der der Stange 2 beispielsweise 65 mm. Bevor jedoch die beiden Halterungen 3, 4 in gegenläufige Rotation versetzt werden, wird mittels der Heizquelle 7 das Abziehende des Zylinders 1 so lange erhitzt, bis das Quarzglas in der scheibenförmigen Zone 9 von < 0,2 mm Dicke (in Richtung der Längsachse des Zylinders 1 gemessen) eine so kleine Uiskosität hat, daß Gegenläufigkeit der Spindeln möglich ist. Die Viskosität liegt sicher noch unter der Viskosität die notwendig ist, um Quarzglas in üblicher Weise zu bearbeiten, nämlich durch Ziehen, Biegen, Aufblasen etc. Sobald die notwendige Viskosität in der Zone 9 erreicht ist, werden die Motoren Si, 8' gegenläufig eingeschaltet, der Ständer 6 mit einer Geschwindigkeit von "d 10 mm/min in Richtung des Pfeiles 10 und die Heizquelle 7 mit einer Geschwindigkeit vonr 19 mm/min in Pfeilrichtung 11 bewegt. Die Zone 9 wandert bei den angegebenen Drehzahlen für den Zylinder 1 und die Stange 2 - die Drehzahldifferen.z beträgt 190 Umdrehungen pro Minute - mit einer Geschwindiykeit von 0,1 x 190 = 19 mm Imin durch das Quarzglas in Richtung des Pfeiles 12.

Claims

"Verfahren zur Herstellung von Stangen aus Quarzglas" Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Stangen aus Quarzglas durch Erhitzen eines Endes eines aus Bergkristallkörnun9 erschmolzenen Quarzglaszylinders und kontinuierliches Abziehen von erhitztem Quarzglas zu einer Stange, die einen kleineren Querschnitt als der Zylinder hat, unter gleichzeitigem Drehen der Stange und des Zylinders um ihre gemeinsame Längsachse, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder aus Quarzglas mit hohem Gehalt an Blasen und/oder anderen Einschlüssen und die Stan9e gegenläufig mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gedreht werden und eine scheibenförmige Quarzglaszone sehr kleiner Viskosität im Vergleich zu ihren Nachbj'rzoncn und von weniger als 0,2 mm Dicke pro Umdrehung der Drehzahldifferenz zwischen Zylinder und Stange um diese Dicke in wichtung der Längsachse durch das Quarzglas hindurchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder mit einer kleineren Geschwindigkeit als die Stange gedreht wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 20 bis 100 Umdrehungen pro Minute und die Stange mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 110 bis 270 Umdrehungen pro Minute gedreht werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit abnehmendem Stangenquerschnitt die Drehgeschwindigkeit der Stange erhöht wird.
5, Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quarzglas zone sehr kleiner Viskosität von etwa 0,1 mm Dicke durch das Quarzglas hindurchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder und die Stange um eine horizontale Achse gedreht werden.