DE3507727A1

DE3507727A1 - Vorrichtung zum einspannen eines drehbaren reaktionsgefaesses

Info

Publication number: DE3507727A1
Application number: DE19853507727
Authority: DE
Inventors: Adolf 4050 Mönchengladbach Mötter; Hartmut Dipl.-Phys.-Ing. 4156 Willich Peglow; Peter Dipl.-Ing. 4630 Bochum Zamzow
Original assignee: Aeg Kabel Ag 4050 Moenchengladbach; AEG Kabel AG
Current assignee: Kabel Rheydt AG
Priority date: 1985-03-05
Filing date: 1985-03-05
Publication date: 1986-09-11

Description

Vorrichtung zum Einspannen eines drehbaren Reaktionsgefäßes.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspannen eines drehbaren Reaktionsgefäßes, insbesondere zur Herstellung von Glasfaser-Vorformen, und einer drehbaren Gaszuführung für das Reaktionsgefäß.
Vorrichtungen zum Spannen und Abdichten zylindrischer Rohre sind allgemein bekannt. Zum Einspannen wird meist eine dem üblichen Bohrfutter ähnliche Konstruktion verwendet. Um die bei Temperaturwechsel auftretenden Durchmesservariationen auszugleichen, wird in der DE OS 33 39 897 eine Einspannvorrichtung für Rohre angegeben, die ein sicheres Festhalten des Rohrs gewährleistet. Durch die Bimetall-Klemmbacken werden Wärmeausdehnungen ausgeglichen.
Ein achsparalleles Spannen ist damit jedoch nicht gewährleistet.
Ein weiterer Mangel der Anordnung besteht in der Notwendigkeit, für die Gasdichtigkeit eine zusätzliche Vorrichtung zu schaffen und nur Rohre eines sehr engen Toleranzfeldes spannen zu können.
In das zu spannende Rohr sollen hochreine Gase eingeleitet werden.
Zur Abdichtung haben sich Rundschnurringe, auch O-Ringe genannt, sehr bewährt.
In Anbetracht der bisherigen Konstruktionen wäre es wünschenswert, eine weniger aufwendige Vorrichtung zur Verfügung zu haben, die zudem noch platzsparender und für eine größere Nenndurchmessertoleranz der Rohre verwendbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, die auf einfache Weise eine Festhalte- und Ausrichtfunktion für zylindrische Körper mit der Eigenschaft der Gasdichtheit vereinigt und für hohe Temperaturen, sowie Temperaturwechsel von mehr als 2000C geeignet ist. Außerdem soll die Vorrichtung ein achsparalleles, elastisch nachgebendes und sicheres Einspannen ermöglichen, ohne Spannungskonzentrationen im Rohr hervorzurufen, um auch Rohre aus Materialien mit ungünstigen mechanischen Eigenschaften verwenden zu können. Der Spannmechanismus soll außerdem leicht zu bedienen sein und der Spannvorgang selbst nur wenige Sekunden in Anspruch nehmen. Die Gaszuführung soll in einfacher Weise ohne Zwischenverschraubungen erfolgen.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Weiterbildungen des Anspruchs 1 sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 gekennzeichnet.
In der Praxis eignet sich die Vorrichtung für das Einspannen und Abdichten von Reaktionsgefäßen in der chemischen Industrie sowie im Labor. Ein spezieller Anwendungsbereich ist die Herstellung von Vorformen für Lichtwellenleiter.
Die Vorteile gegenüber dem Stand der Technik sind die gute achsenparallele Ausrichtung und das sichere Halten und Abdichten des eingespannten Rohrs sowie die leichte Auswechselbarkeit der Rohre, die mit einer reproduzierbar eingestellten Kraft gehalten werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird in der nachfolgenden 3eschreibung der Figuren 1 bis 3 erläutert.
Die Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt.
Figur 2 zeigt die gasdichte Drehdurchführung.
In Figur 3 wird die Gesamtordnung im Schnitt dargestellt.
Als eigentliche Dicht- und Spannelemente dienen die O-Ringe 3, 9 und 28, welche beispielsweise aus einem 40:60 Copolymer von Tetrafluorethylen und Perfluormethyläther bestehen, einem Material, das die Vorzüge von herkömmlichem Silicongummi und Teflon in sich vereinigt.
Das Material ist elastisch, so daß die O-Ringe durch die als Hohlkegel ausgebildeten Flächen an der Hülse 6 und der Muffe 7 reversibel an die beiden Rohre 1 und 2 angedrückt werden. Der Anpreßdruck wird hier durch Tellerfedern 3 hervorgerufen. Über die Zwischenscheiben 10 und 20 drücken die Federn einerseits auf die Scheibe 5 und andererseits auf die dazu symmetrisch angeordnete Scheibe 25. Beide Scheiben greifen durch das geschlitzte Stützrohr 4 hindurch, auf dessen Innenseite sie ringförmig Ansätze aufweisen, die am Ende auf die O-Ringe drücken. Für das Auswechseln eines Rohrs wird die Wirkung der Federn 3 aufgehoben, indem man die Überwurfmutter 12 bis zum Anschlag 14 zurückdreht. Die Ringe 8 und 28 entspannen sich infolge ihrer Elastizität und geben das Rohr 1 frei. Die Mutter 13 begrenzt den Federhub und dient zur reproduzierbaren Einstellung der von den Federn auf die Ringe ausgeübten Kraft.
Das Gegengewinde für die Überwurfmutter 12 befindet sich auf dem Federgehäuse 11, das auf dem Stützrohr 4 verschieblich angeordnet ist. Die Vorrichtung wird mit dem Flansch 15 in der Aufnahme der Spindelhülse 16 des Spindelstocks 17 eingespannt.
Da im Reaktionsrohr 1 Wärme entsteht, die den Dichtungen auf die Dauer schaden könnte, ist eine Luftkühlung mit Kühirippen 19 oder Wasserkühlung vorgesehen.
Um die Temperaturverteilung des hier nicht dargestellten Ofens bezüglich des Rohrs 1 zu homogenisieren, wird die Spannvorrichtung und damit das Rohr gedreht.
Zur Jaseinleitung wird die in Figur 2 dargestellte Anordnung verwendet. Als Caszuführung dient das Quarzrohr 2, das mit dem einen Ende fest und dichtend mit der oben beschriebenen Vorrichtung verbunden ist. Das Rohr 2 wird in der Hülse 13, die mit der kugelgelagerten Spindelhülse 16 verschraubt ist und sich drehen läßt, mit dem Spannring 32 und der Mutter 33 festgehalten. Das andere Ende des Rohres 2 wird von V-förmigen Profilringen 22 aus Teflon mit nach innen drückenden Federn umgeben, die in dem Gaseinleitungskopf 29 an das Rohr 2 angedrückt werden. Der Kopf 29 besteht vorzugsweise aus Teflon oder teflonbeschichtetem Metall.
Er ist mit der Hülse 24 , in der sich auch die Hülse 18 (s. Fig.
3) mit dem Rohr 2 über Kugellager dreht und selbst mit Zapfen gegen Verdrehen gegen den Spindelstock 17 gesichert ist, fest verschraubt und bildet so eine einheitliche und sichere drehbare Dichtung.
Über den Gewindeanschluß 32 und durch die durchbrochene Abstandsbuchse 26 wird in bekannter Weise die Dichtung mit Schutzgas gespült, um Einflüsse der Atmosphäre auszuschalten.
Das System ist sehr einfach zu bedienen und wartungsfreundlich.
Die Dichtung verfügt über eine hohe Standzeit.
Zwischen drehbarer Dichtung und Spannkopf sind keine Gasschläuche mit Schraubverschlüssen mehr nötig, da die Verbindung durch das Rohr 2 hergestellt wird. Lediglich am Kopf 29 ist über das Gewinde 31 der Gasanschluß und über das Gewinde 34 der Bypassanschluß herzustellen.
Wie in Figur 3 dargestellt, verbindet das Quarzrohr 2 die Spanneinrichtung mit der Gaszuführung ohne jegliche Zwischenverbindung, wodurch in Verbindung mit der Hülse 18 und der Lagerbüchse eine zusammenhängende, gasdichte Rohrspann- und Drehdurchführungsvorrichtung entsteht.
Diese Vorrichtung kann in einfacher Weise im Spindelstock einer Glasdrehbank aufgenommen werden. Damit wird Bedienung und Wartung wesentlich vereinfacht.
Die Reinigung erfolgt bei einem eingespannten kurzen Quarzrohr mittels Durchspülen mit Flußsäurelösung.
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Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Einspannen eines drehbaren Reaktionsgefäßes, insbesondere zur Herstellung von Glasfaser-Vorformen,und einer drehbaren Gaszuführung für das Reaktionsgefäß, dadurch gekennzeichnet, daß zwei lösbar miteinander verbundene Rohre (1) und (2) vorgesehen sind, von denen das eine Rohr (1) als Ansatzrohr für das Reaktionsgefäß und das andere Rohr (2) als drehbare Gaszuführung dient.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elastische O-Ringe (8) und (9) zum Abdichten des konzentrisch zum Ansatzrohr (1) drehbar gelagerten Gaseinleitungsrohres (2) vorgesehen sind, zwischen denen eine Verbindungsmuffe (7) vorgesehen ist, die über die Hülse (4) mittels Flansch (21) gegen den Flansch der Hülse (18) angezogen wird, wobei der O-Ring (9) über den Hohlkegel der Verbindungsmuffe (7) gegen das Gaseinleitungsrohr (2) gedrückt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Federn (3) vorgesehen sind, die einerseits gegen eine erste mit einem Ansatz versehene und gegen Verdrehen gesicherte Scheibe (5) drücken, wobei der O-Ring (8) in den Hohlkegel der anderen Seite der Verbindungsmuffe (7) und gegen das Rohr (1) gedrückt wird, und daß ein weiterer O-Ring (28) vorgesehen ist, der andererseits durch die Federn (3) und vermittels einer weiteren mit einem Ansatz versehenen und gegen Verdrehen gesicherten Scheibe (25) gegen die Hohlkegelfläche der Hülse (6) und das Arbeitsrohr (1) gedrückt wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federdruck sich durch eine Überwurfmutter (13) reproduzierbar einstellen läßt, deren Gegengewinde sich auf einer durchgehenden Hülse (4) befindet, die mit dem Flansch (18) verbunden ist, wobei eine weitere überwurfmutter (12) zum Spannen und Entspannen der Federn (3) vorgesehen ist, deren Gegengewinde sich auf einem gegen Verdrehen gesicherten und in axialer Richtung auf der Hülse (4) verschieblichen Federgehäuse (11) befindet.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaszuführungsrohr (2) gleichzeitig mit der an seinem Ende aufgesetzten Drehdurchführung die drehbare Gaszuführung darstellt und zusammen mit dem Spannkopf eine Einheit bildet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der O-Ring aus einem Copolymer von Tetrafluorethylen und Perfluorethyläther besteht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Federelemente (3) Teilerfedern vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) kühlbar ist und dafür Rippen (13) für Luft- oder asserkühlung vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdichte Drehdurchführung aus paarig angeordneten V-förmigen Teflon-Ringen (22) beiderseits einer Spülkammer (23) sowie aus einer Spannvorrichtung für die Federn (26) besteht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaseinleitungsrohr (2) als fest eingebautes Verbindungsrohr zwischen Drehdurchführung und Spannvorrichtung vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaseinleitungsrohr (2) aus Quarzglas besteht und eine hohe Oberflächengüte aufweist.